一、编程语言介绍
python是一门编程语言，作为学习python的开始，需要事先搞明白：编程的目的是什么？什么是编程语言？什么是编程？
1.编程目的
#计算机的发明，是为了用机器取代/解放人力，而编程的目的则是将人类的思想流程按照某种能够被计算机识别的表达方式传递给计算机，从而达到让计算机能够像人脑/电脑一样自动执行的效果。
2.编程语言含义
#上面提及的能够被计算机所识别的表达方式即编程语言，语言是沟通的介质，而编程语言是程序员与计算机沟通的介质。在编程的世界里，计算机更像是人的奴隶，人类编程的目的就命令奴隶去工作。
3.编程含义
#编程即程序员根据需求把自己的思想流程按照某种编程语言的语法风格编写下来，产出的结果就是包含一堆字符的文件。
#强调：程序在未运行前跟普通文件无异，只有程序在运行时，文件内所写的字符才有特定的语法意义
二、编程语言分类
1.机器语言
机器语言是站在计算机(奴隶)的角度，说计算机能听懂/理解的语言，而计算机能直接理解的就是二进制指令，所以机器语言就是直接用二进制编程，这意味着机器语言是直接操作硬件的，因此机器语言属于低级语言，此处的低级指的是底层、贴近计算机硬件（贴近代指需要详细了解计算机硬件细节、直接控制硬件），详解如下
#机器语言
用二进制代码0和1描述的指令称为机器指令，由于计算机内部是基于二进制指令工作的，所以机器语言是直接控制计算机硬件。
用机器语言编写程序，编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码以及代码的含义，然后在编写程序时，程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出，还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。这是一件十分繁琐的工作。编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。而且，编出的程序全是些0和1的指令代码，直观性差，不便阅读和书写，还容易出错，且依赖于具体的计算机硬件型号，局限性很大。除了计算机生产厂家的专业人员外，绝大多数的程序员已经不再去学习机器语言了。
机器语言是被微处理器理解和使用的，存在有多至100000种机器语言的指令，下述是一些简单示例
#指令部份的示例
0000 代表 加载（LOAD）
0001 代表 存储（STORE）
...
#暂存器部份的示例
0000 代表暂存器 A
0001 代表暂存器 B
...
#存储器部份的示例
000000000000 代表地址为 0 的存储器
000000000001 代表地址为 1 的存储器
000000010000 代表地址为 16 的存储器
100000000000 代表地址为 2^11 的存储器
#集成示例
0000,0000,000000010000 代表 LOAD A, 16
0000,0001,000000000001 代表 LOAD B, 1
0001,0001,000000010000 代表 STORE B, 16
0001,0001,000000000001 代表 STORE B, 1[1]
总结机器语言优缺点：
#优点：
编写的程序可以被计算机无障碍理解、直接运行，执行效率高 。
#缺点：
1、复杂，开发效率低
2、贴近\依赖具体的硬件，跨平台性差
2.汇编语言
汇编语言仅仅是用一个英文标签代表一组二进制指令，毫无疑问，比起机器语言，汇编语言是一种进步，但汇编语言的本质仍然是直接操作硬件，因此汇编语言仍是比较低级/底层的语言、贴近计算机硬件
#汇编语言
汇编语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件操作，只不过指令采用了英文缩写的标识符，更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的操作用命令的形式写出来。汇编程序的每一句指令只能对应实际操作过程中的一个很细微的动作。例如移动、自增，因此汇编源程序一般比较冗长、复杂、容易出错，而且使用汇编语言编程需要有更多的计算机专业知识，但汇编语言的优点也是显而易见的，用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能够实现的，而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小，而且执行速度很快。
汇编的hello world，打印一句hello world, 需要写十多行，如下
; hello.asm
section .data ; 数据段声明
msg db "Hello, world!", 0xA ; 要输出的字符串
len equ $ - msg ; 字串长度
section .text ; 代码段声明
global _start ; 指定入口函数
_start: ; 在屏幕上显示一个字符串
mov edx, len ; 参数三：字符串长度
mov ecx, msg ; 参数二：要显示的字符串
mov ebx, 1 ; 参数一：文件描述符(stdout)
mov eax, 4 ; 系统调用号(sys_write)
int 0x80 ; 调用内核功能
; 退出程序
mov ebx, 0 ; 参数一：退出代码
mov eax, 1 ; 系统调用号(sys_exit)
int 0x80 ; 调用内核功能
总结汇编语言优缺点：
Copy
#1、优点：
相对于机器语言，使用英文标签编写程序相对简单，执行效率稍低，开发效率稍高。
#2、缺点：
1、仍然是直接操作硬件，比起机器语言来说，复杂度稍低，但依旧居高不下，所以开发效率依旧较低
2、依赖具体的硬件，跨平台性差
3.高级语言
高级语言是站在人(奴隶主)的角度，说人话，即用人类的字符去编写程序，而人类的字符是在向操作系统发送指令，而非直接操作硬件，所以高级语言是与操作系统打交道的，此处的高级指的是高层、开发者无需考虑硬件细节，因而开发效率可以得到极大的提升，但正因为高级语言离硬件较远，更贴近人类语言，人类可以理解，而计算机则需要通过翻译才能理解，所以执行效率会低于低级语言。
按照翻译的方式的不同，高级语言又分为两种：
1.编译型（如C语言）:
类似谷歌翻译，是把程序所有代码编译成计算机能识别的二进制指令，之后操作系统会拿着编译好的二进制指令直接操作硬件，优缺点如下
#1.优点：
编译一次之后就可以拿着结果重复运行，而无需再次翻译，执行效率高于解释型
#2.缺点：
编译型代码是针对某一个平台翻译的，当前平台翻译的结果无法拿到另外一个平台使用，即无法跨平台
2. 解释型（如python）:
类似同声翻译，需要有一个解释器，解释器会读取程序代码，一边翻译一边执行，优缺点如下
#1.优点：
代码运行是依赖于解释器，不同平台有对应版本的解释器，所以代码是可以跨平台运行
#2.缺点：
每次执行都需要翻译，执行效率低于编译型
4.总结
#机器语言：站在计算机(奴隶)的角度，说计算机能听懂的语言，那就是直接用二进制编程，直接操作硬件；
#汇编语言：站在计算机(奴隶)的角度，简写的英文标识符取代二进制去编写程序，本质仍然是直接操作硬件；
#高级语言：站在人(奴隶主)的角度，说人话，即用人类的字符去编写程序，屏蔽了硬件操作
机器语言
#优点是最底层，执行速度最快
#缺点是最复杂，开发效率最低
汇编语言
#优点是比较底层，执行速度最快
#缺点是复杂，开发效率最低
高级语言
#编译型语言执行速度快，不依赖语言环境运行，跨平台差
#解释型跨平台好，一份代码，到处使用，缺点是执行速度慢，依赖解释器运行
PS：
#1、执行效率：机器语言>汇编语言>高级语言（编译型>解释型）
#2、开发效率：机器语言<汇编语言<高级语言（编译型<解释型）
#3、跨平台性：解释型具有极强的跨平台型
速度不是关键（瓶颈理论），开发效率高才是王道
三、python介绍
谈及python，涉及两层意思，一层代表的是python这门语言的语法风格，另外一层代表的则是专门用来解释该语法风格的应用程序：python解释器。
python的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。Python这个名字，来自Guido所挚爱的电视剧Monty Python’s Flying Circus，他希望这个新的叫做Python的语言，能符合他的理想：创造一种C和shell之间，语法能够像shell一样简洁，易学易用、可拓展性强，同时兼顾C的强大功能。于是Guido在1989年的圣诞节期间，开始编写能够解释Python语言语法的解释器。
Python崇尚优美、清晰、简单，是一个优秀并广泛使用的语言。最新的TIOBE排行榜https://www.tiobe.com/tiobe-index/，Python已飙升至世界第三。
Python可以应用于众多领域，如：人工智能、数据分析、爬虫、金融量化、云计算、WEB开发、自动化运维/测试、游戏开发、网络服务、图像处理等众多领域。目前业内几乎所有大中型互联网企业都在使用Python，如：Youtube、Dropbox、BT、Quora（中国知乎）、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!、Facebook、NASA、百度、腾讯、汽车之家、美团等。
1.python主要应用领域
#1. WEB开发——最火的Python web框架Django, 支持异步高并发的Tornado框架，短小精悍的flask,bottle, Django官方的标语把Django定义为the framework for perfectionist with deadlines(大意是一个为完全主义者开发的高效率web框架)
#2. 网络编程——支持高并发的Twisted网络框架， py3引入的asyncio使异步编程变的非常简单
#3. 爬虫——爬虫领域，Python几乎是霸主地位，Scrapy\Request\BeautifuSoap\urllib等，想爬啥就爬啥
#4. 云计算——目前最火最知名的云计算框架就是OpenStack,Python现在的火，很大一部分就是因为云计算
#5. 人工智能——谁会成为AI 和大数据时代的第一开发语言？这本已是一个不需要争论的问题。如果说三年前，Matlab、Scala、R、Java 和 Python还各有机会，局面尚且不清楚，那么三年之后，趋势已经非常明确了，特别是前两天 Facebook 开源了 PyTorch 之后，Python 作为 AI 时代头牌语言的位置基本确立，未来的悬念仅仅是谁能坐稳第二把交椅。
#6. 自动化运维——问问中国的每个运维人员，运维人员必须会的语言是什么？10个人相信会给你一个相同的答案，它的名字叫Python
#7. 金融分析——我个人之前在金融行业，10年的时候，我们公司写的好多分析程序、高频交易软件就是用的Python,到目前,Python是金融分析、量化交易领域里用的最多的语言
#8. 科学运算—— 你知道么,97年开始，NASA就在大量使用Python在进行各种复杂的科学运算，随着NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys等众多程序库的开发，使的Python越来越适合于做科学计算、绘制高质量的2D和3D图像。和科学计算领域最流行的商业软件Matlab相比，Python是一门通用的程序设计语言，比Matlab所采用的脚本语言的应用范围更广泛
#9. 游戏开发——在网络游戏开发中Python也有很多应用。相比Lua or C++,Python 比 Lua 有更高阶的抽象能力，可以用更少的代码描述游戏业务逻辑，与 Lua 相比，Python 更适合作为一种 Host 语言，即程序的入口点是在 Python 那一端会比较好，然后用 C/C++ 在非常必要的时候写一些扩展。Python 非常适合编写 1 万行以上的项目，而且能够很好地把网游项目的规模控制在 10 万行代码以内。另外据我所知，知名的游戏<文明> 就是用Python写的
2.python在公司中的应用
# 谷歌：Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬虫、Google广告等项目都在大量使用Python开发
# CIA: 美国中情局网站就是用Python开发的
# NASA: 美国航天局(NASA)大量使用Python进行数据分析和运算
# YouTube:世界上最大的视频网站YouTube就是用Python开发的
# Dropbox:美国最大的在线云存储网站，全部用Python实现，每天网站处理10亿个文件的上传和下载
# Instagram:美国最大的图片分享社交网站，每天超过3千万张照片被分享，全部用python开发
# Facebook:大量的基础库均通过Python实现的
# Redhat: 世界上最流行的Linux发行版本中的yum包管理工具就是用python开发的
# 豆瓣: 公司几乎所有的业务均是通过Python开发的
# 知乎: 国内最大的问答社区，通过Python开发(国外Quora)
# 春雨医生：国内知名的在线医疗网站是用Python开发的
# 除上面之外，还有搜狐、金山、腾讯、盛大、网易、百度、阿里、淘宝 、土豆、新浪、果壳等公司都在使用Python完成各种各样的任务。
3.python解释器发展史
# 1989年，Guido开始写Python语言的编译器。
# 1991年，第一个Python编译器诞生。它是用C语言实现的，并能够调用C语言的库文件。从一出生，Python已经具有了：类，函数，异常处理，包含表和词典在内的核心数据类型，以及模块为基础的拓展系统。
# 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，加入了内存回收机制，构成了现在Python语言框架的基础
# Python 2.4 - November 30, 2004, 同年目前最流行的WEB框架Django 诞生
# 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 (这里要解释清楚 为什么08年就出3.0，2010年反而又推出了2.7？是因为3.0不向下兼容2.0，导致大家都拒绝升级3.0，无奈官方只能推出2.7过渡版本)
# 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 - 2016-12-23 发布python3.6.0版
4.python种类
我们现在知道了Python是一门解释型语言，代码想运行，必须通过解释器执行，Python的解释器本身也可以看作是个程序（翻译官司是哪国人不重要），这个程序是什么语言开发的呢？ 答案是好几种语言？ what? 因为Python有好几种解释器，分别基于不同语言开发，每个解释器特点不同，但都能正常运行我们的Python代码，下面分别来看下：
#CPython：CPython是使用最广且被的Python解释器。本教程以CPython为准。
当我们从Python官方网站下载并安装好Python 2.7后，我们就直接获得了一个官方版本的解释器：CPython。这个解释器是用C语言开发的，所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。
#IPython
IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器，也就是说，IPython只是在交互方式上有所增强，但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同，但内核其实都是调用了IE。
CPython用>>>作为提示符，而IPython用In [序号]:作为提示符。
#PyPy
PyPy是另一个Python解释器，它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术，对Python代码进行动态编译（注意不是解释），所以可以显著提高Python代码的执行速度。
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
Jython是运行在Java平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。
#IronPython
IronPython和Jython类似，只不过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。
5.python2 or python3?
In summary : Python 2.x is legacy, Python 3.x is the present and future of the language
Python 3.0 was released in 2008. The final 2.x version 2.7 release came out in mid-2010, with a statement of
extended support for this end-of-life release. The 2.x branch will see no new major releases after that. 3.x is
under active development and has already seen over five years of stable releases, including version 3.3 in 2012,+
3.4 in 2014, and 3.5 in 2015. This means that all recent standard library improvements, for example, are only
available by default in Python 3.x.
Guido van Rossum (the original creator of the Python language) decided to clean up Python 2.x properly, with less regard for backwards compatibility than is the case for new releases in the 2.x range. The most drastic improvement is the better Unicode support (with all text strings being Unicode by default) as well as saner bytes/Unicode separation.
Besides, several aspects of the core language (such as print and exec being statements, integers using floor division) have been adjusted to be easier for newcomers to learn and to be more consistent with the rest of the language, and old cruft has been removed (for example, all classes are now new-style, "range()" returns a memory efficient iterable, not a list as in 2.x).
目前虽然业内很多企业还在大量使用Python2.6 or 2.7，因为旧项目几十万甚至上百万行的代码想快速升级到3.0不是件容易的事，但是大家在开发新项目时几乎都会使用3.x。
另外Python3 确实想比2.x做了很多的改进，直观点来讲，就像从XP升级到Win7的感觉一样，棒棒的。
四、安装python解释器
python语言：指的是pyton的语法风格
python解释器：专门用来识别python这门语言的语法并解释执行的
Python目前已支持所有主流操作系统，在Linux,Unix,Mac系统上自带Python环境，在Windows系统上需要安装一下，超简单打开官网 https://www.python.org/downloads/windows/ 下载中心
#测试安装是否成功
windows --> 运行 --> 输入cmd ，然后回车，弹出cmd程序，输入python,如果能进入交互环境 ，代表安装成功。
#多版本共存演示
注意：在安装目录下找到python.exe,拷贝一份，命名为python2.exe或python3.exe，一定要保留原版，因为pip工具会调用它。
windows
win10：参考视频
win7：C:\python27;C:\python27\scripts;C:\a\b;D:\a\b;E:\a\b
linux:
vim /etc/profile
export PATH=/usr/local/python38/bin:$PATH
source /etc/profile
mac:
同linux
五、第一个python程序
#python
print('Hello World!')
#C++
#include <iostream>
int main(void)
{
std::cout<<"Hello world";
}
#C
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("\nhello world!");
return 0;
}
#JAVA
public class HelloWorld{
// 程序的入口
public static void main(String args[]){
// 向控制台输出信息
System.out.println("Hello World!");
}
}
#PHP
<?php
echo "hello world!";
?>
#Ruby
日本人开发的，砸日本车的时候，顺手就把你拖出去打死了，祭天
puts "Hello world."
#GO
package main
import "fmt"
func main(){
fmt.Printf("Hello World!\n God Bless You!");
}
精通各种语言的hello world，看一看还是python的好
1.运行python程序的两种方式
1、交互式
即时得到程序的运行结果，多用于调试
2、脚本的方式
把程序写到文件里(约定俗称文件名后缀为.py)，然后用python解释器解释执行其中的内容
python3.8 python程序文件的路径
总结：
#1、交互式模式下可以即时得到代码执行结果，调试程序十分方便
#2、若想将代码永久保存下来，则必须将代码写入文件中
#3、我们以后主要就是在代码写入文件中，偶尔需要打开交互式模式调试某段代码、验证结果
2.一个python应用程序的运行的三个步骤
python3.8 C:\a\b\c.py 执行python程序经历三个步骤
1、先启动python3.8解释器,此时相当于启动了一个文本编辑器
2、解释器会发送系统调用，把c.py的内容从硬盘读入内存，此时c.py中的内容
全部为普通字符，没有任何语法意义
3、解释器开始解释执行刚刚读入内存的c.py的代码，开始识别python语法
对比文本编辑器读取C:\a\b\c.py文件内容也经历了三个步骤
1、先启动文本编辑器
2、文本编辑器会发送系统调用，把c.py的内容从硬盘读入内存
3、文本编辑会将刚刚读入内存的内容控制输出到屏幕上，让用户看到结果
总结：
二者在前两个阶段做的事情完全一致
唯一不同的就是第三个阶段对读入内存的python代码的处理方式不同
六、python代码的注释
1.什么是注释？
注释就是就是对代码的解释说明，注释的内容不会被当作代码运行
2.为什么要注释？
增强代码的可读性
3.怎么用注释？
代码注释分单行和多行注释
#1.单行注释：#
# 这是一行xxx的代码
print("hello") # 这是一行xxx的代码
#2.多行注释：'''''' """"""
"""
笔记
"""
4.代码注释的原则
1、不用全部加注释，只需要为自己觉得重要或不好理解的部分加注释即可
2、注释可以用中文或英文，但不要用拼音
七、IDE工具pycharm的使用
1.什么是IDE？为何要有IDE？
在编写第一个python程序时，存在以下问题，严重影响开发效率
问题一：我们了解到一个python程序从开发到运行需要操作至少两个软件
1、打开一个软件：文本编辑器，创建文本来编写程序
2、打开cmd，然后输入命令执行pyton程序
问题二：在开发过程中，并没代码提示以及纠错功能
综上，如果能有一款工具能够集成n个软件的功能，同时又代码提示以及纠错等功能，那么将会极大地提升程序员的开发效率，这就是IDE的由来，IDE全称Integrated Development Environment，即集成开发环境，最好的开发Python程序的IDE就是PyCharm。
2.pychram安装
# 下载地址: https://www.jetbrains.com/pycharm/download 选择Professional专业版
professional 表示专业版，community 是社区版，推荐安装社区版，因为是免费使用的。
1.当下载好以后，双击安装，出现以下界面，点击Next
2.选择安装目录，Pycharm需要的内存较多，建议将其安装在D盘或者E盘，不建议放在系统盘C盘：
3.点击Next，进入下图的界面：
Create Desktop Shortcut创建桌面快捷方式，一个32位，一个64位，小编的电脑是64位系统，所以选择64位。
勾选Create Associations是否关联文件，选择以后打开.py文件就会用PyCharm打开。
4.点击Next，进入下图：
5.点击Install,然后就是静静的等待安装了。
6.之后就会得到下面的安装完成的界面：
7.点击Finish，Pycharm安装完成。接下来对Pycharm进行配置，双击运行桌面上的Pycharm图标，进入下图界面：
选择Do not import settings，之后选择OK，进入下一步。
8.选择Accept，进入下一步
9.进入激活界面，选择试用30天，之后百度搜索pycharm 2020.1.1激活工具下载，免费可用至2089年，适用于 pycharm 2020.1.1 以下所有版本
10.把下载好的jetbrains-agent-latest.zip文件直接拖到PyCharm2020.1.1 应用程序窗口中去会弹出下面的对话框：
点击“Restart”按钮重启PyCharm2020.1.1。
11.重启后弹出下面的对话框，将下载好的安装参数.txt文件内容复制，黏贴到安装参数一栏，并点击“为PyCharm安装按钮”
12.当你看到安装jetbrains-agent成功提示就说明已经激活成功了。进入PyCharm主界面点击“help”菜单中的“about”看看是否激活成功
13.选择文件 => 设置 => 项目 => Project Interpreter => 选择已经安装的python的解释器，这里python解释安装的为python3.9.中文插件请自行搜索。
