python入门系列1---基础知识
2017-07-01 23:08
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作者:超哥
Python是一种简单易学,功能强大的编程语言,它有高效率的高层数据结构,简单而有效地实现面向对象编程。
Python简洁的语法和对动态输入的支持,再加上解释性语言的本质,使得它在大多数平台上的许多领域都是一个理想的脚本语言,特别适用于快速的应用程序开发。
Guido希望有一种语言,这种语言能够像C语言那样,能够全面调用计算机的功能接口,又可以像shell那样,可以轻松的编程。ABC语言让Guido看到希望。
ABC 语言尽管已经具备了良好的可读性和易用性,ABC语言最终没有流行起来。在当时,ABC语言编译器需要比较高配置的电脑才能运行。而这些电脑的使用者通常精通计算机,他们更多考虑程序的效率,而非它的学习难度。除了硬件上的困难外,ABC语言的设计也存在一些其他致命的问题:可拓展性差、不能直接进行IO、过度革新、传播困难
1989年,为了打发圣诞节假期,Guido开始写Python语言的编译/解释器。Python来自Guido所挚爱的电视剧Monty Python’s Flying Circus (BBC1960-1970年代播放的室内情景幽默剧,以当时的英国生活为素材)。他希望这个新的叫做Python的语言,能实现他的理念(一种C和shell之间,功能全面,易学易用,可拓展的语言)。Guido作为一个语言设计爱好者,已经有过设计语言的(不很成功)的尝试。
Python语法很多来自C,但又受到ABC语言的强烈影响。来自ABC语言的一些规定直到今天还富有争议,比如强制缩进。但这些语法规定让Python容易读。另一方面,Python聪明的选择服从一些惯例,特别是C语言的惯例,比如回归等号赋值。Guido认为,如果“常识”上确立的东西,没有必要过度纠结。
最初的Python完全由Guido本人开发。Python得到Guido同事的欢迎。他们迅速的反馈使用意见,并参与到Python的改进。Guido和一些同事构成Python的核心团队。他们将自己大部分的业余时间用于hack Python。随后,Python拓展到研究所之外。Python将许多机器层面上的细节隐藏,交给编译器处理,并凸显出逻辑层面的编程思考。Python程序员可以花更多的时间用于思考程序的逻辑,而不是具体的实现细节。这一特征吸引了广大的程序员。Python开始流行。
易于阅读:Python代码定义的更清晰。
易于维护:Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
一个广泛的标准库:Python的最大的优势之一是丰富的库,跨平台的,在UNIX,Windows和Macintosh兼容很好。
互动模式:互动模式的支持,您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言,互动的测试和调试代码片断。
可移植:基于其开放源代码的特性,Python已经被移植(也就是使其工作)到许多平台。
可扩展:如果你需要一段运行很快的关键代码,或者是想要编写一些不愿开放的算法,你可以使用C或C++完成那部分程序,然后从你的Python程序中调用。
数据库:Python提供所有主要的商业数据库的接口。
GUI编程:Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。
可嵌入: 你可以将Python嵌入到C/C++程序,让你的程序的用户获得”脚本化”的能力。
基于python产生了许多优秀的web框架,像django、web.py。许许多多伟大的开源社区的程序员为它们贡献了诸多的开源库,使得开发起来十分便捷。
爬虫开发:
实际上这个只是一个小小的应用,基于
科学计算:
服务器后端:
高性能不是说python执行有多快,其实python还是比较慢的,但是在开发高并发,高吞吐率的服务器的时候,还是具有自己独特的优势。
开发图形界面程序:
使用一些著名的库,也可以很方便的开发图形界面程序
双击安装包开始安装。
测试是否安装成功:打开命令行工具,输入 python.如下显示表示安装成功。
安装成功之后在终端输入:
安装成功之后在终端输入:
使用 python 交互式解析器
使用 python(window)或 python3(mac/linux)运行
Hello.py 文件种的内容
在终端,把当前目录切换到
使用 IDE(例如:pycharm) 直接运行
总结:
使用交互式编译器好处是立即看到结果,缺点是代码没有办法保存。一般用临时测试一些代码是时候用。实际开发几乎不用
使用文本编辑器编辑
IDE对文件的管理、代码联想功能都比较好。但是不建议初学者使用。
使用4个空格来缩进,不要使用
使用空格的时候永远使用4个空格,不能使用其他数量的空格,否则语法错误。
建议把开发工具的
sublime 用如下方式设置:另外
理论上应该每行放一句代码。每行代码之后可以添加 分号
尽量不要多句代码放在一行,如果放在一行,则需要添加分号把他们隔开。
package/module 名中不要出现
python 大小写敏感。 a 和 A 是完全不同的。
各种类型的命名规范:
在 python 中变量的声明与其他语言有显著的差别。
在 python 中,使用变量一定要先给变量赋值,不需要专门去声明。如果是第一次赋值则会在内存中创建一个对象,如果不是第一次则会使用已经创建过的。
如果是其他语言比如 java 中,则需要先声明变量,然后赋值。
所以,python 中各种代码相比其他语言就是精简和优雅 爽
python 的同一个变量,可以先存储数字,然后也可以再更改为其他类型。这是弱类型语言的典型特征。
不能数字开头
如果有多个单词组成,建议每个字母都用小写字母,且不同的单词用下划线连接
合法:
不合法:
看下面的代码:
第1行代码做了3件事情:
在内存中创建了一个字符串
在内容创建了一个变量,变量名为
字符串
第3行代码做了2件事情:
创建一个变量,变量名是
把 变量
第5行代码做了2件事情:
在内存中创建了一个字符串
字符串
但是有一点要注意:由于 python 是弱类型语言,变量存储的值的类型并不固定。所以 不应该说变量的类型,而应该说变量的值的类型。
这么称呼这一变量是因为它们是 字面上的 –你用的就是它字面意义上的值或是内容。数 字
因此,所有的这些都被称作字面常量。
在计算机中经常用到
输出结果总是使用10进制形式:
浮点数可以用数学写法,如
注意:
整数和浮点数在计算机中的存储方式是不一样的。整数永远可以精确的表示,而大部分的浮点数是近似表示。
有些字符没有办法直接写在 单引号或者双引号中,比如回车、换行、制表符等。这时候需要借助转义字符来。
如果不想让字符串中的转义字符起作用,则可以在字符串前面添加
如果一个字符串内有多行数据,又不想写过多的
在 python 中的字符串是不可变的。
这意味着一旦你创造了一串字符串,你就不能再改变它。尽管这看起来像是一件坏事,但实 际上并非如此。
可以使用字面量布尔值,也可以通过一定的计算得到布尔值。
一、python简介和特性
1.1 python简介
python 官方如下介绍 python:Python是一种简单易学,功能强大的编程语言,它有高效率的高层数据结构,简单而有效地实现面向对象编程。
Python简洁的语法和对动态输入的支持,再加上解释性语言的本质,使得它在大多数平台上的许多领域都是一个理想的脚本语言,特别适用于快速的应用程序开发。
1.2 python 发展简史
1.2.1 python 产生的背景
Python的作者,Guido von Rossum(吉多·范罗苏姆),荷兰人。1982年,Guido从阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)获得了数学和计算机硕士学位。然而,尽管他算得上是一位数学家,但他更加享受计算机带来的乐趣。用他的话说,尽管拥有数学和计算机双料资质,他总趋向于做计算机相关的工作,并热衷于做任何和编程相关的活儿。 Guido希望有一种语言,这种语言能够像C语言那样,能够全面调用计算机的功能接口,又可以像shell那样,可以轻松的编程。ABC语言让Guido看到希望。
ABC 语言尽管已经具备了良好的可读性和易用性,ABC语言最终没有流行起来。在当时,ABC语言编译器需要比较高配置的电脑才能运行。而这些电脑的使用者通常精通计算机,他们更多考虑程序的效率,而非它的学习难度。除了硬件上的困难外,ABC语言的设计也存在一些其他致命的问题:可拓展性差、不能直接进行IO、过度革新、传播困难
1989年,为了打发圣诞节假期,Guido开始写Python语言的编译/解释器。Python来自Guido所挚爱的电视剧Monty Python’s Flying Circus (BBC1960-1970年代播放的室内情景幽默剧,以当时的英国生活为素材)。他希望这个新的叫做Python的语言,能实现他的理念(一种C和shell之间,功能全面,易学易用,可拓展的语言)。Guido作为一个语言设计爱好者,已经有过设计语言的(不很成功)的尝试。
1.2.2 python 的诞生
1991年,第一个Python编译器(同时也是解释器)诞生。它是用C语言实现的,并能够调用C库(.so文件)。从一出生,Python已经具有了:类(class),函数(function),异常处理(exception),包括表(list)和词典(dictionary)在内的核心数据类型,以及模块(module)为基础的拓展系统。Python语法很多来自C,但又受到ABC语言的强烈影响。来自ABC语言的一些规定直到今天还富有争议,比如强制缩进。但这些语法规定让Python容易读。另一方面,Python聪明的选择服从一些惯例,特别是C语言的惯例,比如回归等号赋值。Guido认为,如果“常识”上确立的东西,没有必要过度纠结。
最初的Python完全由Guido本人开发。Python得到Guido同事的欢迎。他们迅速的反馈使用意见,并参与到Python的改进。Guido和一些同事构成Python的核心团队。他们将自己大部分的业余时间用于hack Python。随后,Python拓展到研究所之外。Python将许多机器层面上的细节隐藏,交给编译器处理,并凸显出逻辑层面的编程思考。Python程序员可以花更多的时间用于思考程序的逻辑,而不是具体的实现细节。这一特征吸引了广大的程序员。Python开始流行。
1.2.3python 在语言排行榜中的位置
参考1.3 python 特性
易于学习:Python有相对较少的关键字,结构简单,和一个明确定义的语法,学习起来更加简单。易于阅读:Python代码定义的更清晰。
易于维护:Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
一个广泛的标准库:Python的最大的优势之一是丰富的库,跨平台的,在UNIX,Windows和Macintosh兼容很好。
互动模式:互动模式的支持,您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言,互动的测试和调试代码片断。
可移植:基于其开放源代码的特性,Python已经被移植(也就是使其工作)到许多平台。
可扩展:如果你需要一段运行很快的关键代码,或者是想要编写一些不愿开放的算法,你可以使用C或C++完成那部分程序,然后从你的Python程序中调用。
数据库:Python提供所有主要的商业数据库的接口。
GUI编程:Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。
可嵌入: 你可以将Python嵌入到C/C++程序,让你的程序的用户获得”脚本化”的能力。
1.4 python 应用场景
web开发:基于python产生了许多优秀的web框架,像django、web.py。许许多多伟大的开源社区的程序员为它们贡献了诸多的开源库,使得开发起来十分便捷。
爬虫开发:
实际上这个只是一个小小的应用,基于
python的
http库有很多,比如常见的
httplib,
urllib2,
requests等, 都很好的封装了
http协议中的
post,get等方法,也很方便的能够模拟浏览器去实现自己想要的功能,并且,对网页的解析也有诸多工具可以使用,如
beautifulsoup等。
科学计算:
python在科学计算领域也应用越来越广,如物理学领域,各种实验数据的处理以及相关实验模拟等,机器学习领域也产生了诸多的开源库,如
sklearn,里面集成了机器学习领域常见的算法,接口良好,文档丰富,也有最近十分火热的
Deep Learning的开源库,如
theano。
服务器后端:
高性能不是说python执行有多快,其实python还是比较慢的,但是在开发高并发,高吞吐率的服务器的时候,还是具有自己独特的优势。
开发图形界面程序:
使用一些著名的库,也可以很方便的开发图形界面程序
二、搭建开发环境
python 几乎支持在所有的操作系统上搭建开发环境。2.1 windows 开发环境搭建
下载 python 安装包。下载地址双击安装包开始安装。
测试是否安装成功:打开命令行工具,输入 python.如下显示表示安装成功。
2.2 linux (unbuntu)开发环境搭建
linux 系统一般默认会安装了 python2.x 的版本。如果需要安装 python3.x的版本,需要自行安装。sudo apt-get install python3
安装成功之后在终端输入:
python3测试是否安装成功
2.3 macOS 开发环境搭建
macOS默认也安装了 python2.x 版本。使用 homebrew 安装最新版本(首先你应该安装了 homewbrew)brew install python3
安装成功之后在终端输入:
python3测试是否安装成功。
三、运行 python 代码
有3种办法运行python代码:
使用 python 交互式解析器
(Python Interpreter)直接运行 python 代码
使用 python(window)或 python3(mac/linux)运行
.py文件。
Hello.py 文件种的内容
在终端,把当前目录切换到
Hello.py所在的目录,然后输入
python3 Hello.py
使用 IDE(例如:pycharm) 直接运行
.py文件。
总结:
使用交互式编译器好处是立即看到结果,缺点是代码没有办法保存。一般用临时测试一些代码是时候用。实际开发几乎不用
使用文本编辑器编辑
.py用在小型项目问题不大,但是大型项目对文件的管理就比较差。而且一般的文本编辑器代码联想和提示功能都比较弱或者没有。
IDE对文件的管理、代码联想功能都比较好。但是不建议初学者使用。
四、编码规范
缩进
python 不使用{}来组织代码,完全依靠缩进,所以缩进的格式非常重要。
使用4个空格来缩进,不要使用
tab,更不能
tab和 空格混用。
使用空格的时候永远使用4个空格,不能使用其他数量的空格,否则语法错误。
建议把开发工具的
tab改成4个空格。
sublime 用如下方式设置:另外
pycharm默认已经用4个空格替换
tab
分号
python不严格要求使用分号(
;)。
理论上应该每行放一句代码。每行代码之后可以添加 分号
;也可以不添加 分号
;
尽量不要多句代码放在一行,如果放在一行,则需要添加分号把他们隔开。
命名
使用有意义的,英文单词或词组,绝对不要使用汉语拼音package/module 名中不要出现
-
python 大小写敏感。 a 和 A 是完全不同的。
各种类型的命名规范:
Type | Public | Internal |
---|---|---|
Modules | lower_with_under | _lower_with_under |
Packages | lower_with_under | |
Classes | CapWords | _CapWords |
Exceptions | CapWords | |
Functions | lower_with_under() | _lower_with_under() |
Global/Class Constants | CAPS_WITH_UNDER | _CAPS_WITH_UNDER |
Global/Class Variables | lower_with_under | _lower_with_under |
Instance Variables | lower_with_under | _lower_with_under(protected) or __lower_with_under(private) |
Method Names | lower_with_under() | _lower_with_under()(protected) or __lower_with_under()(private) |
Function/Method Parameters | lower_with_under | |
Local Variables | llower_with_under |
五、变量和赋值
变量的概念和在数学中的变量的概念一样的,只是在计算机程序中,变量不仅可以是数字,还可以是任意数据类型。 在 python 中变量的声明与其他语言有显著的差别。
在 python 中,使用变量一定要先给变量赋值,不需要专门去声明。如果是第一次赋值则会在内存中创建一个对象,如果不是第一次则会使用已经创建过的。
a = 10 # 第一次使用 a,所以会自动创建变量a,并把它的赋值为10 print(a) # 10 a = 20 # 第二次使用 a, 所以不会再创建变量 a,而是使用前面创建的变量 a,然后赋值为20 print(a) # 20
如果是其他语言比如 java 中,则需要先声明变量,然后赋值。
int a = 10; //Java 中的声明变量和赋值
所以,python 中各种代码相比其他语言就是精简和优雅 爽
python 的同一个变量,可以先存储数字,然后也可以再更改为其他类型。这是弱类型语言的典型特征。
a = 10 # 赋值为数字 print(a) a = 'abc你好' #赋值为字符串 print(a)
变量的命名
变量名必须是数字、字母(ascii 和 uncode 字符都可以,但是尽量避免使用中文)、下划线_组成不能数字开头
如果有多个单词组成,建议每个字母都用小写字母,且不同的单词用下划线连接
合法:
abc、
a1、
_hello、
my_girl
不合法:
1a、
$a
变量的内存模型
虽然python的变量使用起来非常简单,但是理解变量的内存模型也是非常重要的。
看下面的代码:
a = "abc" print(a) b = a a = "xyz" print(a) # abc print(b) # xyz
第1行代码做了3件事情:
在内存中创建了一个字符串
"abc"
在内容创建了一个变量,变量名为
a
字符串
"abc"在内存中的地址赋值给变量
a。即可以理解为变量
a指向了字符串
"abc"
第3行代码做了2件事情:
创建一个变量,变量名是
b
把 变量
a的值赋给变量
b。因为
a中是存储的字符串
"abc"的内存地址,则变量
b存储的也是字符串
"abc"的内存地址。即变量
b也指向了字符串
"abc"
第5行代码做了2件事情:
在内存中创建了一个字符串
"xyz"
字符串
"xyz"在内存中的地址赋值给变量
b。则
b中的值被更换为字符串
"xyz"的内存地址,
b与 字符串
"abc"则再无关系。
六、数据类型
计算机要处理的数据各种各样,每种数据的类型是不一样的,比如有的是数字,有的是字符串等。所以 python 把数据分成了多种类型。 但是有一点要注意:由于 python 是弱类型语言,变量存储的值的类型并不固定。所以 不应该说变量的类型,而应该说变量的值的类型。
什么是字面常量?
一个字面常量(Literal Constants) 的例子是诸如5、
1.23这样的数字或
你好、
abc这样的文本。
这么称呼这一变量是因为它们是 字面上的 –你用的就是它字面意义上的值或是内容。数 字
2总是表示它本身而非其他含义–它是一个 常量,因为它的值不能被改变。
因此,所有的这些都被称作字面常量。
整数
python 可以精确的处理任意长度的整数(也包括负整数)。a = 200000000000000000000000000000000000000000000000000000 print(a)
在计算机中经常用到
2进制、
8进制、
10进制、
16进制类型的数据,python也支持这样的字面量数据。
a = 100 # 十进制的100. print(a) b = 0b100 # 用 0b 开头表示二进制数据 print(b) c = 0o100 # 用 0o 开头表示八进制数据 print(c) d = 0x100 # 用 0x 开头表示十六进制的数据 print(d)
输出结果总是使用10进制形式:
100 4 64 256
浮点数
计算机中的浮点数就是我们数学中的小数。 浮点数可以用数学写法,如
1.23,
3.14,
-9.01,等等。但是对于很大或很小的浮点数,就必须用科学计数法表示,把10用e替代,
1.23x109就是
1.23e9,或者
12.3e8,
0.000012可以写成
1.2e-5等等。
注意:
整数和浮点数在计算机中的存储方式是不一样的。整数永远可以精确的表示,而大部分的浮点数是近似表示。
字符串
在 python 中,用 一对双引号""或 一对单引号
''括起来的单个或多个字符就是字符串 。
有些字符没有办法直接写在 单引号或者双引号中,比如回车、换行、制表符等。这时候需要借助转义字符来。
\是转义字符。(几乎在所有的编程语言中都是它)
转义字符串 | 含义 |
---|---|
\n | 换行 |
\’ | 单引号 |
\” | 双引号 |
\ | \ |
\t | 制表符 |
\r | 回车 |
\b | 退格(back) |
r来表示
a = r'abc\nx\tyz' print(a) print("------") b = 'abc\nx\tyz' print(b)
如果一个字符串内有多行数据,又不想写过多的
\n则可以使用 3 对单引号或双引号来表示。
a = '''hello world 哈哈哈哈''' print(a) b = """hello world 哈哈哈哈 """ print(b)
在 python 中的字符串是不可变的。
这意味着一旦你创造了一串字符串,你就不能再改变它。尽管这看起来像是一件坏事,但实 际上并非如此。
布尔值
布尔值表示一种逻辑值。在python中只有 2 个字面量布尔值
True和
False。
可以使用字面量布尔值,也可以通过一定的计算得到布尔值。
a = True b = False c = 3 > 4 print(a) print(b) print(c)
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