Python基础一初识python

1，python的出生与应用

　　python的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。1989年的圣诞节期间，吉多·范罗苏姆（中文名字：龟叔）为了在阿姆斯特丹打发时间，决心开发一个新的脚本解释程序，做为ABC语言的一种继承。  

（龟叔：2005年加入谷歌至2012年，2013年加入Dropbox直到如今，依然掌握着Python发展的核心方向，被称为仁慈的独裁者）。

2017年7月的TIOBE排行榜，Python已经占据第四的位置， Python崇尚优美、清晰、简单，是一个优秀并普遍使用的语言。

 

由上图可见，Python总体呈上升趋势，反映出Python应用愈来愈普遍而且也逐渐获得业内的承认！！！

Python能够应用于众多领域，如：数据分析、组件集成、网络服务、图像处理、数值计算和科学计算等众多领域。目前业内几乎全部大中型互联网企业都在使用Python，如：Youtube、Dropbox、BT、Quora（中国知乎）、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!、Facebook、NASA、百度、腾讯、汽车之家、美团等。

目前Python主要应用领域：

• 云计算: 云计算最火的语言， 典型应用OpenStack
• WEB开发: 众多优秀的WEB框架，众多大型网站均为Python开发，Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。， 典型WEB框架有Django
• 科学运算、人工智能: 典型库NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
• 系统运维: 运维人员必备语言
• 金融：量化交易，金融分析，在金融工程领域，Python不但在用，且用的最多，并且重要性逐年提升。缘由：做为动态语言的Python，语言结构清晰简单，库丰富，成熟稳定，科学计算和统计分析都很牛逼，生产效率远远高于c,c++,java,尤为擅长策略回测
• 图形GUI: PyQT, WxPython,TkInter

Python在一些公司的应用： 

• 谷歌：Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬虫、Google广告等项目都在大量使用Python开发
• CIA: 美国中情局网站就是用Python开发的
• NASA: 美国航天局(NASA)大量使用Python进行数据分析和运算
• YouTube:世界上最大的视频网站YouTube就是用Python开发的
• Dropbox:美国最大的在线云存储网站，所有用Python实现，天天网站处理10亿个文件的上传和下载
• Instagram:美国最大的图片分享社交网站，天天超过3千万张照片被分享，所有用python开发
• Facebook:大量的基础库均经过Python实现的
• Redhat: 世界上最流行的Linux发行版本中的yum包管理工具就是用python开发的
• 豆瓣: 公司几乎全部的业务均是经过Python开发的
• 知乎: 国内最大的问答社区，经过Python开发(国外Quora)
• 春雨医生：国内知名的在线医疗网站是用Python开发的
• 除上面以外，还有搜狐、金山、腾讯、盛大、网易、百度、阿里、淘宝 、土豆、新浪、果壳等公司都在使用Python完成各类各样的任务。 

python发展史

• 1989年，为了打发圣诞节假期，Guido开始写Python语言的编译器。Python这个名字，来自Guido所挚爱的电视剧Monty Python’s Flying Circus。他但愿这个新的叫作Python的语言，能符合他的理想：创造一种C和shell之间，功能全面，易学易用，可拓展的语言。
• 1991年，第一个Python编译器诞生。它是用C语言实现的，并可以调用C语言的库文件。从一出生，Python已经具备了：类，函数，异常处理，包含表和词典在内的核心数据类型，以及模块为基础的拓展系统。
• Granddaddy of Python web frameworks, Zope 1 was released in 1999
• Python 1.0 - January 1994 增长了 lambda, map, filter and reduce.
• Python 2.0 - October 16, 2000，加入了内存回收机制，构成了如今Python语言框架的基础
• Python 2.4 - November 30, 2004, 同年目前最流行的WEB框架Django 诞生
• Python 2.5 - September 19, 2006
• Python 2.6 - October 1, 2008
• Python 2.7 - July 3, 2010
• In November 2014, it was announced that Python 2.7 would be supported until 2020, and reaffirmed that there would be no 2.8 release as users were expected to move to Python 3.4+ as soon as possible
• Python 3.0 - December 3, 2008
• Python 3.1 - June 27, 2009
• Python 3.2 - February 20, 2011
• Python 3.3 - September 29, 2012
• Python 3.4 - March 16, 2014
• Python 3.5 - September 13, 2015
• Python 3.6 - December 16,2016

2，python是什么编程语言

编程语言主要从如下几个角度为进行分类，编译型和解释型、静态语言和动态语言、强类型定义语言和弱类型定义语言，每一个分类表明什么意思呢，咱们一块儿来看一下。

2.1 编译型与解释型

编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成二进制文件,这样运行时计算机能够直接以机器语言来运行此程序,速度很快; 

而解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,因此运行速度是不如编译后的程序运行的快的. 

这是由于计算机不能直接认识并执行咱们写的语句,它只能认识机器语言(是二进制的形式)

 

 

编译型
优势：编译器通常会有预编译的过程对代码进行优化。由于编译只作一次，运行时不须要编译，因此编译型语言的程序执行效率高。能够脱离语言环境独立运行。
缺点：编译以后若是须要修改就须要整个模块从新编译。编译的时候根据对应的运行环境生成机器码，不一样的操做系统之间移植就会有问题，须要根据运行的操做系统环境编译不一样的可执行文件。

解释型
优势：有良好的平台兼容性，在任何环境中均可以运行，前提是安装了解释器（虚拟机）。灵活，修改代码的时候直接修改就能够，能够快速部署，不用停机维护。

缺点：每次运行的时候都要解释一遍，性能上不如编译型语言。

2.2动态语言和静态语言
一般咱们所说的动态语言、静态语言是指动态类型语言和静态类型语言。

（1）动态类型语言：动态类型语言是指在运行期间才去作数据类型检查的语言，也就是说，在用动态类型的语言编程时，永远也不用给任何变量指定数据类型，该语言会在你第一次赋值给变量时，在内部将数据类型记录下来。Python和Ruby就是一种典型的动态类型语言，其余的各类脚本语言如VBScript也多少属于动态类型语言。

（2）静态类型语言：静态类型语言与动态类型语言恰好相反，它的数据类型是在编译其间检查的，也就是说在写程序时要声明全部变量的数据类型，C/C++是静态类型语言的典型表明，其余的静态类型语言还有C#、JAVA等。

2.3强类型定义语言和弱类型定义语言

（1）强类型定义语言：强制数据类型定义的语言。也就是说，一旦一个变量被指定了某个数据类型，若是不通过强制转换，那么它就永远是这个数据类型了。举个例子：若是你定义了一个整型变量a,那么程序根本不可能将a看成字符串类型处理。强类型定义语言是类型安全的语言。

（2）弱类型定义语言：数据类型能够被忽略的语言。它与强类型定义语言相反, 一个变量能够赋不一样数据类型的值。

强类型定义语言在速度上可能略逊色于弱类型定义语言，可是强类型定义语言带来的严谨性可以有效的避免许多错误。另外，“这门语言是否是动态语言”与“这门语言是否类型安全”之间是彻底没有联系的！
例如：Python是动态语言，是强类型定义语言（类型安全的语言）; VBScript是动态语言，是弱类型定义语言（类型不安全的语言）; JAVA是静态语言，是强类型定义语言（类型安全的语言）。

经过上面这些介绍，咱们能够得出，python是一门动态解释性的强类型定义语言。

3,python的优缺点

先看优势

1. Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”，因此Python程序看上去老是简单易懂，初学者学Python，不但入门容易，并且未来深刻下去，能够编写那些很是很是复杂的程序。
2. 开发效率很是高，Python有很是强大的第三方库，基本上你想经过计算机实现任何功能，Python官方库里都有相应的模块进行支持，直接下载调用后，在基础库的基础上再进行开发，大大下降开发周期，避免重复造轮子。
3. 高级语言————当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节
4. 可移植性————因为它的开源本质，Python已经被移植在许多平台上（通过改动使它可以工 做在不一样平台上）。若是你当心地避免使用依赖于系统的特性，那么你的全部Python程序无需修改就几乎能够在市场上全部的系统平台上运行
5. 可扩展性————若是你须要你的一段关键代码运行得更快或者但愿某些算法不公开，你能够把你的部分程序用C或C++编写，而后在你的Python程序中使用它们。
6. 可嵌入性————你能够把Python嵌入你的C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能。

再看缺点：

1. 速度慢，Python 的运行速度相比C语言确实慢不少，跟JAVA相比也要慢一些，所以这也是不少所谓的大牛不屑于使用Python的主要缘由，但其实这里所指的运行速度慢在大多数状况下用户是没法直接感知到的，必须借助测试工具才能体现出来，好比你用C运一个程序花了0.01s,用Python是0.1s,这样C语言直接比Python快了10倍,算是很是夸张了，可是你是没法直接经过肉眼感知的，由于一个正常人所能感知的时间最小单位是0.15-0.4s左右，哈哈。其实在大多数状况下Python已经彻底能够知足你对程序速度的要求，除非你要写对速度要求极高的搜索引擎等，这种状况下，固然仍是建议你用C去实现的。
2. 代码不能加密，由于PYTHON是解释性语言，它的源码都是以名文形式存放的，不过我不认为这算是一个缺点，若是你的项目要求源代码必须是加密的，那你一开始就不该该用Python来去实现。
3. 线程不能利用多CPU问题，这是Python被人诟病最多的一个缺点，GIL即全局解释器锁（Global Interpreter Lock），是计算机程序设计语言解释器用于同步线程的工具，使得任什么时候刻仅有一个线程在执行，Python的线程是操做系统的原生线程。在Linux上为pthread，在Windows上为Win thread，彻底由操做系统调度线程的执行。一个python解释器进程内有一条主线程，以及多条用户程序的执行线程。即便在多核CPU平台上，因为GIL的存在，因此禁止多线程的并行执行。关于这个问题的折衷解决方法，咱们在之后线程和进程章节里再进行详细探讨。

当咱们编写Python代码时，咱们获得的是一个包含Python代码的以.py为扩展名的文本文件。要运行代码，就须要Python解释器去执行.py文件。

因为整个Python语言从规范到解释器都是开源的，因此理论上，只要水平够高，任何人均可以编写Python解释器来执行Python代码（固然难度很大）。事实上，确实存在多种Python解释器。

4，python的种类

CPython

当咱们从Python官方网站下载并安装好Python 3.6后，咱们就直接得到了一个官方版本的解释器：CPython。这个解释器是用C语言开发的，因此叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。

CPython是使用最广的Python解释器。教程的全部代码也都在CPython下执行。

IPython

IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器，也就是说，IPython只是在交互方式上有所加强，可是执行Python代码的功能和CPython是彻底同样的。比如不少国产浏览器虽然外观不一样，但内核其实都是调用了IE。

CPython用>>>做为提示符，而IPython用In [序号]:做为提示符。

PyPy

PyPy是另外一个Python解释器，它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术，对Python代码进行动态编译（注意不是解释），因此能够显著提升Python代码的执行速度。

绝大部分Python代码均可以在PyPy下运行，可是PyPy和CPython有一些是不一样的，这就致使相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不一样的结果。若是你的代码要放到PyPy下执行，就须要了解PyPy和CPython的不一样点。

Jython

Jython是运行在Java平台上的Python解释器，能够直接把Python代码编译成Java字节码执行。

IronPython

IronPython和Jython相似，只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器，能够直接把Python代码编译成.Net的字节码。

 

小结：

　　Python的解释器不少，但使用最普遍的仍是CPython。若是要和Java或.Net平台交互，最好的办法不是用Jython或IronPython，而是经过网络调用来交互，确保各程序之间的独立性。

二，python环境

windows下安装Python（手动添加环境变量）以2.7版本举例：

 

windows：

1 2 3 4 5 6 7

1 、下载安装包      https: / / www.python.org / downloads / 2 、安装      默认安装路径：C:\python27 3 、配置环境变量      【右键计算机】 - - 》【属性】 - - 》【高级系统设置】 - - 》【高级】 - - 》【环境变量】 - - 》【在第二个内容框中找到 变量名为Path 的一行，双击】  - - > 【Python安装目录追加到变值值中，用 ； 分割】      如：原来的值;C:\python27，切记前面有分号

windows下安装Python（自动添加环境变量）以3,.5版本的举例：

1，官网下载：https://www.python.org/downloads/windows/ 

2，选择版本。

3，自动添加环境变量。

4，更改完成。

5，点击安装便可。

linux：

1   2

无需安装，原装Python环境   ps：若是自带 2.6 ，请更新至 2.7

 三，python基础初识。

 1，运行python代码。

在d盘下建立一个t1.py文件内容是：

print("Hello world!")

 

打开windows命令行输入cmd，肯定后 写入代码python d:t1.py 

您已经运行了第一个python程序， 即：终端---->cmd-----> python  文件路径。 回车搞定~

2，解释器。

上一步中执行 python d:t1.py 时，明确的指出 t1.py 脚本由 python 解释器来执行。

若是想要相似于执行shell脚本同样执行python脚本，例： ./t1.py ，那么就须要在 hello.py 文件的头部指定解释器，以下：

1 2 3

#!/usr/bin/env python    print  "hello,world"

如此一来，执行： ./t1.py 便可。

ps：执行前需给予t1.py 执行权限，chmod 755 t1.py

 3，注释。

当行注释：# 被注释内容

多行注释：'''被注释内容'''，或者"""被注释内容"""

4，变量

变量是什么？  变量：把程序运行的中间结果临时的存在内存里，以便后续的代码调用。

4.一、声明变量

1 2 3 4

#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*-    name  =  "taibai"

上述代码声明了一个变量，变量名为： name，变量name的值为："taibai"

变量的做用：昵称，其代指内存里某个地址中保存的内容

 

4.二、变量定义的规则：

• 变量名只能是 字母、数字或下划线的任意组合
• 变量名的第一个字符不能是数字
• 如下关键字不能声明为变量名
  ['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
• 变量的定义要具备可描述性。

4.三、推荐定义方式

#驼峰体

AgeOfOldboy = 56

NumberOfStudents = 80

#下划线

age_of_oldboy = 56

number_of_students = 80

你以为哪一种更清晰，哪一种就是官方推荐的，我想你确定会先第2种,第一种AgeOfOldboy咋一看觉得是AngelaBaby

4.四、变量的赋值

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

name1 = "wupeiqi"
name2 = "alex"

 

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

name1 = "taibai"
name2 = name1

4.五、定义变量很差的方式举例

• 变量名为中文、拼音
• 变量名过长
• 变量名词不达意

5,常量

常量即指不变的量，如pai 3.141592653..., 或在程序运行过程当中不会改变的量

举例，假如老男孩老师的年龄会变，那这就是个变量，但在一些状况下，他的年龄不会变了，那就是常量。在Python中没有一个专门的语法表明常量，程序员约定俗成用变量名所有大写表明常量

AGE_OF_OLDBOY = 56

 6,程序交互

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
# 将用户输入的内容赋值给 name 变量
name = input("请输入用户名：")
  
# 打印输入的内容
print(name)

执行脚本就会发现，程序会等待你输入姓名后再往下继续走。

可让用户输入多个信息，以下

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

name = input("What is your name?")
age = input("How old are you?")
hometown = input("Where is your hometown?")

print("Hello ",name , "your are ", age , "years old, you came from",hometown)

7,基础数据类型（初始）。

什么是数据类型？

　　咱们人类能够很容易的分清数字与字符的区别，可是计算机并不能呀，计算机虽然很强大，但从某种角度上看又很傻，除非你明确的告诉它，1是数字，“汉”是文字，不然它是分不清1和‘汉’的区别的，所以，在每一个编程语言里都会有一个叫数据类型的东东，其实就是对经常使用的各类数据类型进行了明确的划分，你想让计算机进行数值运算，你就传数字给它，你想让他处理文字，就传字符串类型给他。Python中经常使用的数据类型有多种，今天咱们暂只讲3种， 数字、字符串、布尔类型

7.一、整数类型（int）。

int（整型）

在32位机器上，整数的位数为32位，取值范围为-2**31～2**31-1，即-2147483648～2147483647

在64位系统上，整数的位数为64位，取值范围为-2**63～2**63-1，即-9223372036854775808～9223372036854775807

long（长整型）

跟C语言不一样，Python的长整数没有指定位宽，即：Python没有限制长整数数值的大小，但实际上因为机器内存有限，咱们使用的长整数数值不可能无限大。

注意，自从Python2.2起，若是整数发生溢出，Python会自动将整数数据转换为长整数，因此现在在长整数数据后面不加字母L也不会致使严重后果了(Python3版本已经取消了long型)

注意：在Python3里再也不有long类型了，全都是int

7.二、字符串类型（str）。

在Python中,加了引号的字符都被认为是字符串！

那么字符串能够加减乘除么？

答案是“部分能够”，字符串相加等同因而字符串的拼接（+），字符串的相乘（*）。

7.三、布尔值（True，False）。

布尔类型很简单，就两个值 ，一个True(真)，一个False(假)，主要用做逻辑判断。

8,流程控制之--if。

假如把写程序比作走路，那咱们到如今为止，一直走的都是直路，还没遇到过度叉口，想象现实中，你遇到了分叉口，而后你决定往哪拐必然是有所动机的。你要判断那条岔路是你真正要走的路，若是咱们想让程序也能处理这样的判断怎么办？ 很简单，只须要在程序里预设一些条件判断语句，知足哪一个条件，就走哪条岔路。这个过程就叫流程控制。

if...else 语句

单分支

if 条件:
    知足条件后要执行的代码

双分支

"""
if 条件:
    知足条件执行代码
else:
    if条件不知足就走这段
"""
AgeOfOldboy = 48

if AgeOfOldboy > 50 :
    print("Too old, time to retire..")
else:
    print("还能折腾几年!")

缩进

这里必需要插入这个缩进的知识点

你会发现，上面的if代码里，每一个条件的下一行都缩进了4个空格，这是为何呢？这就是Python的一大特点，强制缩进，目的是为了让程序知道，每段代码依赖哪一个条件，若是不经过缩进来区分，程序怎么会知道，当你的条件成立后，去执行哪些代码呢？

在其它的语言里，大多经过{}来肯定代码块，好比C,C++,Java,Javascript都是这样，看一个JavaScript代码的例子

var age = 56
if ( age < 50){
  console.log("还能折腾")
    console.log('能够执行多行代码')
}else{
   console.log('太老了')
}

在有{}来区分代码块的状况下，缩进的做用就只剩下让代码变的整洁了。

Python是门超级简洁的语言，发明者定是以为用{}太丑了，因此索性直接不用它，那怎么能区分代码块呢？答案就是强制缩进。

Python的缩进有如下几个原则:

• 顶级代码必须顶行写，即若是一行代码自己不依赖于任何条件，那它必须不能进行任何缩进
• 同一级别的代码，缩进必须一致
• 官方建议缩进用4个空格，固然你也能够用2个，若是你想被人笑话的话。

多分支

回到流程控制上来，if...else ...能够有多个分支条件

if 条件:
    知足条件执行代码
elif 条件:
    上面的条件不知足就走这个
elif 条件:
    上面的条件不知足就走这个
elif 条件:
    上面的条件不知足就走这个    
else:
    上面全部的条件不知足就走这段

写个猜年龄的游戏吧

age_of_oldboy = 48

guess = int(input(">>:"))

if guess > age_of_oldboy :
    print("猜的太大了，往小里试试...")

elif guess < age_of_oldboy :
    print("猜的过小了，往大里试试...")

else:
    print("恭喜你，猜对了...")

上面的例子，根据你输入的值不一样，会最多获得3种不一样的结果

再来个匹配成绩的小程序吧，成绩有ABCDE5个等级，与分数的对应关系以下

A    90-100
B    80-89
C    60-79
D    40-59
E    0-39

要求用户输入0-100的数字后，你能正确打印他的对应成绩

score = int(input("输入分数:"))

if score > 100:
    print("我擦，最高分才100...")
elif score >= 90:
    print("A")
elif score >= 80:
    print("B")
elif score >= 60:
    print("C")
elif score >= 40:
    print("D")
else:
    print("太笨了...E")

这里有个问题，就是当我输入95的时候 ，它打印的结果是A,可是95 明明也大于第二个条件elif score >=80:呀, 为何不打印B呢？这是由于代码是从上到下依次判断，只要知足一个，就不会再往下走啦，这一点必定要清楚呀！