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Python基礎筆記_Day01_計算機基礎知識和Python開發環境搭建

阿新 • • 發佈：2019-01-02

Day01_計算機基礎知識和Python開發環境搭建

目錄
01.01_計算機基礎知識(計算機概述)(瞭解)
01.02_計算機基礎知識(軟體開發和計算機語言概述)(瞭解)
01.03_計算機基礎知識(人機互動)(瞭解)
01.04_計算機基礎知識(鍵盤功能鍵和快捷鍵)(掌握)
01.05_計算機基礎知識(如何開啟命令提示符(CMD–command))(掌握)
01.06_計算機基礎知識(常見的DOS命令講解)
01.07_Python語言基礎(Python語言概述)(瞭解)
01.08_Python語言基礎(Python語言特點)(瞭解)
01.09_Python語言基礎(Python使用場景)(瞭解)
01.10_Python語言基礎(Python開發環境搭建)(掌握)
01.11_Python語言基礎(第一個Python程式——HelloWorld)(掌握)
01.12_Python語言基礎(註釋概述及其分類)(掌握)
01.13_Python語言基礎(進位制概述)(瞭解)
01.14_Python語言基礎(不同進位制資料的表現形式)(掌握)
01.15_Python語言基礎(任意進位制到十進位制的轉換)(熟悉)
01.16_Python語言基礎(十進位制到任意進位制的轉換圖解)(瞭解)
01.17_Python語言基礎(快速的進位制轉換法)(瞭解)
01.18_Python語言基礎(原碼反碼補碼)(瞭解)
01.19_Python語言基礎(原碼反碼補碼的練習)
01.20_Python語言基礎(識別符號概述和組成規則)(掌握)
01.21_Python語言基礎(常見識別符號的命名規則)(掌握)
01.22_Python語言基礎(關鍵字概述和使用)(掌握)
01.23_Python語言基礎(控制檯輸出)(掌握)
01.24_Python語言基礎(人機互動–鍵盤輸入)(掌握)

01.01_計算機基礎知識(計算機概述)(瞭解)

  • A:什麼是計算機?計算機在生活中的應用舉例

    • 計算機（Computer）全稱：電子計算機，俗稱電腦。是一種能夠按照程式執行，自動、高速處理海量資料的現代化智慧電子裝置。
    • 計算機由硬體和軟體所組成，沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。
    • 常見的形式有臺式計算機、筆記本計算機、大型計算機等。

  • 應用舉例

    • 1：科學計算
    • 2、資料處理
    • 3、自動控制
    • 4、計算機輔助設計
    • 5、人工智慧
    • 6、多媒體應用
    • 7、計算機網路
    • …

  • B:什麼是硬體?硬體舉例

    • 計算機硬體（Computer Hardware）是指計算機系統中由電子，機械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱。這些物理裝置按系統結構的要求構成一個有機整體為計算機軟體執行提供物質基礎。
    • 馮.諾依曼體系結構
    • 計算機的硬體分成5大組成部件：運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。
    • 運算器和控制器是計算機的核心，合稱中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）或處理器。CPU的內部還有一些高速儲存單元，被稱為暫存器。其中運算器執行所有的算術和邏輯運算；控制器負責把指令逐條從儲存器中取出，經譯碼後向計算機發出各種控制命令；而暫存器為處理單元提供操作所需要的資料。
    • 儲存器是計算機的記憶部分，用來存放程式以及程式中涉及的資料。它分為內部儲存器和外部儲存器。內部儲存器用於存放正在執行的程式和使用的資料，其成本高、容量小，但速度快。外部儲存器可用於長期儲存大量程式和資料，其成本低、容量大，但速度較慢。
    • 輸入裝置和輸出裝置統稱為外部裝置，簡稱外設或I/O裝置，用來實現人機互動和機間通訊。微型機中常用的輸入裝置有鍵盤、滑鼠等，輸出裝置有顯示器、印表機等。

  • C:什麼是軟體?軟體分類及舉例

    • 計算機軟體(Computer Software)是使用計算機過程中必不可少的東西，計算機軟體可以使計算機按照事先預定好的順序完成特定的功能
    • 計算機軟體按照其功能劃分為系統軟體與應用軟體
    • 系統軟體： DOS(Disk Operating System), Windows, Linux, Unix, Mac, Android, iOS，yunOS，winPhone
    • 應用軟體：Office QQ聊天 YY語言 掃雷

01.02_計算機基礎知識(軟體開發和計算機語言概述)(瞭解)

  • A:什麼是軟體
    • 按照特定順序組織的計算機資料和指令的集合
  • B:什麼是開發
    • 軟體的製作過程
  • C:什麼是軟體開發
    • 藉助開發工具與計算機語言製作軟體
  • D:什麼是計算機語言
    • 人與計算機之間進行資訊交流溝通的一種特殊語言
  • E:計算機語言的分類
    • 機器語言： 機器語言是直接用二進位制程式碼指令表達的計算機語言，指令是用0和1組成的一串程式碼，它們有一定的位數，並分成若干段，各段的編碼表示不同的含義。
    • 組合語言： 組合語言是使用一些特殊的符號來代替機器語言的二進位制碼，計算機不能直接識別，需要用一種軟體將組合語言翻譯成機器語言。
      ◦ 高階語言：
    • 使用普通英語進行編寫原始碼，通過編譯器將原始碼翻譯成計算機直接識別的機器語言，之後再由計算機執行。
    • 高階語言包括C,C++,C#,JAVA,Python

01.03_計算機基礎知識(人機互動)(瞭解)

  • A:人機互動的兩種方式
    • a:命令列方式
      • 需要有一個控制檯，輸入特定的指令，讓計算機完成一些操作。較為麻煩，需要記錄住一些命令。
    • b:圖形化介面方式
      • 這種方式簡單直觀，使用者易於接受，容易上手操作。

01.04_計算機基礎知識(鍵盤功能鍵和快捷鍵)(掌握)

  • 鍵盤功能鍵
    • Tab
    • Shift
    • Ctrl
    • Alt
    • 空格
    • Enter
    • Window
    • 上下左右鍵
    • PrtSc(PrintScreen)螢幕截圖
  • B:鍵盤快捷鍵
    • Ctrl+A 全選
    • Ctrl+C 複製
    • Ctrl+V 貼上
    • Ctrl+X 剪下
    • Ctrl+Z 撤銷
    • Ctrl+S 儲存

01.05_計算機基礎知識(如何開啟命令提示符(CMD–command))(掌握)

  • win7下如何開啟命令提示符？
    • 開始–所有程式–附件–命令提示符
    • 開始–搜尋程式和檔案–cmd–回車
    • win+r–cmd–回車
  • win10下如何開啟命令提示符？
    • 滑鼠左擊微軟小娜–cmd–回車
    • 滑鼠右擊開始–搜尋–cmd–回車
    • 滑鼠右擊開始–執行–cmd–回車
    • win+r–cmd–回車

01.06_計算機基礎知識(常見的DOS命令講解)

  • d: 回車 碟符切換
  • dir(directory):列出當前目錄下的檔案以及資料夾
  • cd (change directory)改變指定目錄(進入指定目錄)
  • cd… : 退回到上一級目錄
  • cd: 退回到根目錄
  • cls : (clear screen)清屏
  • exit : 退出dos命令列(分割線上的需要掌握,分割線下的瞭解)
  • ====================================================
  • mkdir (make directory) : 建立目錄
  • rd (remove directory): 刪除目錄
  • del (delete): 刪除檔案,刪除一堆字尾名一樣的檔案*.txt
  • shutdown -s -t 15:關閉計算的機，-s/r/h表示關機/重啟/休眠，-t 15表示15秒之後關機

01.07_Python語言基礎(Python語言概述)(瞭解)

  • Python語言發展史

    • Python的發音與拼寫
    • Python的作者
      • Guido van Rossum（江湖人稱-龜叔）
    • Python
      • Python是龜叔在1989年聖誕節期間，為了打發無聊的聖誕節而用C編寫的一個程式語言
      • Python正式誕生於1991年
    • Life is shot, you need Python. 人生苦短，我用Python。
    • 程式語言流行排行榜 https://www.tiobe.com/tiobe-index/

  • Python語言的直譯器

    • Python的直譯器如今有多個語言實現，我們常用的是CPython（官方版本的C語言實現），其他還有Jython（可以執行在Java平臺）、IronPython（可以執行在.NET和Mono平臺）、PyPy（Python實現的，支援JIT即時編譯）

  • Python語言版本

    • Python目前有兩個版本，Python2和Python3，最新版分別為2.7和3.7，現階段大部分公司都在向Python3轉進

01.08_Python語言基礎(Python語言特點)(瞭解)

  • 優點
    • 簡單————Python是一種代表簡單主義思想的語言。閱讀一個良好的Python程式就感覺像是在讀英語一樣，儘管這個英語的要求非常嚴格！Python的這種虛擬碼本質是它最大的優點之一。它使你能夠專注於解決問題而不是去搞明白語言本身。
    • 易學————就如同你即將看到的一樣，Python極其容易上手。前面已經提到了，Python有極其簡單的語法。
    • 免費、開源————Python是FLOSS（自由/開放原始碼軟體）之一。簡單地說，你可以自由地釋出這個軟體的拷貝、閱讀它的原始碼、對它做改動、把它的一部分用於新的自由軟體中。這是為什麼Python如此優秀的原因之一——它是由一群希望看到一個更加優秀的Python的人創造並經常改進著的。
    • 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。
    • 豐富的庫————Python標準庫確實很龐大。它可以幫助你處理各種工作，包括正則表示式、文件生成、單元測試、執行緒、資料庫、網頁瀏覽器、電子郵件、XML、HTML、密碼系統、GUI（圖形使用者介面）。記住，只要安裝了Python，所有這些功能都是可用的。
    • 規範的程式碼————Python採用強制縮排的方式使得程式碼具有極佳的可讀性。
  • 缺點
    • 執行速度，有速度要求的話，用C++改寫關鍵部分吧。
    • 國內市場較小（國內以python來做主要開發的，目前只有一些web2.0公司）。但時間推移，目前很多國內軟體公司，尤其是遊戲公司，也開始規模使用他。
    • 中文資料匱乏（好的python中文資料屈指可數）。託社群的福，有幾本優秀的教材已經被翻譯了，但入門級教材多，高階內容還是隻能看英語版。
    • 構架選擇太多（沒有像C#這樣的官方.net構架，也沒有像ruby由於歷史較短，構架開發的相對集中。Ruby on Rails 構架開發中小型web程式天下無敵）。不過這也從另一個側面說明，python比較優秀，吸引的人才多，專案也多。
    • 不能加密

01.09_Python語言基礎(Python使用場景)(瞭解)

  • Web應用開發
    • YouTube、Google、Yahoo!、NASA、知乎都在內部大量地使用Python。
  • 作業系統管理、伺服器運維的自動化指令碼
  • * Python編寫的系統管理指令碼在可讀性、效能、程式碼重用度、擴充套件性幾方面都優於普通的shell指令碼。
  • 科學計算
    • NumPy,SciPy,Matplotlib可以讓Python程式設計師編寫科學計算程式。
  • 桌面軟體
  • 伺服器軟體（網路軟體）
  • Python對於各種網路協議的支援很完善，因此經常被用於編寫伺服器軟體、網路爬蟲。

01.10_Python語言基礎(Python開發環境搭建)(掌握)

  • Python版本和作業系統

    • Python是跨平臺的，它可以執行在Windows、Mac和各種Linux/Unix系統上。 在Windows上寫Python程式，放到Linux上也是能夠執行的。

  • 2.x 還是 3.x

    • 目前，Python有兩個版本，一個是2.x版，一個是3.x版，這兩個版本是不相容的，現在Python正在朝著3.x版本進化，大批的公司和社群人員在編寫3.x的程式碼。
    • 為了保證你能學到最新的知識，我們的教程仍以3.x版本為基礎，確切地說，是3.6版本。請確保你的電腦上安裝的Python版本是3.6.x，這樣，你才能無痛學習這個教程。

  • 在Windows上安裝Python

    • 下載Python：https://www.python.org
    • 雙擊執行下載好的安裝包
    • 注意：選上pip和Add python.exe to Path，然後一路點“Next”即可完成安裝。
    • 預設會安裝到C:\Python36目錄下，然後開啟命令提示符視窗，敲入python後，會出現兩種情況：
      • 情況一：你看到提示符>>>就表示我們已經在Python互動式環境中了，可以輸入任何Python程式碼，回車後會立刻得到執行結果。現在，輸入exit()並回車，就可以退出Python互動式環境
      • 情況二：得到一個錯誤：‘python’不是內部或外部命令，也不是可執行的程式或批處理檔案,這說明你可能沒有勾選配置環境變數選項。
      • 如果你不知道怎麼修改環境變數，建議把Python安裝程式重新執行一遍，記得勾上Add python.exe to Path。

  • 在Mac上安裝Python

    • 如果你正在使用Mac，系統是OS X 10.8或者最新的系統版本，恭喜你，系統自帶了Python 2.7。如果你的系統版本低於10.8，請自行備份系統並免費升級到最新的版本，就可以獲得Python 2.7–但是我們今後使用版本是Python3.X。
    • 我們學習使用的Python版本是Python3.x，可以在下面連線下載，然後安裝安裝到本地。

  • 在Linux上安裝Python

  • 安裝PyCharm

  • 安裝方式和上面基本相同，下載地址:https://www.jetbrains.com/pycharm/

    • 選擇免費版本

  • 安裝參考資料：https://jingyan.baidu.com/article/f00622286e92f4fbd2f0c855.html

01.11_Python語言基礎(第一個Python程式——HelloWorld)(掌握)

  • 建立Python專案
    • 開啟PyCharm
    • Create New Project
    • 輸入專案名稱+選擇檔案路徑+選擇直譯器
  • 編寫專案程式碼
    • 建立資料夾/包：
      • 右鍵單擊專案–>New–>Directory/Python Package
      • 我們現在使用資料夾，後面會講到包
      • 建立.py檔案：
        • 右鍵單擊包–>New–>Python File–>輸入檔名HelloWorld
    • 編寫程式碼：
      • print(“HelloWorld”)
    • 執行專案：
      • 右鍵單擊檔案–>Run"HelloWorld"

01.12_Python語言基礎(註釋概述及其分類)(掌握)

  • 什麼是註釋
  • 註釋的作用
    • 解釋說明程式
    • 幫助我們除錯錯誤
  • 註釋的分類及講解
    • 單行註釋
    • 多行註釋
      • 單引號
      • 雙引號

01.13_Python語言基礎(進位制概述)(瞭解)

  • 什麼是進位制
    • 進位制：就是進位制，是人們規定的一種進位方法。 對於任何一種進位制–X進位制，就表示某一位置上的數運算時是逢X進一位。二進位制就是逢二進一，八進位制是逢八進一，十進位制是逢十進一，十六進位制是逢十六進一。
    • 例如一週有七天,七進位制,一年有十二個月,十二進位制
  • 十進位制的由來
    • 十進位制的由來是因為人類有十個手指
  • 二進位制的由來
    • 其實二進位制來源與中國,請看史料記載
    • 18世紀德國數理哲學大師萊布尼茲從他的傳教士朋友鮑威特寄給他的拉丁文譯本《易經》中，讀到了八卦的組成結構，驚奇地發現其基本素數（0）（1），即《易經》的陰爻yao- -和__陽爻，其進位制就是二進位制，並認為這是世界上數學進制中最先進的。20世紀被稱作第三次科技革命的重要標誌之一的計算機的發明與應用，其運算模式正是二進位制。它不但證明了萊布尼茲的原理是正確的，同時也證明了《易經》數理學是很了不起的。
  • 八進位制的由來
    • 任何資料在計算機中都是以二進位制的形式存在的。二進位制早期由電訊號開關演變而來。一個整數在記憶體中一樣也是二進位制的，但是使用一大串的1或者0組成的數值進行使用很麻煩。
    • 想把一大串縮短點，將二進位制中的三位用一位表示。這三位可以取到的最大值就是7.超過7就進位了，這就是八進位制。
  • 十六進位制的由來
    • 對於過長的二進位制變成八進位制還是較長，所以出現的用4個二進位制位表示一位的情況，四個二進位制位最大是15，這就是十六進位制。
  • 不同進製表現同一個資料的形式特點:
    • 進位制越大，表現形式越短

01.14_Python語言基礎(不同進位制資料的表現形式)(掌握)

  • 二進位制的資料表現形式
    • 由0,1組成。以0b(b可以大寫也可以小寫)開頭
  • 八進位制的資料表現形式
    • 由0,1,…7組成。以0開頭
  • 十進位制的資料表現形式
    • 由0,1,…9組成。整數預設是十進位制的
  • 十六進位制的資料表現形式
    • 由0,1,…9,a,b,c,d,e,f(大小寫均可)。以0x開頭
  • 案例演示，輸出不同進製表現100的資料。
    • 0b100
    • 0100
    • 100
    • 0x100

01.15_Python語言基礎(任意進位制到十進位制的轉換)(熟悉)

  • 任意進位制到十進位制的轉換原理
    • 係數：就是每一位上的資料。
    • 基數：X進位制，基數就是X。
    • 權：在右邊，從0開始編號，對應位上的編號即為該位的權。
    • 結果：把係數*基數的權次冪相加即可。
  • 練習
    • 二進位制–十進位制
    • 八進位制–十進位制
    • 十六進位制–十進位制

01.16_Python語言基礎(十進位制到任意進位制的轉換圖解)(瞭解)

  • 十進位制到任意進位制的轉換原理
    • 除積倒取餘
  • 畫圖練習
    • 十進位制–二進位制
    • 十進位制–八進位制
    • 十進位制–十六進位制

01.17_Python語言基礎(快速的進位制轉換法)(瞭解)

  • 8421碼及特點
    • 8421碼是中國大陸的叫法，8421碼是BCD程式碼中最常用的一種。
    • BCD程式碼。Binary-Coded Decimal‎，簡稱BCD，稱BCD碼或二轉十進位制程式碼，亦稱二進碼十進數。
    • 在這種編碼方式中每一位二值程式碼的1都是代表一個固定數值，把每一位的1代表的十進位制數加起來，得到的結果就是它所代表的十進位制數碼。
      • 通過8421碼的方式進行二進位制和十進位制的相互轉換
      • 二進位制到八進位制的簡易方式
      • 二進位制到十六進位制的簡易方式

01.18_Python語言基礎(原碼反碼補碼)(瞭解)

  • 為什麼要學習原碼反碼補碼?
    • 後面要學習強制型別轉換,如果不知道有原反補會看不懂結果
  • 有符號資料表示法的幾種方式
  • 原碼
    • 就是二進位制定點表示法，即最高位為符號位，“0”表示正，“1”表示負，其餘位表示數值的大小。
    • 通過一個位元組,也就是8個二進位制位表示+7和-7
    • 0(符號位) 0000111
    • 1(符號位) 0000111
  • 反碼
    • 正數的反碼與其原碼相同；負數的反碼是對其原碼逐位取反，但符號位除外。
  • 補碼
    • 正數的補碼與其原碼相同；負數的補碼是在其反碼的末位加1。
  • 那麼計算機為什麼要使用補碼呢？

首先，根據運演算法則減去一個正數等於加上一個負數， 即: 1-1 = 1+(-1)， 所以計算機被設計成只有加法而沒有減法，

而讓計算機辨別”符號位”會讓計算機的基礎電路設計變得十分複雜，於是就讓符號位也參與運算，從而產生了反碼。

用反碼計算， 出現了”0”這個特殊的數值， 0帶符號是沒有任何意義的。 而且會有[0000 0000]和[1000 0000]兩個編碼表示0。

設計了補碼之後， 負數的補碼就是反碼+1，正數的補碼就是正數本身，從而解決了0的符號以及兩個編碼的問題: 用[0000 0000]表示0，用[1000 0000]表示-128。 

注意-128實際上是使用以前的-0的補碼來表示的， 所以-128並沒有原碼和反碼。
使用補碼， 不僅僅修復了0的符號以及存在兩個編碼的問題， 而且還能夠多表示一個最低數。 

這就是為什麼8位二進位制， 使用補碼錶示的範圍為[-128， 127]。

01.19_Python語言基礎(原碼反碼補碼的練習)

  • 已知原碼求補碼
    • 10110100
  • 已知補碼求原碼
    • 11101110

01.20_Python語言基礎(識別符號概述和組成規則)(掌握)

  • 什麼是識別符號
    • 專業點講就是給類,方法,變數等起名字時使用的字元序列
    • 說白了就是開發人員在程式中自定義的一些符號和名稱，例如變數名或則函式名
  • 識別符號的組成規則
    • 英文大小寫字母
    • 數字字元
    • 下劃線( _ )
  • 識別符號注意事項
    • 不能使用關鍵字
    • 不能數字開頭

看一看，下面的識別符號哪些是正確的，哪些是錯誤的？

test1
GUI
G.U.I
my-name
my_name
2and
#and
my*name

mynamemyname

注意：
   在python中的識別符號是區分大小寫的

01.21_Python語言基礎(常見識別符號的命名規則)(掌握)

  • 見名知意
    • 起一個有意義的名字，儘量做到一眼看上去就知道它的意思（提高程式碼可讀性），
    • 例如：名字：name 學生：student
  • 駝峰命名法
    • 大駝峰命名法
      • 大駝峰命名法則：每一個單詞的首字母都要求大寫：
      • 例如：FirstName LastName
    • 小駝峰命名法
      • 第一個單詞的首字母小寫，從第二個單詞開始及後面的單詞的首字母大寫，
      • 例如：myName aDog
  • 下劃線連線法：
    • 在程式中使用”_“連線單詞：
    • 例如：first_name
  • 方法或者變數
    • 如果是一個單詞全部小寫
    • 如果是多個單詞,每個單詞用下劃線( _ )連線

01.22_Python語言基礎(關鍵字概述和使用)(掌握)

  • 什麼是關鍵字
    • 被Python語言賦予特定含義的單詞
  • 關鍵字的特點
    • 組成關鍵字的全部是字母
  • 檢視關鍵字
    • 方式1(在命令提示符中檢視)：
      * 進入cmd–>python–>import keyword–>keyword.kwlist
    • 方式2（在pycharm中檢視）：
      • import keyword
      • print(keyword.kwlist)
  • 關鍵字的注意事項
    • 關鍵字是python中已經使用過的識別符號，所以不允許開發者自定義和關鍵字名字相同的識別符號
  • 關鍵字區分大小寫

01.23_Python語言基礎(控制檯輸出)(掌握)

  • 生活中的輸出：
    • 電力的輸出
    • 音視訊的輸出
  • 軟體中的輸出
    例如登陸時輸入使用者名稱和密碼，如果有一個不正確，會出現一個對話方塊，提示使用者重新輸入使用者名稱和密碼
  • python中的輸出
    • 列印提示print(“hello world”)
  • 順序輸出
    • print(“hello world”)
    • print(“給我的卡”)

字串格式化輸出

print("我今年10歲")
print("我今年11歲")

# 字串格式化輸出
# 非格式化輸出
age = 10
print("我今年%d歲"%age)#%d表示佔位
age = age + 1
print("我今年%d歲"%age)#%d表示佔位
age = age + 1
print("我今年%d歲"%age)#%d表示佔位

# 在程式中，看到%這樣的操作符，是python中的格式化輸出
age = 18
name = "xiaoming"
print("我的姓名是%s,年齡為：%d"%(name,age))

# 以上大家注意使用到特殊的字元d/s----->格式符號
"""
常用額格式符號
格式符號         轉換
%i               表示一個int型別的元素
%d             有符號的十進位制整數
%s             通過字串格式化
%c             字元
%u             無符號的十進位制整數
%o             八進位制整數
%x/X           十六進位制整數
%e/E           索引符號
%f             浮點實數
"""

換行輸出

# 在輸出的時候，如果\n那麼，此時\n後面的內容會在另一行顯示
# 轉義字元
print("123456789--------")
print("123456789\n--------")

練習：

編寫程式碼完成一個名片顯示
================
姓名：張三
QQ:1234567
手機號：1234567
公司地址：北京市
================

01.24_Python語言基礎(人機互動–鍵盤輸入)(掌握)

  • 概述：
    • python3中，使用函式input(),獲取使用者從鍵盤輸入的資料
    • 例如：
      • high = input(“請輸入您的身高：”)
      • print(high)
  • 說明：
    • input()的小括號中放入的是提示資訊，用來在獲取資料之前給使用者的一個簡單提示
    • input()會從鍵盤獲取資料以後，會存放到一個變數中
    • input()會把使用者輸入的任何的資料當作字串對待

01.25_day01總結

  • 把今天的知識點總結一遍。

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