Python 基础系列--开篇

学习 Python 的过程让我产生了以下改变

• 找回当初选择计算机的初心

• 开始主动学习，关注新技术

• 尝试编写程序提高重复工作的效率

• 编码侧重可读性和性能

• 分享己学知识和感悟，寻找志同道合的朋友

Python 能带给我的，同样也能带给你，于是我决定尝试写一些 Python 基础系列文章，带你入门 Python，达到能使用 Python 解决日常问题的目的。同时也希望 Python 这门语言能带给你学习和编码的快乐。

如果不是基于以上目的，那么你仍有理由学习编程，学习 Python，原因如下：

李开复老师说过：“人工智能将快速爆发，十年后 50% 的人类工作将被 AI 取代”。
华尔街的交易员，这个曾经很光鲜的职业很快消失了；未来的保安也会部分消失，因为摄像头的监控，加上一些机器人巡视，已经不需要保安了；司机可能也会消失，还包括一些非常高端的白领，比如说放射科医生，他们的看片能力不如机器人。

可以思考一下，自己的工作在十年后是否会被人工智能取代，如果会，如何才能体现自己的价值呢 ？不妨从现在起就要开始做一些机器不能做的事情，一些人机结合的事情，比如编程，它是一门技术，也是一门艺术，而且人工智能最亲近的语言就是 Python ，所有语言当中，Python 是最接近人类思维的，代码的风格也是人类可读的， 比其他语言更易学，易用。常言道：人生苦短，我用 Python。

如果你决定开始学习 Python，请继续往下看。

1. 关于 Python 版本选择

Python 目前有两个版本 Python2 和 Python3，最新版本分别是 Python2.7.15 和 Python3.7.0 。Python2 即将停止更新，第三方的库也会全部移植到 Python3，Python3 做了更多优化，可以说 Python3 是未来，初学者可以直接选择 Python3 来学习，其实根本不用纠结学习 Python2 和 Python3，他们的语法几乎没有差别。

2. 安装 Python 环境

官方网站： www.python.org。[由于微信不允许外部链接，请点击下面的阅读原文访问文中的链接]。

• 对于 linux 系统，需要从官方下载源码编译安装，假定你有 linux 系统管理经验，可自行安装，否则请换回 windows。

• 对于 windows 系统，如果操作系统是 32 位，下载 官方 32 位安装程序；如果是 64 位，下载 官方 64 位安装程序， 当然也可以下载官方 32 位安装程序，如果下载速度太慢，请从国内镜像下载。安装时注意勾选添加到环境变量，否则安装完成后需要手动添加，这样才能确保在任意目录下的命令行启动 Python 程序。

•  对于 mac 系统，从官网下载 mac 安装程序，如果下载速度太慢，请从国内镜像下载，双击运行并安装。

3. 了解 Python 的解释器

Python 是开源的，任何人，只要你够厉害，你都可以编写 Python 的解释器。

CPython：是官方版本的解释器，使用 C 语言编写，因此叫 CPython 。从官方下载的安装包安装后，我们就获得了 CPython 解释器，也是使用最广泛的解释器，本系列所有代码也都在 CPython 下执行。

IPython：不是正在意义上的解释器，仍使用 CPython，只不过加了一层外壳，使执行结果在字符界面看起来更美观，如果你喜欢交互式环境下进行数据分析，可以使用这个。CPython 用 >>> 作为提示符，而 IPython用 In [序号]: 作为提示符。

PyPy：是使用 Python 实现的 Python 解释器，提供了 JIT 编译器和 沙盒 功能，目的是做到 动态编译
因此运行速度比 CPython 要快。绝大部分 Python 代码都可以在 PyPy 下运行，但是 PyPy 和 CPython 有一些是不同的，这就导致相同的 Python 代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy 下执行，就需要了解 PyPy 和 CPython 的不同点。

Jython：是使用 Java 实现 Python 解释器，可以直接把 Python 代码编译成 Java 字节码执行。

IronPython：是运行在微软 .Net 平台上的 Python 解释器，可以直接把 Python 代码编译成 .Net 的字节码。

对于初学者，使用 CPython 已经足够，其他解释器，做到了解即可。

4. 关于开发工具选择

有很多人包括我，在最开始阶段总是纠结使用哪个工具：

• 使用 vim 还是 emacs 还是 ue ？

• 使用 eclipse 还是 pycharm ？

这里我想说的是，工具它一点都不重要，也不会特别提高你编码效率，编程，耗时的是你思考的过程，而不是写代码的过程，你完全可以使用 Python 自带的 ide 或简单的记事本编写 Python 代码，然后在命令窗口执行：

python filename.py

即可。但是如果你碰巧会某个编辑工具或 开发工具，那么就使用它好了，如果没有使用过什么开发工具，那么请选择 Pycharm 社区版本（免费），它是最好的 Python 编程工具，没有之一。

5. 从科学计算器开始

编程是将问题数据化的一个过程，数据离不开数字，Python 的数字运算规则和我们在小学初中学习的四则运算规则是一样的，即使不使用 Python 来编写复杂的程序，也可以把它当作一个强大的科学计算器。初学者可以使用 Python 来代替你的计算器，先感觉下 Python 的魅力，命令窗口输入 Python 回车后进入交互式环境，如下所示：

Python 3.6.5 (v3.6.5:f59c0932b4, Mar 28 2018, 17:00:18) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

常见的科学计算如下

>>> 2 + 2
4
>>> 50 - 5*6
20
>>> (50 - 5*6) / 4
5.0
>>> 8 / 5  # 总是返回一个浮点数
1.6
>>> 19 / 3  # 整数除法返回浮点型
6.333333333333333
>>>
>>> 19 // 3  # 整数除法返回向下取整后的结果
6
>>> 17 % 3  # ％操作符返回除法的余数
1
>>> 5 * 3 + 2.0 
17.0

Python 可以使用**操作来进行幂运算：

>>> 5 ** 2  # 5 的平方
25
>>> 2 ** 7  # 2的7次方
128

在交互模式中，最后被输出的表达式结果被赋值给变量 _ 。这能使您在把Python作为一个桌面计算器使用时使后续计算更方便，例如:

>>> 1+2
3
>>> _+3
6
>>> tax = 12.5 / 100
>>> price = 100.50
>>> price * tax
12.5625
>>> price + _
113.0625
>>> round(_, 2)
113.06

Python 数字类型转换：

>>> int(1.2) #将一个浮点数据转换为整数
1
>>> int(1.6)  #将一个浮点数据转换为整数
1
>>> int("4")  #将一个整数字符串转换为整数
4
>>> float(2)
2.0
>>> complex(2) #将x转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 0。
(2+0j)
>>> complex(2,3) # 将 x 和 y 转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 y。x 和 y 是数字表达式
(2+3j)
>>>

常用的数学函数如下表格所示：

6. 使用 help 方法获取 Python 的帮助

在 Python 的世界里，一切都是对象，你可以定义一个变量，在使用这个变量时，你可能需要知道它有哪些方法，你不可能记忆所有的方法，但你可以通过 help(类名/对象名) 查看其帮助信息，以便快速选用你需要的方法。

例如，定义一个字符串，我想知道 python 提供的字符串方法有哪些，可以这样做：

>>> a="hello,world,hello,python"  #定义了一个字符串
>>> type(a)  #查看其变量的类型
<class 'str'>
>>> help(str)  #查看 str 类的帮助信息
Help on class str in module builtins:

class str(object)
 |  str(object='') -> str
 |  str(bytes_or_buffer[, encoding[, errors]]) -> str
 |
 |  Create a new string object from the given object. If encoding or
 |  errors is specified, then the object must expose a data buffer
 |  that will be decoded using the given encoding and error handler.
 |  Otherwise, returns the result of object.__str__() (if defined)
 |  or repr(object).
 |  encoding defaults to sys.getdefaultencoding().
 |  errors defaults to 'strict'.
 |
 |  Methods defined here:
 |
 |  __add__(self, value, /)
 |      Return self+value.
 |
 |  __contains__(self, key, /)
 |      Return key in self.

......

 |
 |  encode(...)
 |      S.encode(encoding='utf-8', errors='strict') -> bytes
 |
 |      Encode S using the codec registered for encoding. Default encoding
 |      is 'utf-8'. errors may be given to set a different error
 |      handling scheme. Default is 'strict' meaning that encoding errors raise
 |      a UnicodeEncodeError. Other possible values are 'ignore', 'replace' and
 |      'xmlcharrefreplace' as well as any other name registered with
 |      codecs.register_error that can handle UnicodeEncodeErrors.
 |
 |  endswith(...)
 |      S.endswith(suffix[, start[, end]]) -> bool
 |
 |      Return True if S ends with the specified suffix, False otherwise.
 |      With optional start, test S beginning at that position.
 |      With optional end, stop comparing S at that position.
 |      suffix can also be a tuple of strings to try.
 
 |  format(...)
 |      S.format(*args, **kwargs) -> str
 |
 |      Return a formatted version of S, using substitutions from args and kwargs.
 |      The substitutions are identified by braces ('{' and '}').
 |
 |  format_map(...)
 |      S.format_map(mapping) -> str
 |
 |      Return a formatted version of S, using substitutions from mapping.
 |      The substitutions are identified by braces ('{' and '}').
 |
 |  index(...)
 |      S.index(sub[, start[, end]]) -> int
 |
 |      Return the lowest index in S where substring sub is found,
 |      such that sub is contained within S[start:end].  Optional
 |      arguments start and end are interpreted as in slice notation.
 |
 |      Raises ValueError when the substring is not found.
 |
 |  isalnum(...)
 |      S.isalnum() -> bool
 |
 |      Return True if all characters in S are alphanumeric
 |      and there is at least one character in S, False otherwise.
 |
 |  isalpha(...)
 |      S.isalpha() -> bool
 |
 |      Return True if all characters in S are alphabetic
 |      and there is at least one character in S, False otherwise.
 |
 |  isdecimal(...)
 |      S.isdecimal() -> bool
 |
 |      Return True if there are only decimal characters in S,
 |      False otherwise.
 |
 |  isdigit(...)
 |      S.isdigit() -> bool
 |
 |      Return True if all characters in S are digits
 |      and there is at least one character in S, False otherwise.
 |
 |  isidentifier(...)
 |      S.isidentifier() -> bool
 |
 |      Return True if S is a valid identifier according
 |      to the language definition.
 |
 |      Use keyword.iskeyword() to test for reserved identifiers
 |      such as "def" and "class".
 |
 |  islower(...)
 |      S.islower() -> bool
 |
 |      Return True if all cased characters in S are lowercase and there is
 |      at least one cased character in S, False otherwise.
 |
 |  isnumeric(...)
 |      S.isnumeric() -> bool
 |
 |      Return True if there are only numeric characters in S,
 |      False otherwise.
 |
......
 |
 |  isupper(...)
 |      S.isupper() -> bool
 |
 |      Return True if all cased characters in S are uppercase and there is
 |      at least one cased character in S, False otherwise.
 |
 |  join(...)
 |      S.join(iterable) -> str
 |
 |      Return a string which is the concatenation of the strings in the
 |      iterable.  The separator between elements is S.
 |
 |  split(...)
 |      S.split(sep=None, maxsplit=-1) -> list of strings
 |
 |      Return a list of the words in S, using sep as the
 |      delimiter string.  If maxsplit is given, at most maxsplit
 |      splits are done. If sep is not specified or is None, any
 |      whitespace string is a separator and empty strings are
 |      removed from the result.
 |

......

 

从上面的帮助信息中我们看到有个 split 方法可以分割字符串，可以返回一个列表，调用下试试看：

>>> a.split(",")
['hello', 'world', 'hello', 'python']
>>> type(a.split(","))
<class 'list'>
>>> help(list)
Help on class list in module builtins:

class list(object)
 |  list() -> new empty list
 |  list(iterable) -> new list initialized from iterable's items
 |
 |  Methods defined here:
 |
 |  __add__(self, value, /)
 |      Return self+value.
 |

......

 |
 |  append(...)
 |      L.append(object) -> None -- append object to end
 |
 |  clear(...)
 |      L.clear() -> None -- remove all items from L
 |
 |  copy(...)
 |      L.copy() -> list -- a shallow copy of L
 |
 |  count(...)
 |      L.count(value) -> integer -- return number of occurrences of value
 |
 |  extend(...)
 |      L.extend(iterable) -> None -- extend list by appending elements from the iterable
 |
 |  index(...)
 |      L.index(value, [start, [stop]]) -> integer -- return first index of value.
 |      Raises ValueError if the value is not present.
 |
 |  insert(...)
-- More  --

这里我们看到了关于 list 这个类，Python 提供的所有方法，可以直接调用，例如统计列表中单词 hello 的个数：

>>>a="hello,world,hello,python"
>>> a.split(",").count("hello")
2

关于类中变量或方法的标识符号说明
（1）_xxx      "单下划线 " 开始的成员变量叫做保护变量，意思是只有类实例和子类实例能访问到这些变量，
需通过类提供的接口进行访问；不能用'from module import *'导入。
（2）__xxx    类中的私有变量/方法名 （Python的函数也是对象，所以成员方法称为成员变量也行得通。）,
" 双下划线 " 开始的是私有成员，意思是只有类对象自己能访问，连子类对象也不能访问到这个数据。
（3）__xxx__ 系统定义名字，前后均有一个“双下划线” 代表python里特殊方法专用的标识，如__init__（）代表类的构造函数。

如果暂时看不懂可以先不理会这些，主要是学会使用 help(obj) 函数 来获取关于类的最专业的帮助信息，这里不联网也可以使用，不需要查搜索引擎，养成这个习惯，可以让你在编码过程中保持专注。

7. 使用浏览器查看 Python 的帮助

如果你不喜欢在字符界面查看帮助信息，你可以使用浏览器来查看，命令如下

调用浏览器命令

浏览器界面如下所示：

用浏览器查看 Python 的帮助文档

这里可以检索模块的帮助信息，非常方便和直观，建议你经常使用这个，而不是搜索引擎，防止某度会转移的你稀缺的注意力资源。