Python基础--Python简介和入门

☞写在前面

在说Python之前，我想先说一下自己为什么要学Python，我本人之前也了解过Python，但没有深入学习。之前接触的语言都是Java，也写过一些Java自动化用例，对Java语言只能说有所掌握，但离精通还有较大的距离。Java我先前也有学过，但我觉得学起来还是比较吃力的，特别在自学状态下。所以自从我了解了Python后，有种相见恨晚的感觉，觉得Python实在是太好用了，据我了解，目前从事测试和运维工作的同学，都在学习Python语言，本人一直从事测试工作，深刻体验到不会一门语言是多么无奈的一件事，所以此次接着学习自动化的时机，想深入学习一下Python语言。至于我为什么要学Python自动化？主要是因为Java自动化我学不会。。。。。

☞什么是python？

python是一种面向对象、解释型的计算机语言，它的特点是语法简洁、优雅、简单易学。它在哪里都能用，不管是电脑，手机还是网站服务器。世界上无数的人都在使用它。有句话说得好，Life is short, and I use python。它在1989诞生，Guido(龟叔)开发。这里的python并不是蟒蛇的意思，而是龟叔非常喜欢一部叫做《Monty Python飞行马戏团》的电视剧，所以以python命名（老外就是这么任性）。

Python是FLOSS（自由/开放源码软件）之一。简单地说，你可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的自由软件中。FLOSS是基于一个团体分享知识的概念。这是为什么Python如此优秀的原因之一——它是由一群希望看到一个更加优秀的Python的人创造并经常改进着的。

当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节。可移植性

由于它的开源本质，Python已经被移植在许多平台上（经过改动使它能够工作在不同平台上）。如果你小心地避免使用依赖于系统的特性，那么你的所有Python程序无需修改就可以在下述任何平台上面运行。

这些平台包括Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、Amiga、AROS、AS/400、BeOS、OS/390、z/OS、Palm OS、QNX、VMS、Psion、Acom RISC OS、VxWorks、PlayStation、Sharp Zaurus、Windows CE甚至还有PocketPC！

Python为我们提供了非常完善的基础代码库，覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容，Python还有大量的第三方库。用Python开发，许多功能不必从零编写，直接使用现成的即可。

另外，一个令我有点难以接受的事实是，python 是用C写的 没错...不过可能确实难以接受,这么简单的语言是出自一门如此复杂的语言.不得不佩服C的....

相对于Java、C来说，Python还是有自身的一些缺点，首先它运行速度慢，但这种慢可以忽略，比如一个应用程序如果用C语言0.01秒就能打开，而用Python可能就需要0.1秒才能打开，但由于网络、传输、前端渲染等所花费的时间远大于这点时间，而且基于Python又有这么多有点来说，这点完全可以忽略，don't care.

☞解释型语言和编译型语言

编译型语言就是先把写好的程序翻译成计算机语言然后执行，就是所谓的一次编译到处运行，比如c、c++就是编译型语言，这样的语言特点是运行速度快，但是需要事先把程序编译好才可以。
解释型语言就是程序在运行的时候，通过一个解释器，把代码一句一句的翻译成计算机语言然后运行，也就是你写好代码之后直接就能运行，比如说python、shell、ruby、java、perl等等都是解释型语言，当然这样的语言由于原理不一样，执行速度并没有编译型语言快。

☞选择python2.x还是python3.x？

现在python有2.x版本和python3.x版本，在选择版本这个事情上，很多人都是比较纠结的。到底选择2还是3，因为2和3代码是不怎么兼容的，现在比较常用的是2.7版本，2.7版本其实是一个过渡版本，在2008年的时候推出了3.0版本，由于3.0版本改动比较大，和2.x的版本不兼容，很多用python2的公司重写代码太费劲了，所以在同年又发行了2.6过渡版本的python，加入了一些3.0的特性，在2010年的时候发行了2.7版本，也是一个过渡版本，在2014年的时候python官方宣布2.7支持到2020年，以后不会再发行2.8版本，尽快把程序迁移到3.x版本。python2的默认字符集是ASCII编码，写中文会报错，字符编码一直是让程序员头疼的一件事情，python2在处理中文的时候的确比较头疼，在python3.x版本中默认字符集是Unicode，省了很多事，so，还是推荐使用python3.x版本。

☞字符集和字符编码

我们都知道，计算机其实只认识二进制0和1这两个数字，其他的都不认识，这样的0或1为一"位"，也就是一bit，bit就是位。说完位顺便说一下字节、位、bit、byte、KB、B、M、T、字符之间有什么关系

bit就是位，也叫比特位，是计算机表示数据最小的单位

 byte就是字节，1byte=8bit，1byte就是1B；

一个字符=2字节；

1T=1024M
1M=1024KB
1KM=1024B
1B=8bit

既然计算机只认识0和1，那怎么表示这些英文字母、以及汉字、标点符号呢？在回答这个问题前，先说一下字符集和字符集编码

那么什么是字符集呢？前面说到计算机只认识0和1，而我们在计算机上看到的有各国语言文字，这些文字最终都是通过二进制0和1转化过来的，这两者之间的转换就是通过字符集转换的，所以说字符集就是规定了某个文字对应的二进制数字存放方式（编码）和某串二进制数值代表了哪个文字（解码）的转换关系

字符集只是一个规则集合的名字，例如我们常见的UTF-8、Unicode、GB2312等这些都是字符集，对于一个字符集来说要正确编码转码一个字符需要三个关键元素：字库表（character repertoire）、编码字符集（coded character set）、字符编码（character encoding form）。其中字库表是一个相当于所有可读或者可显示字符的数据库，字库表决定了整个字符集能够展现表示的所有字符的范围。编码字符集，即用一个编码值code point来表示一个字符在字库中的位置。字符编码，将编码字符集和实际存储数值之间的转换关系。

简单来说，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字就相当于字符集，而将这些符号转换为计算机可以接受的数字系统编码就是字符编码

字符集有很多种，

我们知道，计算机是由美国发明的，所以最早的字符集也是有美国发明的ASCII字符集，它主要是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）；可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）

ASCII编码使用7位（bits）表示一个字符，共128字符，为了表示更多的欧洲常用字符对ASCII进行了扩展，ASCII扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符。ASCII字符集映射到数字编码规则如下图所示：

图1 ASCII编码表

图2 扩展ASCII编码表

ASCII的最大缺点是只能显示26个基本拉丁字母、阿拉伯数目字和英式标点符号，因此只能用于显示现代美国英语（而且在处理英语当中的外来词如naïve、café、élite等等时，所有重音符号都不得不去掉，即使这样做会违反拼写规则）。而EASCII虽然解决了部份西欧语言的显示问题，但对更多其他语言依然无能为力。因此现在的苹果电脑已经抛弃ASCII而转用Unicode。

那么问题来了，计算机认识英文了，那咱们天朝怎么办，天朝专家把那些127号之后的奇异符号们（即EASCII）取消掉，规定：一个小于127的字符的意义与原来相同，但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，取了127后面的一些数字后，只要遇到这个区间的数字，就知道是中文，去另一个编码表里面找，这个里面存的都是中文，还有其他国家的文件，比如说日文，韩文等等，这个叫做gb2312编码，它收录了6000+个汉字，这样的话，就可以解决计算机不认识中文的问题了。但是中国文化，博大精深，岂止有6000+个汉字，然后又有了gbk、Unicode、UTF-8等等编码，Unicode编码也叫万国码，哪个国家的文字都适用，但是它不管你是一个英文字母，还是一个汉字都是占2个字节大小，原来ASCII码一个英文字母就占一个字节，这一下变大了，原来100G的东西，现在可能得200G才存的下，这可不行，然后就又出现了UTF-8字符集，它也属于Unicode，和Unicode的不一样的是，它对Unicode做了压缩，比如说英文字母的还是占一个字节，这样的话，就节省的很多的空间，这就是为啥现在大家都用utf8的原因。

图3 GB2312编码表的开始部分

☞python安装

python怎么安装呢，这个是一个没有营养的话题，我就不写了，百度一下一堆堆的，要注意的就是，如果想使用python命令需要把python的安装目录加到环境变量中，windows下还要把python安装目录下的scripts目录加入到环境变量中，因为一些python的可执行命令，比如说pip，是安装在这个目录下的，linux下因为默认带python了，如果要升级版本的，要先把系统自带的python改名或者卸载掉，再安装你要的python版本，centos下由于yum依赖自带的python2.6，所有不能卸载，修改下yum脚本里面的python环境变量位置即可。

 ☞运行python代码X

Windows下，安装好python并且配置好环境变量之后，直接在命令行里面输入python就可以进入python交互式命令行了，linux下面也是一样，什么叫交互式呢，交互就是你给我说一句话，我回应你一句，这个就是交互，看下面的图，安装完python之后Python也自带了一个idle，也就是可以在它里面写代码，但是那个比较不好用，这里就不赘述了。

 

但是这样写代码实在是太不方便了，怎么把代码都写好了，然后一起运行呢，就是把代码都写到文件里面，然后运行文件，以.py结尾的就是python文件，有很多python的编辑器，比如说pycharm、sublime  text、notepad++等等，都可以使用，使用编辑器有代码提示，可以很方便调试和运行，这里我推荐使用pycharm。新建一个python文件，然后写上代码，运行即可。

在linux下运行也是如此，和Windows下有一点不一样的是，liunx下可以直接运行python文件，前面不需要加python命令，加上执行权限即可，但是需要在python文件最前面指定python解释器，加上python解释器的路径即可，有两种写法，代码看下面，两种的区别是第一种是直接去你指定的目录下找python解释器，第二种是在自己配置的环境变量中去找python解释器，现在新建一个test.py的python文件

 

   #!/usr/bin/python #这种写法是去/usr/bin目录下去找python的解释器，如果在这个目录下没有python解释器或者python解释器在别的目录下，就会报错了
    print('Hello world!')
    
    #!/usr/bin/env python#这种写法是去环境变量中找你配置的python解释器目录，你配置在哪个目录下，它就去哪个目录下找python解释器
    print('Hello world!')

 下面是linux下的运行

    [root@ebs-32534 ~]# chmod +x test.py
    [root@ebs-32534 ~]# ./test.py
     Hello world!

☞编写第一个程序

我相信，每个一个程序员在学习语言的时候，第一个写的程序肯定都是hello world，OK，那来写第一个程序吧，其实很简单，python的语法就是简单、优雅，一个print就搞定。

print('Hello world!')

 在pycharm中执行如下：

注意：Python对空格很敏感，不同的域空格一定要保持一致，子域的空格一定要多于父域，在父域的后面，切记！

如下图所示，每个框都代表一个子域，每个域内的缩进必须相同，且子域要包含在父域内！

☞PyCharm快捷键

既然选择了用pycharm做Python开发，那么一些常用的快捷键还是要了解的

Ctrl + D 复制选定的区域或行

Ctrl + / 行注释

Ctrl + Alt + I 自动缩进行
Ctrl + Y 删除当前插入符所在的行
Ctrl + Delete 删除到字符结尾
Ctrl + Backspace 删除到字符的开始
Ctrl+t SVN更新
Ctrl+k SVN提交
Ctrl + 鼠标 简介
F8 跳过
F7 进入
Shift + F8 退出
Alt + F9 运行游标
Alt + F8 验证表达式
Ctrl + Alt + F8 快速验证表达式
F9 恢复程序
Ctrl + F8 断点开关
Ctrl + Shift + F8 查看断点

☞变量及调用

变量是干嘛的呢？说的简单点，就是存东西，供后面来用的。值得一提的是python变量里面存的是内存地址，如果再把这个变量赋值给另一个变量的话，新的变量通过之前那个变量知道那个变量值的内存地址存起来，而不是指向的之前那个变量。代码如下：

name = 'sriba'
new_name = name #new_name存的也是sriba的内存地址

正常情况下，变量调用是传地址的，但可以用[:] 来只复制值

a = [1, 2, 3]
b = a
c = a[:]
print(a,b,c,)
print(id(a),id(b),id(c))#输出变量的地址

输出结果为

[1, 2, 3] [1, 2, 3] [1, 2, 3]
33432392 33432392 33431752

可以看出变量b和a的地址一样，也就是说b调用的是a的地址，若b的值改变，a的值也会改变，而c的地址已经变了，它调用的只是a的值，后面无论c的值怎么改变都不影响a的值。

变量的定义规则：
变量名最好要能见名知其意，不要随意起名，在Python中：
变量名可以是 字母、数字汉字或下划线的任意组合，变量名的第一个字符不能是数字

对，你没看错，Python可以用汉字当变量名，就是这么任性！比这还任性的是，python中定义变量很简单，一个等号搞定，也不需要指定数据类型，直接定义就好，如下图所示：

 

另外，Python中，多个变量可以同时定时定义，如下

a,b,c = 'chenshifeng','尘世风',666
print(a)
print(b)
print(c)

输出结果为

chenshifeng
尘世风
666

python中定义变量的时候字符串都用用引号括起来，单引号和双引号没有区别，用啥都行，如果说这个字符串里面有单引号的话，那你外面就用双引号，里面有双引号的话，外面就用单引号，如果既有单又有双，那么用三引号，三引号也可以多行注释代码，单行注释，使用#，代码如下：

print('我们，学python')
print("let's go")#有单引号，所以外面用双引号
print('"孤独"是生命的礼物')#有双引号，所以外面用单引号
print('''let's go "哇哈哈"''')#有双引号和双引号，所以外面用三引号
'''
这里是注释
人生苦短，我要学Python
'''

 

和其他语言一样，Python也有它自己的关键字，以下关键字不能声明为变量名

     ['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']

☞输入、输出

python怎么来接收用户输入呢，使用input函数，python2中使用raw_input，接收的是一个字符串，输出呢，第一个程序已经写的使用print，代码入下：

name=input('Please enter your name:') #把接收到的值赋给name变量
print(name)#输出接收到的输入

input在接收输入的时候，是可以看到你输入的值的，如果是输入密码这样的呢，不想让别人看到你的密码，怎么办呢，就需要用到一个标准库，getpass，什么是标准库呢，就是不需要你再去安装，装完python就有的库，就是标准库，getpass就是一个标准库，导入进来之后，直接使用getpass.getpass方法就可以在输入的时候，不回显了，代码如下：

import getpass #导入getpass模块        
password = getpass.getpass('Please enter your password:') #接收输入的密码
print(password)

注，此模块在pycharm中无法使用，在命令提示符中可以使用，如下图

 

还有一点，在Python2.x中，由于默认编码不是utf-8,所以首行需加#coding=utf-8，而且输出可以用下面两种写法
#print xxx #在python2里面是的可以
# print("hello world!")

☞条件判断

python中条件判断使用if else来判断，多分支的话使用if elif ... else,也就是如果怎么怎么样就怎么怎么样，否则就怎么怎么这样，格式如下：

        if 明天下雨：
            那么明天带伞
        else：
            明天不带伞

python中是以缩进来表示代码块的，这样看起来代码很有条理，比如说上面的例子，如果明天下雨，那么明天才会带伞，明天带伞就相当于if的儿子，所以也可以认为有缩进的都是有父子关系的，写个实际点的例子，如下：

                score = int(input('请输入你的分数：')) #接收输入，因为input接收的是一个字符串，所以需要用int函数强制类型转换成整数类型
                if score==100: #如果成绩等于100分的话
                    print('小天才，你是满分')
                elif score >=90 and score < 100: #如果成绩大于等于90分小于100分的话
                    print('兄弟，你的分数不低啊，不错')
                elif score > 60 and score <90：#如果成绩大于60分小于90分的话
                    print('兄弟，这次考试马马虎虎啊')
                else: #如果分数小于60分的话
                    print('兄弟，你在搞什么，该努力了')

☞循环

循环是干嘛的呢，说白了就是为你重复的去做事情，比如说你想建1000个文件夹，一个个建累死你， 这样就可以写段代码，使用循环给你创建1000个就省事了，python中有两种循环，while和for，两种循环的区别是，while循环之前，先判断一次，如果满足条件的话，再循环，for循环的时候必须有一个可迭代的对象，才能循环，比如说得有一个数组，值得一提的是，别的语言中，for循环的时候需要先定义一个计数器变量，然后从0开始加，直到这个计数器达到你预设的一个值，然后停止循环，取数据的时候也是通过数组的下标从0开始取，这样就很麻烦，python中for循环很简单，循环的是一个可迭代对象中的元素，你这个对象中有多少个元素，就循环多少次，比如说一个数组list，list = ['a','b','c']，在别的语言中要想获取到list中所有的值，必须得使用循环取下标这种方式去取数据，就得这样写list[x],list[x],list[x]这样，在Python里面就不需要直接循环就取的是这个list里面的值，循环里面还有两个比较重要的关键字，continue和break,continue的意思是，跳出本次循环，继续进行下一次循环，break的意思是停止循环，也就是说在continue和break下面的代码都是不执行的，格式如下：

  #while 循环
    count = 0
    while count<10: #如果count小于10的话，就执行下面的代码，如果不小于3就走else
            print（count）
            if count==5:
                break#如果count等于5的话，就结束循环
            count+=1 #这个意思是每次循环完，count的值就加一，如果不加的话，条件就一直为真了，就死循环了，一直不停的循环
    else：#这个else是可以不写的，意思就是说，如果条件不满足了去干嘛
            print('条件没满足')
    #for 循环
    names = ['marry','lily','lilei']
    for name in names:
        if name == 'lily':
            contiune #如果名字等于lily的话，就不执行continue下面的代码了，再循环下一次
         print(name)
    else：#for也有个else，不过这个一般没人写它，意思是如果正常循环完了去做什么
        print('over')

☞小练习

既然我们已经学了条件判断和循环，那就用它来练习练习，写个小游戏，猜数字的游戏，要求是这样，产生一个随机数字,1-100之间，接收用户输入，如果猜对了，游戏结束，猜大了，提示猜大了，小了提示猜小了。产生随机数模块使用random.randint(1,101)，是一个标准包，导入使用即可，代码如下：

while True:
    guess = input('请输入一个1-100之间的数字：')
    guess = int(guess)
    if guess>src_num:
        print('你输入的太大了！')
    elif guess<src_num:
        print('你输入的太小了！')
    else:
        print('恭喜你，猜对了，数字是%d'%src_num)
        break

☞格式化输出

什么是格式化输出呢，就是说把你的输出都格式化成一个样子的，比如说登录的欢迎信息，都是welcome to login，Marry. 每个用户登录都是这样欢迎，但是每个用户的用户名都是一样的，你不能一个用户就写一行代码吧，这就需要用到格式化输出了，有三种方式。

第一种是用“+”连接，直接把输出的字符串和变量连接起来就可以了；

第二种是用占位符，占位符有常用的有四种，%s、%d、%f和%r

• %s是后面的值是一个字符串
• %d是后面的值必须是一个整数
• %f后面是小数
• %r 万能统配符 （可以将后面给的参数原样打印出来，带有类型信息）

第三种是使用{}和fromat方法，这三种呢，官方推荐是使用format方法，不推荐使用第一种，第一种用加号的，会在内存里面开辟多个内存空间，而后面两种是只开辟一块内存空间，使用方式如下：

name = input('请输入你的名字：')
print('你的名字是'+name) #使用加号连接
print('你的名字是%s'%name)#使用占位符
age = 18
print('我的名字是%s,年龄是%d岁.'%(name,age))#这种是里面有多个格式化内容的，前面那个是字符串，后面这个是整数，多个变量的后面跟值的时候必须要加上括号
print('我的名字是%r,年龄是%r岁.'%(name,age))#万能统配符 可以将后面给的参数原样打印出来，带有类型信息,输出name为字符串，age为整数
print('你的名字是{your_name}'.format(your_name=name)) #使用format格式化输出，{}里面的名字可以随便写但是要和后面的format中的名字保持一致，然后再把你前面定义的变量写到等号后面就可以了。
print('我的名字是{your_name},年龄是{your_age}岁.'.format(your_age=age,your_name=name))#{}format后的参数可以不按照顺序写
print('你的名字是{}'.format(name)) #{}里可以为空,format后直接填参数即可
print('我的名字是{},年龄是{}岁.'.format(name,age)) #{}为空时，参数默认按照顺序传递
print('我的名字是{1},年龄是{0}岁.'.format(age,name)) #{}里有数字时，参数按照数字大小从小到大传递，该方法可以多次调用

输出：

请输入你的名字：chenshifeng
你的名字是chenshifeng
你的名字是chenshifeng
我的名字是chenshifeng,年龄是18岁.
我的名字是'chenshifeng',年龄是18岁.
你的名字是chenshifeng
我的名字是chenshifeng,年龄是18岁.
你的名字是chenshifeng
我的名字是chenshifeng,年龄是18岁.
我的名字是chenshifeng,年龄是18岁.

Process finished with exit code 0

扩展：关于format输出，还支持列表、字典的解包传递

namelist=['chenchen','lili','mingming','zhenzhen']
namedic={'name':'chenchen','gender':'male','age':18,'love':'running'}
print('we name are:{}、{} and {}'.format(*namelist)) #列表的解包用*，数据按照顺序传递，多余的数据不传递
print('my name is {name},gender is {gender},age is {age}'.format(**namedic)) #字典的解包用**，{}里需写上参数，数据按照顺序传递，多余的数据不传递

输出：

we name are:chenchen、lili and mingming
my name is chenchen,gender is male,age is 18

Process finished with exit code 0

注：对于3.6及以上版本，新增了一个F-strings字符串格式化方式，使用方法如为 f'{变量名}，具体如下

namelist=['chenchen','lili','mingming','zhenzhen']
namedic={'name':'chenchen','gender':'male','age':18,'love':'running'}

name='chenshifeng'
age=18
print(f'my name is {name},age is {age},love{namedic["love"]},my friend are {namelist}') 

# 大括号里可以是表达式或函数
# 大括号内不能转义，不能使用'\'
print(f'my name is {name.upper()}')
print(f'result:{(lambda x:x+1)(2)}') 

输出：

my name is chenshifeng,age is 18,loverunning,my friend are ['chenchen', 'lili', 'mingming', 'zhenzhen']
my name is CHENSHIFENG
result:3