⼀.python介紹

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·
範羅蘇姆為了在阿姆斯特丹打發時間，決⼼開發⼀個新的指令碼解釋程式，作為ABC語⾔的⼀
種繼承。
最新的TIOBE排⾏榜，Python已經佔據世界第四名的位置， Python崇尚優美、清晰、簡
單，是⼀個優秀並⼴泛使⽤的語⾔。
由上圖可⻅，Python整體呈上升趨勢，反映出Python應⽤越來越⼴泛並且也逐漸得到業內
的認可！！！
Python可以應⽤於眾多領域，如：資料分析、元件整合、⽹絡服務、影象處理、數值計算
和科學計算等眾多領域。⽬前業內⼏乎所有⼤中型互聯⽹企業都在使⽤Python，如：
Youtube、Dropbox、BT、Quora（中國知乎）、⾖瓣、知乎、Google、Yahoo!、
Facebook、NASA、百度、騰訊、汽⻋之家、美團等。
⽬前Python主要應⽤領域：
雲端計算: 雲端計算最⽕的語⾔， 典型應⽤OpenStack
WEB開發: 眾多優秀的WEB框架，眾多⼤型⽹站均為Python開發，Youtube,
Dropbox, ⾖瓣。。。， 典型WEB框架有Django
科學運算、⼈⼯智慧: 典型庫NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought
librarys,pandas
系統運維: 運維⼈員必備語⾔
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,尤其擅⻓
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 、⾕歌爬⾍、
Google⼴告等項⽬都在⼤量使⽤Python開發
CIA: 美國中情局⽹站就是⽤Python開發的
NASA: 美國航天局(NASA)⼤量使⽤Python進⾏資料分析和運算
YouTube:世界上最⼤的視訊⽹站YouTube就是⽤Python開發的
Dropbox:美國最⼤的線上雲端儲存⽹站，全部⽤Python實現，每天⽹站處理10億個
⽂件的上傳和下載
Instagram:美國最⼤的圖⽚分享社交⽹站，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: 公司⼏乎所有的業務均是通過Python開發的
知乎: 國內最⼤的問答社群，通過Python開發(國外Quora)
春⾬醫⽣：國內知名的線上醫療⽹站是⽤Python開發的
除上⾯之外，還有搜狐、⾦⼭、騰訊、盛⼤、⽹易、百度、阿⾥、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。
1.1.python是⼀⻔什麼樣的語⾔
程式設計語⾔主要從以下⼏個⻆度為進⾏分類，編譯型和解釋型、靜態語⾔和動態語⾔、強類
型定義語⾔和弱型別定義語⾔，我們先看編譯型語⾔和解釋型語⾔. 稍後再說強型別和弱類
型
編譯和解釋的區別是什麼？
編譯器是把源程式的每⼀條語句都編譯成機器語⾔,並儲存成⼆進位制⽂件,這樣運⾏時計算機
可以直接以機器語⾔來運⾏此程式,速度很快;
⽽直譯器則是隻在執⾏程式時,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
是不如編譯後的程式運⾏的快的.
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(是⼆進位制的形式)
編譯型vs解釋型
編譯型
優點：編譯器⼀般會有預編譯的過程對程式碼進⾏優化。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式執⾏效率⾼。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組重新編譯。編譯的時候根據對應的運⾏環境⽣
成機器碼，不同的作業系統之間移植就會有問題，需要根據運⾏的作業系統環境編譯不同的
可執⾏⽂件。
解釋型
優點：有良好的平臺相容性，在任何環境中都可以運⾏，前提是安裝瞭解釋器（虛擬機器）。
靈活，修改程式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，效能上不如編譯型語⾔。
1.2.python的優缺點
先看優點
1. Python的定位是“優雅”、“明確”、“簡單”，所以Python程式看上去總是簡單易
懂，初學者學Python，不但⼊⻔容易，⽽且將來深⼊下去，可以編寫那些⾮常⾮常
複雜的程式。
2. 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官⽅庫⾥都有相應的模組進⾏⽀持，直接下載調⽤後，在基礎庫的基
礎上再進⾏開發，⼤⼤降低開發週期，避免重複造輪⼦。
3. ⾼級語⾔————當你⽤Python語⾔編寫程式的時候，你⽆需考慮諸如如何管理你
的程式使⽤的記憶體⼀類的底層細節
4. 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，那麼你
的所有Python程式⽆需修改就⼏乎可以在市場上所有的系統平臺上運⾏
5. 可擴充套件性————如果你需要你的⼀段關鍵程式碼運⾏得更快或者希望某些演算法不公
開，你可以把你的部分程式⽤C或C++編寫，然後在你的Python程式中使⽤它們。
6. 可嵌⼊性————你可以把Python嵌⼊你的C/C++程式，從⽽向你的程式⽤戶提供
指令碼功能。
再看缺點：
1. 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，但其實這⾥所指的運⾏速度
慢在⼤多數情況下⽤戶是⽆法直接感知到的，必須藉助測試⼯具才能體現出來，⽐如
你⽤C運⼀個程式花了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，但是你是⽆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
⾜你對程式速度的要求，除⾮你要寫對速度要求極⾼的搜尋引擎等，這種情況下，當
然還是建議你⽤C去實現的。
2. 程式碼不能加密，因為PYTHON是解釋性語⾔，它的原始碼都是以名⽂形式存放的，不
過我不認為這算是⼀個缺點，如果你的項⽬要求原始碼必須是加密的，那你⼀開始就
不應該⽤Python來去實現。
3. 執行緒不能利⽤多CPU問題，這是Python被⼈詬病最多的⼀個缺點，GIL即全域性解釋
器鎖（Global Interpreter Lock），是計算機程式設計語⾔直譯器⽤於同步執行緒的
⼯具，使得任何時刻僅有⼀個執行緒在執⾏，Python的執行緒是作業系統的原⽣執行緒。
在Linux上為pthread，在Windows上為Win thread，完全由作業系統排程執行緒的
執⾏。⼀個python直譯器程序內有⼀條主執行緒，以及多條⽤戶程式的執⾏執行緒。即
使在多核CPU平臺上，由於GIL的存在，所以禁⽌多執行緒的並⾏執⾏。關於這個問題
的折衷解決⽅法，我們在以後執行緒和程序章節⾥再進⾏詳細探討。
當然，Python還有⼀些其它的⼩缺點，在這就不⼀⼀列舉了，我想說的是，任何⼀⻔語
⾔都不是完美的，都有擅⻓和不擅⻓做的事情，建議各位不要拿⼀個語⾔的劣勢去跟另⼀個
語⾔的優勢來去⽐較，語⾔只是⼀個⼯具，是實現程式設計師思想的⼯具，就像我們之前中
學學⼏何時，有的時候需要要圓規，有的時候需要⽤三⻆尺⼀樣，拿相應的⼯具去做它最擅
⻓的事才是正確的選擇。之前很多⼈問我Shell和Python到底哪個好？我回答說Shell是個
指令碼語⾔，但Python不只是個指令碼語⾔，能做的事情更多，然後⼜有鑽⽜⻆尖的⼈說完全
沒必要學Python, Python能做的事情Shell都可以做，只要你⾜夠⽜B,然後⼜舉了⽤Shell
可以寫俄羅斯⽅塊這樣的遊戲，對此我能說表達只能是，不要跟SB理論，SB會把你拉到跟
他⼀樣的⾼度，然後⽤充分的經驗把你打倒。
1.3.python直譯器
當我們編寫Python程式碼時，我們得到的是⼀個包含Python程式碼的以.py為副檔名的⽂本
⽂件。要運⾏程式碼，就需要Python直譯器去執⾏.py⽂件。
由於整個Python語⾔從規範到直譯器都是開源的，所以理論上，只要⽔平夠⾼，任何⼈都
可以編寫Python直譯器來執⾏Python程式碼（當然難度很⼤）。事實上，確實存在多種
Python直譯器。
CPython
當我們從Python官⽅⽹站下載並安裝好Python 2.7後，我們就直接獲得了⼀個官⽅版
本的直譯器：CPython。這個直譯器是⽤C語⾔開發的，所以叫CPython。在命令⾏下運
⾏python就是啟動CPython直譯器。
CPython是使⽤最⼴的Python直譯器。教程的所有程式碼也都在CPython下執⾏。
IPython
IPython是基於CPython之上的⼀個互動式直譯器，也就是說，IPython只是在互動⽅
式上有所增強，但是執⾏Python程式碼的功能和CPython是完全⼀樣的。好⽐很多國產瀏覽
器雖然外觀不同，但核心其實都是調⽤了IE。
CPython⽤>>>作為提示符，⽽IPython⽤In [序號]:作為提示符。
PyPy
PyPy是另⼀個Python直譯器，它的⽬標是執⾏速度。PyPy採⽤JIT技術，對Python代
碼進⾏動態編譯（注意不是解釋），所以可以顯著提⾼Python程式碼的執⾏速度。
絕⼤部分Python程式碼都可以在PyPy下運⾏，但是PyPy和CPython有⼀些是不同的，這就
導致相同的Python程式碼在兩種直譯器下執⾏可能會有不同的結果。如果你的程式碼要放到
PyPy下執⾏，就需要了解PyPy和CPython的不同點。
Jython
Jython是運⾏在Java平臺上的Python直譯器，可以直接把Python程式碼編譯成Java位元組
碼執⾏。
IronPython
IronPython和Jython類似，只不過IronPython是運⾏在微軟.Net平臺上的Python解
釋器，可以直接把Python程式碼編譯成.Net的位元組碼。
⼆.python發展史
1989年，為了打發聖誕節假期，Guido(⻳叔)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，函式，異常處理，包含表和詞典在內的
核⼼資料型別，以及模組為基礎的拓展系統。
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，加⼊了記憶體回收機制，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
三.python的安裝
⼀路確定即可. 記得path下打鉤.
四. 第⼀個python程式
python程式有兩種編寫⽅式:
1. 進入cmd控制檯. 輸入python進入編輯模式. 這時候我們可以直接編寫python程式
2. 也可以在.py⽂件中編寫python程式碼. 通過python命令來執⾏python程式碼
注意: python2中的中⽂編碼會有問題. Python2使⽤的是ASCII碼編碼. 處理不了中⽂. 我
們需要替換成utf-8編碼.
# -*- encoding:utf-8 -*-
五. 變數
變數：將運算的中間結果暫存到記憶體,以便後續程式調⽤.
變數的命名規則:
1, 變數由字⺟, 數字,下劃線搭配組合⽽成
2, 不可以⽤數字開頭,更不能是全數字
3,不能是pythond的關鍵字, 這些符號和字⺟已經被python佔⽤, 不可以更改
4,不要⽤中⽂
5,名字要有意義
6,不要太⻓
7, 區分⼤⼩寫
推薦⼤家使⽤駝峰體或者下劃線命名
駝峰體: 除⾸字⺟外的其他每個單詞⾸字⺟⼤寫
下劃線: 每個單詞之間⽤下劃線分開
六.常量
在python中不存在絕對的常量. 約定俗成, 所有字⺟⼤寫就是常量
例如: PI = 3.141592653
BIRTH_OF_SYLAR = 1990
七.註釋
有時候我們寫的東⻄不⼀定都是給⽤戶看的. 或者不希望直譯器執⾏. 那我們可以使⽤#來
註釋掉程式碼. 被註釋的內容是不會執⾏的.可以⽅便後⾯的程式設計師來拜讀你的程式碼
單⾏註釋: # 被註釋的內容
多⾏註釋:''' 被註釋的內容 ''', """這個也是多⾏註釋"""
八.python的基本資料型別
什麼是資料型別？
我們⼈類可以很容易的分清數字與字元的區別，但是計算機並不能呀，計算機雖然很強⼤，但從某種⻆
度上看⼜很傻，除⾮你明確的告訴它，1是數字，“漢”是⽂字，否則它是分不清1和‘漢’的區別的，因此，在
每個程式設計語⾔⾥都會有⼀個叫資料型別的東東，其實就是對常⽤的各種資料型別進⾏了明確的劃分，你想
讓計算機進⾏數值運算，你就傳數字給它，你想讓他處理⽂字，就傳字串型別給他。Python中常⽤的數
據型別有多種，今天我們暫只講3種， 數字、字串、布林型別(命題).
8.1 整數(int)
常⻅的數字都是int型別. ⽤於計算或者⼤⼩的比較
在32位機器上int的範圍是: -2**31～2**31-1，即-2147483648～2147483647
在64位機器上int的範圍是: -2**63～2**63-1，即-9223372036854775808～9223372036854775807
夠你⽤了吧. 注意這些是整數.
8.2 字串(str)
在Python中,凡是⽤引號引起來的,全是字串.
字串可以⽤單引號，雙引號，或者三引號引起來，沒有什麼區別，只是⼀些特殊的格式需要不⽤的引號
⽐如：
msg = "My name is Alex , I'm 22 years old!" 這個就需要單雙引號配合。
msg = """
今天我想寫⾸⼩詩，
歌頌我的同桌，
你看他那烏⿊的短髮，
好像⼀只炸⽑雞。
"""
想多⾏賦值⼀個字串，就需要三引號。
數字型別有 +-*/ 字串有麼？
字串只有 + *。
#字串的拼接
s1 = 'a '
s2 = 'bc'
#print(s1 + s2)
#相乘 str*int
name = '堅強'
#print(name*8)
8.3 布林值(bool), 真或者假, True和False
九.⽤戶互動
使⽤input()函式,可以讓我們和計算機互動起來
語法:
內容 = input(提⽰資訊)
這⾥可以直接獲取到⽤戶輸入的內容
⼗.流程控制if語句
你在⽣活中是不是經常遇到各種選擇，⽐如玩⾊⼦，猜⼤⼩，⽐如選擇⾛那條路回家？Python程式中也會
遇到這種情況，這就⽤到了if語句。
第⼀種語法:
if 條件: #引號是將條件與結果分開。
結果1。 # 四個空格，或者⼀個tab鍵，這個是告訴程式滿⾜這個條件的
結果2。
如果條件是真(True) 執⾏結果1, 然後結果2, 如果條件假(False) 直接結果2
第⼆種語法:
If 條件:
結果1
else:
結果2
程式碼3
第三種語法:
If 條件1:
結果1
elif 條件2:
結果2
..
else:
結果n
第四種語法(巢狀):
If 條件1:
結果1
If 條件2:
結果2
else:
結果3
else:
結果4

可以⽆限的巢狀. 但是在實際開發中. 儘量不要超過三層巢狀
⼗⼀. 流程控制-while迴圈
在⽣活中，我們遇到過迴圈的事情吧？⽐如迴圈聽歌。在程式中，也是存才的，這就是流程空語句
while。
模擬⼀下迴圈聽歌：
while True:
print('我們不⼀樣')
print('我們都⼀樣')
print('有啥不⼀樣')
語法:
while 條件:
結果
如果條件是真, 則直接執⾏結果. 然後再次判斷條件. 直到條件是假. 停⽌迴圈
那我們怎麼終⽌迴圈呢？
結束迴圈:
1,改變條件.
2,break
⼗⼆. 流程控制-break和continue