Day01 - Python 基础介绍

1 Python 简介

1.1 Python 的由来

Python的创始人：吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）

1989年，吉多·范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发圣诞节假期时间，开发的一个新的脚本解释程序，做为ABC语言的一种继承。

Python社区的人赋予他“仁慈大君” 的称号，这一称号直接来自英国肥皂剧《Monty Python飞行马戏团》。Guido当初之因此选中Python做为语言的名字，是由于他太喜欢这部肥皂剧了。

1.2 Python 现状

TIOBE排行榜 

http://www.tiobe.com/tiobe-index/

 

 

1.3 Python 的特色

优势：

• 1）易于学习：Python有相对较少的关键字，结构简单，和一个明肯定义的语法，学习起来更加简单。

• 2）易于阅读：Python代码定义的更清晰。

• 3）易于维护：Python的成功在于它的源代码是至关容易维护的。

• 4）一个普遍的标准库：Python的最大的优点之一是丰富的库，跨平台的，在UNIX，Windows和Macintosh兼容很好。

• 5）互动模式：互动模式的支持，您能够从终端输入执行代码并得到结果的语言，互动的测试和调试代码片段。

• 6）可移植：基于其开放源代码的特性，Python已经被移植（也就是使其工做）到许多平台。

• 7）可扩展：若是你须要一段运行很快的关键代码，或者是想要编写一些不肯开放的算法，你可使用C或C++完成那部分程序，而后从你的Python程序中调用。

• 8）数据库：Python提供全部主要的商业数据库的接口。

• 9）GUI编程：Python支持GUI能够建立和移植到许多系统调用。

• 10）可嵌入: 你能够将Python嵌入到C/C++程序，让你的程序的用户得到"脚本化"的能力。

缺点：

• 1）运行速度慢：和C程序相比很是慢。由于Python是解释型语言，代码在执行时会一行一行地翻译成CPU能理解的机器码，这个翻译过程很是耗时，因此很慢。而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码，因此很是快。

　　可是大量的应用程序不须要这么快的运行速度，由于用户根本感受不出来。例如，开发一个下载MP3的网络应用程序，C程序的运行时间须要0.001秒，而Python程序的运行时间须要0.1秒，慢了100倍，但因为网络更慢，须要等待1秒，用户能感受到1.001秒和1.1秒的区别吗？这就比如F1赛车和普通的出租车在北京三环路上行驶的道理同样，虽然F1赛车理论时速高达400千米，但因为三环路堵车的时速只有20千米，所以，做为乘客，你感受的时速永远是20千米。

• 2）代码不能加密：若是要发布你的Python程序，实际上就是发布源代码，这一点跟C语言不一样，C语言不用发布源代码，只须要把编译后的机器码（也就是你在Windows上常见的xxx.exe文件）发布出去。要从机器码反推出C代码是不可能的，因此，凡是编译型的语言，都没有这个问题，而解释型的语言，则必须把源码发布出去。

　　这个缺点仅限于你要编写的软件须要卖给别人挣钱的时候。好消息是，在目前的互联网时代，靠卖软件受权的商业模式愈来愈少了，靠网站和移动应用卖服务的模式愈来愈多了，后一种模式不须要把源码给别人。另外，如今如火如荼的开源运动和互联网自由开放的精神是一致的，互联网上有无数很是优秀的像Linux同样的开源代码，咱们千万不要高估本身写的代码真的有很是大的“商业价值”。那些大公司的代码不肯意开放的更重要的缘由是代码写得太烂了，一旦开源，就没人敢用他们的产品了。

• 3）线程不能利用多CPU：这是Python被人诟病最多的一个缺点，GIL即全局解释器锁。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。

 1.4 Python应用领域

• WEB／客户端 开发: 豆瓣、Youtube 、Quora 、BitTorrent、dropbox 、Gmail、Google Maps
• 云计算：OpenStack
• 爬虫：搜索引擎、网站比价、买火车票
• 游戏: EVE online 、Civilization IV
• 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

1.5 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。

2 Python 环境搭建

2.1 获取安装包

下载地址：https://www.python.org/downloads/

2.2 安装

　　2.2.1 Windows：

　　　　1）添加到PATH

　　　　

　　　　

　　　　2）next

　　　　

　　　　3）选择安装目录

　　　　

　　　　4）安装成功

　　　　

　　2.2.2 Linux：

 　　　　解压、编译、安装

1 # tar zxvf Python-3.5.2.tgz
2 
3 # cd  Python-3.5.2
4 
5 # ./configure
6 
7 # make
8 
9 # make install

 

3 Python的Hello World

3.1 交互模式

1 Python 3.5.2 (default, Sep 28 2016, 14:44:21) 
2 [GCC 4.1.2 20070626 (Red Hat 4.4.7-3)] on linux
3 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
4 >>> print("Hello World!")
5 Hello World!
6 >>>

3.2 执行文件模式

1 编辑文件：vi hello.py
2 写入代码：print("Hello Woold!")
3 执行文件：python hello.py

3.3 使用IDE

3.3.1 PyCharm 简介

PyCharm是由JetBrains打造的一款Python IDE，具有调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等功能。另外，PyCharm还提供了一些很好的功能用于Django开发，同时支持Google App Engine，更酷的是，PyCharm支持IronPython！

3.3.2 PyCharm快捷键

在菜单栏Help下你点击Default Keymap Reference，能够打开一个PDF文件，里面列出了全部的快捷键，你能够打印出来备用。千万不要被这么多快捷键吓到了，平常编程常用的也就下面 几个，若是你想放弃鼠标，直接纯键盘编程，那么你会彻底爱上PyCharm。

◆  Basic code completion --- ”基本代码完成“快捷键

在平常写代码中，Basic code completion是用的比较多的，它能够智能的提示你或者帮你补全余下的代码。可是这一个快捷键是最有争议的一个快捷键，由于它的快捷方式是Ctrl + Space，会与咱们的输入法快捷键冲突，因此第一步咱们须要改变这个快捷键，我通常喜欢改为Ctrl + Comma。(如何修改默认快捷键见下面介绍)

◆  Tab

Tab 有2种状况：

1. 当你什么也没有输入的时候，Tab只是4个空格的缩进。

2. 当你输入前几个字母，PyCharm会智能的列出全部的候选项，这时候，你只要按下Tab，会默认选择第一个候选项。你也许以为这没什么，可是这个功能能保证你的双手不离口键盘的“字母区”，你不须要按上下左右键去选择候选项，提供输入速度，很是流畅。

◆  Shift+Enter --- 智能换行

class function鼠标在这(): 鼠标在function后面括号前面，我想换到下一行正确的位置写代码，那么就Shift+Enter 智能换行吧

◆  其余快捷键 --- 若是你感兴趣，就看Default Keymap Reference吧，保证有惊喜

 

3.3.3 PyCharm默认快捷键的修改

上面提到，咱们须要修改Basic code completion的默认快捷键。

1）快捷键(Ctrl + Alt + S)打开设置面板，或者点击如图所示红方框里面的图标：

2）找到Keymap选项

 

3.3.4 PyCharm 的插件

由于PyCharm的功能已经很强大了，我通常不多用插件，这里介绍一个我很喜欢的插件，叫Native Neighbourhood，这个插件能够快速的打开操做系统的文件。

那么如何安装插件呢?

1）快捷键(Ctrl + Alt + S)打开设置面板，或者点击如图所示红方框里面的图标

2）找到Plugins

 

3.3.5 PyCharm 一下吧

那么如今就点击这个连接下载吧，不须要找注册码，先试用一个月再说!

http://www.jetbrains.com/pycharm/

4. 注释

4.1 单行注释

使用符号#开头注释单行内容：

1 #!/usr/bin/env python
2 # -*- coding: UTF-8 -*-
3 # 文件名：test.py
4 
5 # 第一个注释
6 print("Hello, Python!") # 第二个注释

输出结果：

1 Hello, Python!

4.2 多行注释

使用三个单引号(''')或三个双引号(""")注释多行内容

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: UTF-8 -*-
 3 # 文件名：test.py
 4 
 5 
 6 '''
 7 这是多行注释，使用单引号。
 8 这是多行注释，使用单引号。
 9 这是多行注释，使用单引号。
10 '''
11 
12 """
13 这是多行注释，使用双引号。
14 这是多行注释，使用双引号。
15 这是多行注释，使用双引号。
16 """

5 变量和数据类型

5.1 什么是变量

变量是存储在内存中的值。这就意味着，在建立变量时，会在内存中开辟一个空间。基于变量的数据类型，解释器会分配指定内存，并决定什么数据能够被存储在内存中。所以，变量能够指定不一样的数据类型，这些变量能够存储整数，小数或字符。

5.2 变量的声明和赋值

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: UTF-8 -*-
 3 
 4 counter = 100 # 赋值整型变量
 5 miles = 1000.0 # 浮点型
 6 name = "John" # 字符串
 7 
 8 print counter
 9 print miles
10 print name

以上实例中，100，1000.0和"John"分别赋值给counter，miles，name变量。

执行以上程序会输出以下结果：

1 100
2 1000.0
3 John

5.3 变量的命名规则

• 变量名只能是字母、数字或下划线的任意组合
• 变量名第一个字符不能是数字
• 关键字不能声明为变量名

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']

6 输出和输入

6.1 输出

用print()在括号中加上字符串，就能够向屏幕上输出指定的文字。好比输出'hello, world'，用代码实现以下：

1 >>> print("Hello World!")
2 Hello World!

print()函数也能够接受多个字符串，用逗号“,”隔开，就能够连成一串输出：

1 >>> print('The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog')
2 The quick brown fox jumps over the lazy dog

6.2 输入

Python提供了一个input()，可让用户输入字符串，并存放到一个变量里。好比输入用户的名字：

1 >>> name = input()
2 James
3 >>> print(name)
4 James

 

python3中的input() 即为 python2中的raw_input()

1 #!/usr/bin/env python
2 # -*- coding: UTF-8 -*-
3 
4 #name = raw_input("What is your name?") #only on python 2.x
5 name = input("What is your name?")
6 print("Hello " + name )

 

输入密码时，若是想要不可见，须要利用 getpass 模块中的 getpass 方法，即：

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: UTF-8 -*-
 3 
 4 import getpass
 5 
 6 # 将用户输入的内容赋值给 name 变量
 7 passwd = getpass.getpass("请输入密码：")
 8 
 9 # 打印输入的内容
10 print(passwd )

7 字符编码

8 流程控制

8.1 if ... else ...

场景一：用户登陆验证

 1 # 提示输入用户名和密码
 2   
 3 # 验证用户名和密码
 4 #     若是错误，则输出用户名或密码错误
 5 #     若是成功，则输出 欢迎，XXX!
 6  
 7  
 8 #!/usr/bin/env python
 9 # -*- coding:UTF-8 -*-
10 
11 import getpass
12 
13 name = input('请输入用户名：')
14 passwd = getpass.getpass('请输入密码：')
15   
16 if name == "James" and passwd == "123":
17     print("欢迎，James！")
18 else:
19     print("用户名和密码错误")

 

场景2、猜年龄游戏

在程序里设定好你的年龄，而后启动程序让用户猜想，用户输入后，根据他的输入提示用户输入的是否正确，若是错误，提示是猜大了仍是小了。

8.2 for loop

循环10次：

1 #!/usr/bin/python
2 # -*- coding: UTF-8 -*-
3 
4 for i in range(10):
5     print("loop:", i )

输出结果：

 1 loop: 0
 2 loop: 1
 3 loop: 2
 4 loop: 3
 5 loop: 4
 6 loop: 5
 7 loop: 6
 8 loop: 7
 9 loop: 8
10 loop: 9

 

需求一：仍是上面的程序，可是遇到小于5的循环次数就不走了，直接跳入下一次循环

1 #!/usr/bin/python
2 # -*- coding: UTF-8 -*-
3 
4 for i in range(10):
5     if i<5:
6         continue #不往下走了,直接进入下一次loop
7     print("loop:", i )

输出结果：

1 loop: 5
2 loop: 6
3 loop: 7
4 loop: 8
5 loop: 9

 

需求二：仍是上面的程序，可是遇到大于5的循环次数就不走了，直接退出

1 #!/usr/bin/python
2 # -*- coding: UTF-8 -*-
3 
4 for i in range(10):
5     if i>5:
6         break #不往下走了,直接进入下一次loop
7     print("loop:", i )

输出结果：

1 loop: 5
2 loop: 6
3 loop: 7
4 loop: 8
5 loop: 9

8.3 while loop

只要条件知足，就不断循环，条件不知足时退出循环

1 #!/usr/bin/env python
2 # -*- coding:UTF-8 -*-
3 
4 count = 0
5 while (count < 9):
6    print('The count is:', count)
7    count = count + 1
8 
9 print("Good bye!")

输出结果：

 1 The count is: 0
 2 The count is: 1
 3 The count is: 2
 4 The count is: 3
 5 The count is: 4
 6 The count is: 5
 7 The count is: 6
 8 The count is: 7
 9 The count is: 8
10 Good bye!

 

while 的死循环

1 #!/usr/bin/env python
2 # -*- coding:UTF-8 -*-
3 
4 count = 0
5 while True:
6     print("加鸡腿...",count)
7     count +=1

 

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做业三：多级菜单

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