一文了解Python基础知识
本文主要介绍 Python 入门的基础知识，包括 Python 学习路径和心得、输入输出、注释、变量、数据类型、运算符、格式化输出等。阅读本文预计需要 15 min。
一文了解Python基础知识
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- 1. 前言
- 2. Python 简介
- 3. Python 学习路径和心得
- 4. Python 输入输出
- 5. Python 注释
- 6. Python 变量
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- 6.1 变量命名硬性规则
- 6.2 常用变量命名方式
- 7. Python 数据类型
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- 7.1 Python 常见数据类型
- 7.2 Python 数据类型转换
- 8. Python 运算符
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- 8.1 算数运算符
- 8.2 赋值运算符
- 8.3 关系运算符
- 8.4 逻辑运算符
- 8.5 其他
- 9. Python 格式化输出
- 10. 巨人的肩膀
1. 前言
本部分主要总结学习 Python 需要了解的一些知识。主要内容是：
- Python 简介
- Python 学习路径和心得
- Python 输入输出
- Python 注释
- Python 变量
- Python 数据类型(简单提及)
- Python 运算符
- Python 3 种格式化输出
2. Python 简介
最近几年，随着人工智能的兴起，掀起了一股 Python 学习热潮。Python 是一种简单易学、优雅简洁、免费开源、功能强大、面向对象、具有可扩展性、具有丰富的库、具有可移植性的高级解释型编程语言。它的主要不足在于运行速度相较于 C/C++ 慢一些，国内 Python 开发的岗位相对较少。
学好 Python 之后，我们可能从事的岗位有 Python 爬虫工程师、Python Web 开发、运维测试、算法工程师、数据挖掘工程师等，可以选择的方向还是比较多的，不过整体而言，Python 的岗位还是远少于 Java 的。秋招中，大多数公司都是要求 Java 语言。不过这并不影响我们学习 Python，一方面 Python 的优势突出，在市场占有一席之地，尤其是在 AI 领域，另一方面语言具有相通性，学好一门语言，其他语言上手也能非常快。
3. Python 学习路径和心得
我本硕都是和药学相关，与计算机专业一点都不沾边。一路以来，都是靠自学。自学过程中也走过不少弯路，踩过不少坑，但是在自学过程中，自己的各方面能力都得到了一定的锻炼。
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资料检索和甄别的能力：Python 学习资料形形色色，铺天盖地。能够高效地利用 Google 和百度等搜索引擎检索、甄别有效的 Python 学习资料，可以为我们节省大量时间和精力，少走弯路。比如：Python 的教学视频，我们就可以到 B 站去搜索播放量大、弹幕多、比较新的教程来跟着学习。B 站视频免费无广告，避免了不少冤枉钱。
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快速解决问题的能力：学习工作过程中总会遇到各种问题、踩到各种坑，快速解决问题的能力就显得尤为重要。对于搞计算机的人来说，遇到 Bug，要充分利用 Google、Stack Overflow、GitHub 等平台。我们的问题基本上都可以从这些平台找到解决办法。
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归纳总结的能力：站在巨人的肩膀上学习，能帮助我们节省很多时间。对于前人的知识结晶，我们也要有自己的归纳总结。刚开始学习编程的时候，我用的是纸质版的笔记。一段时间后，我发现纸质版笔记不易保存和随时查阅，写起来也慢，就放弃了。再后来我又发现，学习新知识不记笔记，过一段就会忘记，再需要的时候又得重新找来资料学习。如果有学习笔记，那么自己印象会深刻很多，再需要时忘记了也可以直接检索笔记即可。所以现在我学完一个新知识或技术基本都要做一篇电子版学习笔记，一方面是巩固新知识，另一方面也是方便日后查看。我建议大家学习的时候多做笔记，把好的笔记分享到 CSDN、简书、掘金等技术博客上，一方面可以帮助自己梳理巩固知识体系，另一方面也可以帮助那些遇到了相同问题的人。
学习编程的路径是看视频 + 看书 + 实战。视频相对更有趣，手把手教我们编程，倍速的时候不容易分神。书籍相对专业化、系统化、全面化。对于选择视频还是选择书籍学习，原则就一个，哪个能让你坚持学下去就看哪个。书看不下去了就看视频，视频看不下去了就看书。不管是看视频还是看书，一定要自己动手敲代码！要学会编程，一定要多敲代码！
此外再强调一点，Python 代码的规范性。代码规范不仅看着舒服，提高代码的可读性，也有利于团队开发合作。具体大家可以参考Google Python 风格规范，也可以参照PEP8 Python 代码指南，或者我总结的博客Python 编程风格指南。模仿大牛的代码也是一个很好的学习方法。
我的 Python 学习路径：Python 基础 --> Python 爬虫 --> Python Web。下面我推荐一些自己看过的觉得不错的 Python 学习资料，基本都是可以免费获取。
Python 入门：
- 北理嵩天老师的 MOOC 课程Python 语言程序设计，结合计算机二级 Python 书籍，学完应付 Python 二级考试不成问题，对 Python 基础也有了一定的了解。
- 廖雪峰老师的Python 教程，廖雪峰老师的这个网页教程入门也是非常不错的。
- 骆昊老师的Python - 100 天从新手到大师，这个 GitHub 项目 star 81.1k 非常火，涵盖了 Python 的方方面面，按照这个路径学完全没有问题。
- 《笨方法学 Python3》
- 《Python Cookbook 3rd Edition》，网页版Python Cookbook 3rd Edition
- Python 官网入门教程
进阶：
- 《Fluent Python》即《流畅的 Python》
- 《Effective Python：编写高质量 Python 代码的 59 个有效方法》
- 《Python 核心编程》
- Python 官方参考资料
初学者面对这么资料难免会焦虑，担心学不完。其实不用考虑那么多，按照一份教程踏实的学下去，先入门。以后再多阅读各种书籍，到时自己也能比较各本书的优劣之处了。技术之路是终生学习，每日学习之路，生命不息，学习不止！
接下来就正式进入我们的 Python 学习之旅吧。
4. Python 输入输出
计算机的工作就是对输入进行处理，然后把处理结果输出。我们的程序的工作也是对输入进行处理，然后把处理结果输出。
Python 中输入输出是通过 input() 和 print() 函数实现的。
示例：
name = input("请输入你的名字：")
print(name)
输出结果如下：
请输入你的名字：Jock
Jock
这里 name = input("请输入你的名字：")表示input() 接收一个字符串，并把这个字符串赋值给了变量 name，什么是变量，我们后面会讲。print(name)表示把变量name的值输出。
这里有一个小技巧，如果忘记了某个函数的使用方法，可以用help(函数名)或者print(函数名.__doc__)查看这个功能的用法。
比如：
help(print)
输出结果如下：
Help on built-in function print in module builtins:
print(...)
print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
Optional keyword arguments:
file: a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
sep: string inserted between values, default a space.
end: string appended after the last value, default a newline.
flush: whether to forcibly flush the stream.
5. Python 注释
注释是对代码的解释和说明。恰当的注释可以增强代码的可读性，便于我们日后代码维护，也便于团队开发。Python 中注释主要是通过 # 、三个单引号、三个双引号实现的。其中 # 是实现单行注释，三个单引号或者三个双引号是实现多行注释。
示例如下：
# 这是单行注释
name = 'Jock' # 这也是单行注释
'''
这是三个单引号多行注释
这是三个单引号多行注释
'''
"""
这是三个双引号多行注释
这是三个双引号多行注释
"""
print(name)
6. Python 变量
在计算机中变量是一个存储临时数据的容器。比如：name = 'Jock' 就是把 Jock 这个字符串赋值给了 name 这个变量，装到了 name 这个容器中。需要注意：变量必须先赋值后使用。
格式：变量名 = 值，如： name = 'Jock'。
6.1 变量命名硬性规则
- 由字母、下划线、数字组成，并且只由字母或者下划线开头，不能以数字开头。
- 不要使用 Python 关键字作为变量名。
- 尽量使用具有实际含义的变量名，比如用 name 表示姓名，age 表示年龄。
- 大小写敏感，如：大写的
a和小写的A是两个不同的变量。
注： Python 关键字是指在 Python 中具有特殊功能的标识符。标识符是开发人员在程序中自定义的一些符号和名称，如变量名、函数名等。可以通过以下代码查看 Python 关键字：
import keyword # 导入 keyword 库
# 打印 Python 关键字的个数
print(len(keyword.kwlist)) # len() 计算容器所含元素的个数，使用 help(len) 可以查看 len()函数的用法
print(keyword.kwlist) # 输出 Python 关键字列表
结果输出：
35
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
6.2 常用变量命名方式
常用变量命名方式有以下几种：
- 下划线命名法：单词全部小写，并且不同单词通过下划线连接。如：
my_name = 'Jock' - 小驼峰命名法：第一个单词首字母小写，其他单词首字母大写。如：
myName = 'Jock' - 大驼峰命名法：所有单词首字母大写。如：
MyName = 'Jock'
Python 中变量命名方式推荐遵循 PEP 8 要求：
- 用小写字母拼写，多个单词用下划线连接。
- 受保护的实例属性用单个下划线开头(以后会讲)。
- 私有的实例属性用两个下划线开头(以后会讲)。
此外我们还可以利用type()函数来查看变量的类型。
示例：
age = 25 # 将 25 赋值给变量 age
print(type(age)) # 打印变量 age 的数据类型
输出结果：
<class 'int'>
这里我们可以看到 age变量是 int 数据类型，即整型。待会我们会讲。
7. Python 数据类型
计算机能处理文本、图像、音频等各种数据，那么我们存储这些信息就需要不同的数据类型。
7.1 Python 常见数据类型
| 符号 | 说明 | 举例 |
|---|---|---|
| int | 整型，即整数 | 1, 2, 3 |
| float | 浮点数，即小数 | 1.1， 2.2， 3.3 |
| str | 字符串，用单引号或双引号或三引号括起来的任意文本 | ‘a’, “a”, “”“a”"", ‘’‘a’’’ |
| bool | 布尔类型，即真假两种 | True, False |
| NoneType | 空值，Python 中 None 不能理解为 0，它是一个特殊的空值 | None |
| list | 列表 | [1, 2, 3] |
| tuple | 元组 | (1, 2, 3) |
| set | 集合 | {1, 2, 3,} |
| dict | 字典 | {‘name’:‘Jock’, ‘age’:15} |
对于 str、list、tuple、set、dict 后面我会进行总结。
7.2 Python 数据类型转换
在 Python 中可以用一些函数来实现数据类型的转换。
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| int(x) | 将 x 转换为整数 |
| float(x) | 将 x 转换为浮点数 |
| complex(real,[imag]) | 创建一个复数，real 为实部，imag 为虚部 |
| str(x) | 将 x 转换为字符串 |
| repr(x) | 将 x 转换为表达式字符串 |
| eval(str) | 用来计算字符串中的 Python 表达式并返回一个对象(慎用) |
| tuple(s) | 将序列 s 转换为一个元组 |
| list(s) | 将序列 s 转换为一个列表 |
| chr(x) | 将一个整数转换为一个 Unicode 字符 |
| ord(x) | 将一个字符转换为它的 ASCII 整数值 |
| hex(x) | 将一个整数转换为一个十六进制字符串 |
| oct(x) | 将一个整数转换为一个八进制字符串 |
| bin(x) | 将一个整数转换为一个二进制字符串 |
8. Python 运算符
8.1 算数运算符
| 运算符 | 描述 | 举例 |
|---|---|---|
| + | 加 | 1 + 2 = 3 |
| - | 减 | 3 - 1 = 2 |
| * | 乘 | 2 * 3 = 6 |
| / | 除 | 3 / 2 = 1.5 |
| // | 取整除，向负无穷取整，返回整数部分 | 9 // 2 = 4 |
| % | 取余，返回除法的余数 | 10 % 3 = 1 |
| ** | 指数 | 2 ** 3 = 8 |
算数运算符有优先级顺序，** > * / % // > + -，为了避免歧义，增强代码可读性，建议用()来处理运算符优先级。
8.2 赋值运算符
| 运算符 | 描述 | 举例 |
|---|---|---|
| = | 赋值运算符 | 把 = 号右边的结果赋给左边的变量，如：n = 1 + 2*5，结果 n 的值为 11 |
| += | 加法赋值运算符 | a += b 等价于 a = a + b |
| -= | 减法赋值运算符 | a -= b 等价于 a = a - b |
| *= | 乘法赋值运算符 | a _= b 等价于 a = a _ b |
| /= | 除法赋值运算符 | a /= b 等价于 a = a / b |
| %= | 取模赋值运算符 | a %= b 等价于 a = a % b |
| **= | 幂赋值运算符 | a **= b 等价于 a = a ** b |
| //= | 取整除赋值运算符 | a //= b 等价于 a = a // b |
注意： Python 中可以多个变量赋值，如：a, b, c = 1, 2, 3。
8.3 关系运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| > | 大于 |
| >= | 大于等于 |
| < | 小于 |
| <= | 小于等于 |
| != | 不等于 |
| == | 等于 |
8.4 逻辑运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| not | 非 |
| and | 与，全真为真，一假全假 |
| or | 或， 全假为假，一真全真 |
注意：and 和 or 均遵守逻辑短路原则。
8.5 其他
| 运算符 | 描述 | 举例 |
|---|---|---|
| in | 成员运算符 | 1 in [1, 2, 3] 结果为 True |
| not in | 成员运算符 | 1 not in [1, 2, 3] 结果为 False |
| is | 身份运算符 | 1 is 1 结果为 True |
| is not | 身份运算符 | 1 is not 1 结果为 False |
| ~ | 位运算符，按位取反 | ~1 结果为 -2 |
| & | 位运算符，按位取反 | 1 & 2 结果为 0 |
| | | 位运算符，按位取反 | 1 | 2 结果为 3 |
| << | 移位运算符，左移 | 1 << 2 结果为 4 |
| >> | 移位运算符，右移 | 4 >> 2 结果为 1 |
9. Python 格式化输出
我们在输出的时候还要考虑格式的问题，比如居中、左对齐等等。Python 中有 3 种方式来实现格式化输出。
最老的是从 C 语言上面继承过来的 % printf-style String Formatting 模式，然后是 format 格式化，再到现在 Python 3.6 开始出现的 f-string 格式化。如今推荐使用 f-string 格式，当然 %等格式化还是继续支持的。
示例：
name = 'Jock'
age = 25
money = 6.666666
# 采用 % 格式化输出
print('我的名字是：%s，年龄是：%d，总共财产是：%.2f' % (name, age, money))
# 采用 format 格式化输出
print('我的名字是：{}，年龄是：{}，总共财产是：{:.2f}'.format(name, age, money))
# 采用 f-string 格式化输出
print(f'我的名字是：{name}，年龄是：{age}，总共财产是：{money:.2f}')
结果输出：
我的名字是：Jock，年龄是：25，总共财产是：6.67
我的名字是：Jock，年龄是：25，总共财产是：6.67
我的名字是：Jock，年龄是：25，总共财产是：6.67
这里分享一个自己的经验，Python 中函数非常多，有时我们可能会忘记一个函数的用法，这个时候除了前面的用 help(function_name) 和 print(function_name.__doc__) 以外，还可以充分利用 Python 的官方文档。受网络影响，网页版有时打开较慢。我们可以安装一个最新的 Python 安装包，比如现在的 Python 3.8，然后电脑里面就会存在 Python 3.8 Manuals 文件，里面包含了 Python 3.8 有关的所有官方文档。我们可以在Python 3.8 Manuals 检索我们的函数，可以轻松找到相关的用法和示例。
知识很多，需要我们一点一点去学习，去总结。成长路上，困难总是难免的，积极的去面对困难，找到解决困难的办法！
10. 巨人的肩膀
- The Python 3.8 Tutorial
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后记：
我从本硕药学零基础转行计算机，自学路上，走过很多弯路，也庆幸自己喜欢记笔记，把知识点进行总结，帮助自己成功实现转行。
2020下半年进入职场，深感自己的不足，所以2021年给自己定了个计划，每日学一技，日积月累，厚积薄发。
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