Python簡介

Python出生

　　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，決心開發一個新的指令碼解釋程式，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）。

       Python可以應用於眾多領域，如：資料分析、元件整合、網路服務、影象處理、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網際網路企業都在使用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廣告等專案都在大量使用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進行資料分析和運算
• YouTube:世界上最大的視訊網站YouTube就是用Python開發的
• Dropbox:美國最大的線上雲端儲存網站，全部用Python實現，每天網站處理10億個檔案的上傳和下載
• 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: 國內最大的問答社群，通過Python開發(國外Quora)
• 春雨醫生：國內知名的線上醫療網站是用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。 

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，並能夠呼叫C語言的庫檔案。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
• Python 3.6 - December 16,2016

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，不但入門容易，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官方庫裡都有相應的模組進行支援，直接下載呼叫後，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. 高階語言————當你用Python語言編寫程式的時候，你無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程式無需修改就幾乎可以在市場上所有的系統平臺上執行
5. 可擴充套件性————如果你需要你的一段關鍵程式碼執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，從而向你的程式使用者提供指令碼功能。

再看缺點：

1. 速度慢，Python 的執行速度相比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，但其實這裡所指的執行速度慢在大多數情況下使用者是無法直接感知到的，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，如果你的專案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即全域性直譯器鎖（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，以及多條使用者程式的執行執行緒。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裡再進行詳細探討。

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為副檔名的文字檔案。要執行程式碼，就需要Python直譯器去執行.py檔案。

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。

Python種類

CPython

當我們從Python官方網站下載並安裝好Python 3.6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。在命令列下執行python就是啟動CPython直譯器。

CPython是使用最廣的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，但核心其實都是呼叫了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程式碼進行動態編譯（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下執行，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是執行在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是執行在微軟.Net平臺上的Python直譯器，可以直接把Python程式碼編譯成.Net的位元組碼。

小結：

　　Python的直譯器很多，但使用最廣泛的還是CPython。如果要和Java或.Net平臺互動，最好的辦法不是用Jython或IronPython，而是通過網路呼叫來互動，確保各程式之間的獨立性

注 釋

單行註釋：# 被註釋內容

多行註釋：''' 被註釋內容 '''   或者 """ 被註釋內容 """

變數與常量

變數：將程式執行的中間結果臨時存在記憶體裡，以便後續呼叫。

num = 1+2+3+4
print(num*5)

注：變數名只能是字母、數字、下劃線的任意組合，不能以數字開頭，不能是關鍵字。

關鍵字：

[   '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’  ]

變數名定義方式：

#駝峰體

AgeOfOldboy = 56

NumberOfStudents = 80

#下劃線（推薦）

age_of_oldboy = 56

number_of_students = 80

常量：一直不變的量（Python中沒有常量的概念，一般用大寫來區分）。

NAME = ‘alex’
print(NAME)

程式互動

user = input('請輸入賬號:')
password = input('請輸入密碼:')
print(user,password)

1、等待使用者輸入。

2、將輸入的內容賦值給前面的變數。

3、input出來的資料型別全部是str。

基本資料型別

數 字（num）：

整 形（int）

在32位機器上，整數的位數為32位，取值範圍為-2**31～2**31-1

在64位系統上，整數的位數為64位，取值範圍為-2**63～2**63-1

布 爾（bool）

布林型別很簡單，就兩個值 ，一個True(真)，一個False(假), 主要用記邏輯判斷

    a = 1

    b = a+1

    print(a<b)    #條件成立就是True，即真

    print(a>b)    # 條件不成立就是False，即假


    >>> True
            False

長整型（long）

跟C語言不同，Python的長整數沒有指定位寬，即：Python沒有限制長整數數值的大小，但實際上由於機器記憶體有限，我們使用的長整數數值不可能無限大。

注意，自從Python2.2起，如果整數發生溢位，Python會自動將整數資料轉換為長整數，所以如今在長整數資料後面不加字母L也不會導致嚴重後果了。

浮點型（float）

浮點數用來處理實數，即帶有小數的數字。類似於C語言中的double型別，佔8個位元組（64位），其中52位表示底，11位表示指數，剩下的一位表示符號。

復 數（complex，使用函式complex（）建立）

以下資料型別暫為了解和預習（之後詳解）：

字串（str）:

在Python中,加了引號的字元都被認為是字串！

test = 'Hello World'   #   'Hello World' 加單引號或雙引號就是一個字串

print(test)

字串拼接

數字可以進行加減乘除等運算，字串呢？讓我大聲告訴你，也能？what ?是的，但只能進行"相加"和"相乘"運算。

name = 'lizhengjiang'

hobby = 'play basketball'

print(name+hobby)    # 兩個字串相加就是簡單的拼接

>>> lizhengjiangplay basketball

name = 'lizhengjiang'

print(name*5)    # 字串相乘就是複製多少次並拼接在一起

>>>lizhengjianglizhengjianglizhengjianglizhengjianglizhengjiang

列 表（list）：

• List（列表） 是 Python 中使用最頻繁的資料型別。
• 列表可以完成大多數集合類的資料結構實現。它支援字元，數字，字串甚至可以包含列表（即巢狀）。
• 列表用” [ ] “標識，是 python 最通用的複合資料型別。

li = [1, 2, 3, 4]    # li是list的一個物件

print(li)

>>> [1, 2, 3, 4]

li = [1, 2, ['alex','name'] 3, 4] # 列表可以進行巢狀 

print(li)

>>> [1, 2, ['alex','name'] 3, 4]

列表巢狀的特徵：
1、中括號括起來
2、逗號分割每個元素
3、列表中的元素可以是數字、字串、列表、布林值、所有的都能放進去
4、“集合”內部能放置任何東西

元 組（tuple）：

　　Python的元組與列表類似，不同之處在於元組的元素不能修改,元組使用小括號,列表使用方括號,元組建立很簡單,只需要在括號中新增元素,並使用逗號隔開即可。

tu = (11, 22, [3, (1, 2)], True, 33, 44,)    # tu是tuple的一個物件，推薦後面加一個逗號以便區分。

print(tu)

>>> (11, 22, [3, (1, 2)], True, 33, 44) 

字 典（dict）：

字典是無序的，它不能通過偏移來存取，只能通過鍵值來存取。

info = {'k1':'v1',    # 'k1':'v1'就是一個鍵值對
        'k2':'v2'
}

print(info)

>>> {'k1': 'v1', 'k2': 'v2'}

集合（set）：

在 Python 中，集合分為兩類：

set：可變集合
frozenset：不可變集合
set 可以原地修改，或者說是可變的，也可以說是 unhashable（不可雜湊）的。

frozenset，顧名思義，是一個被“凍結”的集合，不能原地修改，是 hashable（可雜湊）的。

set = {1, 2, 3, 4}

print(set)

>>> {1, 2, 3, 4}

可變不可變型別：

　　可變型別： 列表、字典

　　不可變型別：字串、數字、元組

訪問順序：

　　直接訪問： 數字

　　順序訪問：字串、列表、元組

　　對映：字典

存放元素個數：

　　容器型：列表、字典、元組

　　原子：數字、字串