萬惡之源 - Python基礎
Python簡介
python的創始人為吉多·範羅蘇姆（Guido van Rossum）。1989年的聖誕節期間，吉多·範羅蘇姆（中文名字：龜叔）為了在阿姆斯特丹打發時間，決心開發一個新的腳本解釋程序，作為ABC語言的一種繼承。
（龜叔：2005年加入谷歌至2012年，2013年加入Dropbox直到現在，依然掌握著Python發展的核心方向，被稱為仁慈的獨裁者）。
2018年4月的TIOBE排行榜，Python已經占據第四的位置， Python崇尚優美、清晰、簡單，是一個優秀並廣泛使用的語言。
由上圖可見，Python整體呈上升趨勢，反映出Python應用越來越廣泛並且也逐漸得到業內的認可！！！
Python可以應用於眾多領域，如：數據分析、組件集成、網絡服務、圖像處理、數值計算和科學計算等眾多領域。目前業內幾乎所有大中型互聯網企業都在使用Python，如：Youtube、Dropbox、BT、Quora（中國知乎）、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!、Facebook、NASA、百度、騰訊、汽車之家、美團等。
目前Python主要應用領域
- 雲計算: 雲計算最火的語言， 典型應用OpenStack
- WEB開發: 眾多優秀的WEB框架，眾多大型網站均為Python開發，Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。， 典型WEB框架有Django
- 科學運算、人工智能: 典型庫NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
- 系統運維: 運維人員必備語言
- 爬蟲:通過代碼來模擬人類訪問網頁,選擇有用信息進行下載
- 金融：量化交易，金融分析，在金融工程領域，Python不但在用，且用的最多，而且重要性逐年提高。原因：作為動態語言的Python，語言結構清晰簡單，庫豐富，成熟穩定，科學計算和統計分析都很牛逼，生產效率遠遠高於c,c++,java,尤其擅長策略回測
- 圖形GUI: PyQT, WxPython,TkInter
Python在一些公司的應用
- 谷歌：Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬蟲、Google廣告等項目都在大量使用Python開發
- CIA: 美國中情局網站就是用Python開發的
- NASA: 美國航天局(NASA)大量使用Python進行數據分析和運算
- YouTube:世界上最大的視頻網站YouTube就是用Python開發的
- Dropbox:美國最大的在線雲存儲網站，全部用Python實現，每天網站處理10億個文件的上傳和下載
- Instagram:美國最大的圖片分享社交網站，每天超過3千萬張照片被分享，全部用python開發
- Facebook:大量的基礎庫均通過Python實現的
- Redhat: 世界上最流行的Linux發行版本中的yum包管理工具就是用python開發的
- 豆瓣: 公司幾乎所有的業務均是通過Python開發的
- 知乎: 國內最大的問答社區，通過Python開發(國外Quora)
- 春雨醫生：國內知名的在線醫療網站是用Python開發的
- 除上面之外，還有搜狐、金山、騰訊、盛大、網易、百度、阿裏、淘寶 、土豆、新浪、果殼等公司都在使用Python完成各種各樣的任務。
python發展史
- 1989年，為了打發聖誕節假期，Guido開始寫Python語言的編譯器。Python這個名字，來自Guido所摯愛的電視劇Monty Python’s Flying Circus。他希望這個新的叫做Python的語言，能符合他的理想：創造一種C和shell之間，功能全面，易學易用，可拓展的語言。
- 1991年，第一個Python編譯器誕生。它是用C語言實現的，並能夠調用C語言的庫文件。從一出生，Python已經具有了：類，函數，異常處理，包含表和詞典在內的核心數據類型，以及模塊為基礎的拓展系統。
- Granddaddy of Python web frameworks, Zope 1 was released in 1999
- Python 1.0 - January 1994 增加了 lambda, map, filter and reduce.
- Python 2.0 - October 16, 2000，加入了內存回收機制，構成了現在Python語言框架的基礎
- Python 2.4 - November 30, 2004, 同年目前最流行的WEB框架Django 誕生
- 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
python是什麽編程語言
編程語言主要從以下幾個角度為進行分類，編譯型和解釋型、靜態語言和動態語言、強類型定義語言和弱類型定義語言，每個分類代表什麽意思呢，我們一起來看一下。
編譯型與解釋型
編譯器是把源程序的每一條語句都編譯成機器語言,並保存成二進制文件,這樣運行時計算機可以直接以機器語言來運行此程序,速度很快;
而解釋器則是只在執行程序時,才一條一條的解釋成機器語言給計算機來執行,所以運行速度是不如編譯後的程序運行的快的.
這是因為計算機不能直接認識並執行我們寫的語句,它只能認識機器語言(是二進制的形式)
編譯型
優點：編譯器一般會有預編譯的過程對代碼進行優化。因為編譯只做一次，運行時不需要編譯，所以編譯型語言的程序執行效率高。可以脫離語言環境獨立運行。
缺點：編譯之後如果需要修改就需要整個模塊重新編譯。編譯的時候根據對應的運行環境生成機器碼，不同的操作系統之間移植就會有問題，需要根據運行的操作系統環境編譯不同的可執行文件。
解釋型
優點：有良好的平臺兼容性，在任何環境中都可以運行，前提是安裝了解釋器（虛擬機）。靈活，修改代碼的時候直接修改就可以，可以快速部署，不用停機維護。
缺點：每次運行的時候都要解釋一遍，性能上不如編譯型語言。
動態語言和靜態語言
通常我們所說的動態語言、靜態語言是指動態類型語言和靜態類型語言。
（1）動態類型語言：動態類型語言是指在運行期間才去做數據類型檢查的語言，也就是說，在用動態類型的語言編程時，永遠也不用給任何變量指定數據類型，該語言會在你第一次賦值給變量時，
在內部將數據類型記錄下來。Python和Ruby就是一種典型的動態類型語言，其他的各種腳本語言如VBScript也多少屬於動態類型語言。
（2）靜態類型語言：靜態類型語言與動態類型語言剛好相反，它的數據類型是在編譯其間檢查的，也就是說在寫程序時要聲明所有變量的數據類型，C/C++是靜態類型語言的典型代表，
其他的靜態類型語言還有C#、JAVA等。
強類型定義語言和弱類型定義語言
（1）強類型定義語言：強制數據類型定義的語言。也就是說，一旦一個變量被指定了某個數據類型，如果不經過強制轉換，那麽它就永遠是這個數據類型了。
舉個例子：如果你定義了一個整型變量a,那麽程序根本不可能將a當作字符串類型處理。強類型定義語言是類型安全的語言。
（2）弱類型定義語言：數據類型可以被忽略的語言。它與強類型定義語言相反, 一個變量可以賦不同數據類型的值。
強類型定義語言在速度上可能略遜色於弱類型定義語言，但是強類型定義語言帶來的嚴謹性能夠有效的避免許多錯誤。另外,“這門語言是不是動態語言”與“這門語言是否類型安全”之間是完全沒有聯系的！
例如：Python是動態語言，是強類型定義語言（類型安全的語言）; VBScript是動態語言，是弱類型定義語言（類型不安全的語言）; JAVA是靜態語言，是強類型定義語言（類型安全的語言）。
通過上面這些介紹，我們可以得出，python是一門動態解釋性的弱類型定義語言。
python的優缺點
先看優點
- Python的定位是“優雅”、“明確”、“簡單”，所以Python程序看上去總是簡單易懂，初學者學Python，不但入門容易，而且將來深入下去，可以編寫那些非常非常復雜的程序。
- 開發效率非常高，Python有非常強大的第三方庫，基本上你想通過計算機實現任何功能，Python官方庫裏都有相應的模塊進行支持，直接下載調用後，在基礎庫的基礎上再進行開發，大大降低開發周期，避免重復造輪子。
- 高級語言————當你用Python語言編寫程序的時候，你無需考慮諸如如何管理你的程序使用的內存一類的底層細節
- 可移植性————由於它的開源本質，Python已經被移植在許多平臺上（經過改動使它能夠工 作在不同平臺上）。如果你小心地避免使用依賴於系統的特性，那麽你的所有Python程序無需修改就幾乎可以在市場上所有的系統平臺上運行
- 可擴展性————如果你需要你的一段關鍵代碼運行得更快或者希望某些算法不公開，你可以把你的部分程序用C或C++編寫，然後在你的Python程序中使用它們。
- 可嵌入性————你可以把Python嵌入你的C/C++程序，從而向你的程序用戶提供腳本功能。
再看缺點
- 速度慢，Python 的運行速度相比C語言確實慢很多，跟JAVA相比也要慢一些，因此這也是很多所謂的大牛不屑於使用Python的主要原因，但其實這裏所指的運行速度慢在大多數情況下用戶是無法直接感知到的，必須借助測試工具才能體現出來，比如你用C運一個程序花了0.01s,用Python是0.1s,這樣C語言直接比Python快了10倍,算是非常誇張了，但是你是無法直接通過肉眼感知的，因為一個正常人所能感知的時間最小單位是0.15-0.4s左右，哈哈。其實在大多數情況下Python已經完全可以滿足你對程序速度的要求，除非你要寫對速度要求極高的搜索引擎等，這種情況下，當然還是建議你用C去實現的。
- 代碼不能加密，因為PYTHON是解釋性語言，它的源碼都是以名文形式存放的，不過我不認為這算是一個缺點，如果你的項目要求源代碼必須是加密的，那你一開始就不應該用Python來去實現。
- 線程不能利用多CPU問題，這是Python被人詬病最多的一個缺點，GIL即全局解釋器鎖（Global Interpreter Lock），是計算機程序設計語言解釋器用於同步線程的工具，使得任何時刻僅有一個線程在執行，Python的線程是操作系統的原生線程。在Linux上為pthread，在Windows上為Win thread，完全由操作系統調度線程的執行。一個python解釋器進程內有一條主線程，以及多條用戶程序的執行線程。即使在多核CPU平臺上，由於GIL的存在，所以禁止多線程的並行執行。關於這個問題的折衷解決方法，我們在以後線程和進程章節裏再進行詳細探討。
當我們編寫Python代碼時，我們得到的是一個包含Python代碼的以.py為擴展名的文本文件。要運行代碼，就需要Python解釋器去執行.py文件。
由於整個Python語言從規範到解釋器都是開源的，所以理論上，只要水平夠高，任何人都可以編寫Python解釋器來執行Python代碼（當然難度很大）。事實上，確實存在多種Python解釋器。
python的種類
- Cpython
Python的官方版本，使用C語言實現，使用最為廣泛，CPython實現會將源文件（py文件）轉換成字節碼文件（pyc文件），然後運行在Python虛擬機上。
- Jyhton
Python的Java實現，Jython會將Python代碼動態編譯成Java字節碼，然後在JVM上運行。
- IronPython
Python的C#實現，IronPython將Python代碼編譯成C#字節碼，然後在CLR上運行。（與Jython類似）
- PyPy（特殊）
Python實現的Python，將Python的字節碼字節碼再編譯成機器碼。
Python 的環境
Windows:
下載地址：https://www.python.org/downloads/
首先區分你當前的操作系統,然後選擇相對應的內容進行點擊,我當前操作系統是Windows我選擇的是普通電腦系統.下一步如下圖:
然後選擇和你電腦相對應的點擊,然後就自動下載了
安裝詳解
Linux：
自帶python環境
| 1 2 3 4 5 6 |
[meet@r usr]$ python37 -V
Python 3.7.0
[meet@r usr]$ python3 -V
Python 3.4.9
[meet@r usr]$ python2 -V
Python 2.7.5
|
更新python環境
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
1、安裝gcc，用於編譯Python源碼
yum install gcc
2、下載源碼包，https://www.python.org/ftp/python/
3、解壓並進入源碼文件
4、編譯安裝
./configure
make all
make install
5、查看版本
/usr/local/bin/python2.7 -V
6、修改默認Python版本
mv /usr/bin/python /usr/bin/python2.6
ln -s /usr/local/bin/python2.7 /usr/bin/python
7、防止yum執行異常，修改yum使用的Python版本
vi /usr/bin/yum
將頭部 #!/usr/bin/python 修改為 #!/usr/bin/python2.6
|
Python 入門
一、‘Hello World!‘
| 1 2 3 4 5 |
python2寫法:
print ‘hello world‘
python3寫法:
print(‘hello world‘)
|
二、執行（解釋器）
明確的指出 hello.py 腳本由 python 解釋器來執行。
| 1 2 3 4 5 6 7 |
[meet@r usr]$ cat hello.py
#!/usr/bin/env python
print("Hello World!")
[meet@r usr]$ sudo chmod +x hello.py
[meet@r usr]$./hello.py
Hello World!
|
執行Python代碼時，如果導入了其他的 .py 文件，那麽，執行過程中會自動生成一個與其同名的 .pyc 文件，該文件就是Python解釋器編譯之後產生的字節碼。
| 1 2 3 |
[meet@r usr]$ ls a.py*
a.py a.pyc
[meet@r usr]$
|
三、變量
1、聲明變量
| 1 2 3 4 5 |
name = ‘Meet‘
# 這樣的形式就是在定義一個變量
name 是一個變量名
= 是一個賦值操作
‘Meet‘ 是一個值
|
變量的作用：昵稱其代指內存裏某個地址中保存的內容
變量定義的規則：
- 變量名只能是 字母、數字或下劃線的任意組合
- 變量名的第一個字符不能是數字
- 以下關鍵字不能聲明為變量名
- [‘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‘]
2、變量的賦值
| 1 2 |
name1 = ‘Meet‘
name2 = ‘Guo‘
|
| 1 2 |
name1 = ‘Meet‘
name2 = name1
|
變量的小高級
常量:
常量就是將變量名大寫,盡量保持不更改的一種量
四、註釋
單行註釋：#Meet
多行註釋：‘‘‘Meet‘‘‘
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
單行註釋(當行註釋)
# Meet
多行註釋
‘‘‘
M
e
e
t
‘‘‘
|
五、基礎數據類型(int,str,bool)
int是整型;也就是我們從小就接觸的數學中的整數,整型在計算機中運於計算和比較 定義一個int類型| 1 2 3 4 5 |
num1 = 2
num2 = 3
print(num1 + num2)
結果: 5
# 整型就和我們學的數學一樣可以進行加減乘除
|
str是字符串;也就是我們從小就接觸的中文,如果我們在程序中直接把中文寫入,程序是不能分辨這是個什麽鬼東西.所以我們要遵循一種規則
讓計算機能夠識別,這個規則就是只要是用引號引起來就是字符串
定義一個str類型
| 1 2 3 4 5 6 |
s1 = ‘我是中文‘
s2 = ‘我是英文‘
print(s1 + s2)
結果: 我是中文我是英文
# 字符串相加就實現一個拼接的效果,字符串只能和字符串相加
# 字符串也可以做乘法,但是乘法的時候只能和數字相乘
|
bool是布爾值;其實這個東西也是我們很小就接觸的東西,俗話說人要<是非分明>.其實這個bool值就是我們所說的是非,布爾值中一共分為倆個狀態
True 就對應我們話中的是,白話來說就是真
False 就對應我們話中的非,白話來說就是假
例如我們想讓計算機幫我們做一下倆個的大小比較
| 1 2 3 4 5 6 7 |
print(3>7)
結果: False
print(7>3)
結果: True
|
六、程序交互(用戶交互)
輸入用戶名
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
#將用戶輸入的內容賦值給name變量
name = raw_input("請輸入用戶名:")
print name
#python3的寫法
name = input("請輸入用戶名:")
print(name)
|
輸入密碼時，如果想要不可見，需要利用getpass 模塊中的 getpass方法，即：
| 1 2 3 4 5 6 |
#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
import getpass
pwd = getpass.getpass("請輸入密碼:")
print(pwd)
|
需要註意的是input程序交互獲取到的內容是字符串,我們看下面的簡單示例:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
num = input(‘請輸入數字:‘)
print(num + 5)
結果:
請輸入數字:6
Traceback (most recent call last):
File "D:/python_object/test.py", line 350, in <module>
print(num + 5)
TypeError: must be str, not int
# 報錯了,提示我們類型錯誤,數字和字符串是不能相加的.可是我們輸入的明明是數字啊.其實我們看著輸入的是
# 數字但是input獲取到的都是字符串
|
七、流程控制與縮進
二選一遊戲(兩者活一者)
| 1 2 3 4 5 |
num = input(‘請輸入要比較的數字:‘)
if int(num) > 5:
print(‘您輸入的數字大於5‘)
else:
print(‘您輸入的數字小於5‘)
|
以上這種寫法是讓用戶輸入內容,然後進行比較,如果一個條件成立那就執行print,然後程序就退出了.下邊的else就不會在執行了
多個選項進行單選(選擇題)
| 1 2 3 4 5 6 7 |
num = input(‘請輸入要比較的數字:‘)
if int(num) > 5:
print(‘您輸入的數字大於5‘)
elif int(num) == 5:
print(‘請輸入的數字就是5‘)
elif int(num) < 5:
print(‘您輸入的數字小於5‘)
|
以上寫法就是我們做的單選題一樣,三個分支判斷中只要有個成立,其余都不在執行
嵌套if
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
name = input(‘請輸入名字:‘)
if name == ‘meet‘:
age = input(‘請輸入年齡:‘)
if int(age) == 18:
print(‘輸入全部正確‘)
else:
print(‘年齡輸入錯誤!‘)
else:
print(‘名字輸入錯誤!‘)
|
這樣寫法很常用,這樣我們就可以明確的知道用戶輸入的名字和年齡那個是錯誤的,並且還做一個判斷如果名字正確後在進行判斷密碼
八、while循環
1、基本循環
| 1 2 3 4 5 6 |
while 條件:
# 循環體
# 如果條件為真，那麽循環則執行
# 如果條件為假，那麽循環不執行
|
2、break
break 用於退出當層循環
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
num = 1
while num <6:
print(num)
num+=1
break
print("end")
|
3、continue
continue 用於退出當前循環，繼續下一次循環
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
num = 1
while num <6:
print(num)
num+=1
continue
print("end")
|
萬惡之源 - Python基礎