Python基础—基本语法结构
一、初识计算机
1.计算机的组成
1.硬件系统
运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
其中运算器和控制器一起成为cpu，还有一个成为寄存器
存储器分为内存和硬盘：
- 内存：基于电信号的方式工作，速度快，然而不能永久保存数据，临时存储，断电即消失。
- 硬盘：基于磁的方式工作，速度慢，但可以永久保存数据。
2.软件系统
系统软件：有称为底层软件，如windows、mac os。
应用软件：基于系统软件上运行的软件，如QQ、360等。
3. 系统启动流程
电脑开机，首先会运行bios，这个软件会告诉计算机系统软件（也就是操作系统）的位置，电脑将操作系统加载到内存中，并让cpu去运行系统软件
4.应用软件运行流程
软件安装在硬盘，永久保存，运行的时候（也就是双击），这个动作相当于给操作系统发送指令，操作系统找到软件位置，并加载到内存，cpu从内存中调用软件数据并运行。
2、数据
- 数据的含义：是事实或观察的结果，是对客观事物的逻辑归纳，使用与表示客观事的未加工的原始素材。
数据是信息的表现形式和载体，可以是连续的值。
计算机中以二进制信息单元0，1表示，计算机中的各种字母，数字，语音，图形统称为数据，经加工后成为信息。
- 数据的表现形式：
数字数据：有阿拉伯数字字符表示
模拟数据：在某个区间产生的连续值，如图像，文字等。
3.计算机中的数字数据表现
- 进制：进位制，人们规定的一种进位方法。
位权：数制中每一固定位置对应的单位值成为位权
- 二进制：一种计数方法，逢二进一
计算机采用二进制的原因：
- 技术实现简单，模拟电路状态
- 简化运算规则
- 适合逻辑运算
- 易于进行转换
- 抗干扰能力强
二、python语言概述
1.python语言概述：
python：蟒蛇，创立者：Guido van Rossum，2002年更新了python2.x版本，2008年更新了python3.x版本
python语言应用方向
- 云计算: 云计算最火的语言， 典型应用OpenStack
- WEB开发: 众多优秀的WEB框架，众多大型网站均为Python开发，Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。， 典型WEB框架有Django
- 科学运算、人工智能: 典型库NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
- 系统运维: 运维人员必备语言
- 金融：量化交易，金融分析，在金融工程领域，Python不但在用，且用的最多，而且重要性逐年提高。原因：作为动态语言的Python，语言结构清晰简单，库丰富，成熟稳定，科学计算和统计分析都很牛逼，生产效率远远高于c,c++,java,尤其擅长策略回测
- 图形GUI: PyQT, WxPython,TkInter
编译型语言和解释型语言：
编译型： 一次性将源代码编译成目标代码（也就是机器码010101010）然后运行的编程语言。
代表语言：C、 C++
- 优点：执行效率高。 0.001s
- 缺点：编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。编译的时候根据对应的运行环境生成机器码，不同的操作系统之间移植就会有问题开发效率低。
解释型：逐行将将源代码编译成目标代码（也就是机器码010101010）逐行运行的编程语言。
代表语言：python
- 优点：可以跨平台、开发效率高、强大的第三方库
- 缺点：执行效率较低。 0.01s
python语言的优点：
python开发效率高（比其他的解释型语言都高）由于第三方库 避免重复造轮子。
- 高级语言。你不用去管内存级别的代码。
- 可嵌入性。Python代码可以移植到C/C++ 语言中。
- 可拓展性。python代码可以嵌入C/C++ 语言中。
- 可移植性：不同操作系统的移植。
python语言的缺点：
执行效率相对低。
python自身的原因不能多线程（并发编程会讲到）。
python解释器的类型：
- Cpython：官方推荐的解释器，可以将你的python代码转化成C语言识别的字节码。
- Jpython：可以将你的python代码转化成JAVA识别的字节码，运行。
- 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
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。
等等
2.编程语言的分类：
编译型和解释型
- 编译型
优点：编译器一般会有预编译的过程对代码进行优化。因为编译只做一次，运行时不需要编译，所以编译型语言的程序执行效率高。可以脱离语言环境独立运行。
缺点：编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。编译的时候根据对应的运行环境生成机器码，不同的操作系统之间移植就会有问题，需要根据运行的操作系统环境编译不同的可执行文件。
- 解释型
优点：有良好的平台兼容性，在任何环境中都可以运行，前提是安装了解释器（虚拟机）。灵活，修改代码的时候直接修改就可以，可以快速部署，不用停机维护。
缺点：每次运行的时候都要解释一遍，性能上不如编译型语言。
动态语言和静态语言
- 动态类型语言
动态类型语言是指在运行期间才去做数据类型检查的语言，也就是说，在用动态类型的语言编程时，永远也不用给任何变量指定数据类型，该语言会在你第一次赋值给变量时，在内部将数据类型记录下来。Python和Ruby就是一种典型的动态类型语言，其他的各种脚本语言如VBScript也多少属于动态类型语言。
- 静态类型语言
静态类型语言与动态类型语言刚好相反，它的数据类型是在编译其间检查的，也就是说在写程序时要声明所有变量的数据类型，C/C++是静态类型语言的典型代表，其他的静态类型语言还有C#、JAVA等。
强类型定义语言和弱类型定义语言
- 强类型定义语言
强制数据类型定义的语言。也就是说，一旦一个变量被指定了某个数据类型，如果不经过强制转换，那么它就永远是这个数据类型了。举个例子：如果你定义了一个整型变量a,那么程序根本不可能将a当作字符串类型处理。强类型定义语言是类型安全的语言。
- 弱类型定义语言
数据类型可以被忽略的语言。它与强类型定义语言相反, 一个变量可以赋不同数据类型的值。强类型定义语言在速度上可能略逊色于弱类型定义语言，但是强类型定义语言带来的严谨性能够有效的避免许多错误。另外，“这门语言是不是动态语言”与“这门语言是否类型安全”之间是完全没有联系的！
python是一门动态解释性的弱类型定义语言。
3.python安装环境
windows下安装Python（自动添加环境变量）以3,.5版本的举例：
官网下载：https://www.python.org/downloads/windows/
选择版本。
配置环境变量
更改完成
三、python基础语法结构
1.认识变量
定义：程序中用于保存和表示数据的占位符，一种抽象。
变量的命名：采用标识符来表示，关联标识符的过程叫命名
命名规则
硬性规定：
- 组成部分只能是：字母、数字、下划线
- 不能以数字开头
- 不能是python的关键字
- 区分大小写
常规规范：
- 不能用中文
- 命名要有含义，见名思意。
推荐命名方式：
- 下划线拼接：age_of_oldboy（官方推荐）
- 驼峰式：AgeOfOldboy
2.常量
定义：固定不改变的量
全部大写来命名，如：BIRTH_OF_CHINA = 1949
3.python保留字
概念：被编程语言内部定义并保留使用的标识符，python语言中共33个保留字，也叫关键字
- and elif import return
- as else in try
- assert except is while
- break finally lambda with
- class for not yield
- continue from or
- def global pass
- del if raise
4.注释和缩进
注释
程序中用作对代码和文件的解释说明，用于提高程序的可读性，不被执行
使用方法
- 单行注释：# 被注释内容
- 多行注释：'''被注释内容'''，或者"""被注释内容"""
缩进
- 语法的一部分，缩进不正确程序运行出错
- 表达代码间包含和层次关系的唯一手段
- 长度一致，程序一致即可，一般用4个空格或一个tab
5.程序输入和输出
输入函数input()，从控制台获得用户输入的函数，<变量> = input(<提示信息字符串>)
python2中的input输入的是什么类型，获取到的就是什么类型
username = input('请输入用户名:')
输出函数print(),以字符串形式向控制台输出结果的函数,print(<拟输出字符串或字符串变量>)
python3中的input获取到的都是字符串类型
print('hello world!')
6.运算符
算数运算符 arithmetic operator
- + - * /：加减乘除
- %：模运算，也就取余数
- //：商运算，取整数
%模运算的真正操作原理：
- 用第一个数除以第二个数，得到最相近的两个商。取最小的数。
- 用第一个数减去第二个数和第一步的到的数的乘积。
赋值运算符 assignment operator
- 基本赋值运算符：=
- 扩展的赋值运算符：+=、-=、*=、/=、%=
如 x += y <==> x = x+y
比较运算符 compare operator
- <：小于，用于可比较变量之间的比较
- >：大于，用于可比较变量之间的比较
- =：等于，用于变量的赋值
- !=：不等于，用于判断两个字符是不是一样的
- ==：等于等于，用于判断两个字符是不是一样的，
逻辑运算符 logic operator
python中只包含3中逻辑运算符：and、or、not
逻辑运算符的结果是什么类型
x or y if x is true, return x, else return y x and y if x is true, return y, else return x
结果取决于两个操作数的类型!!!
- 针对and操作：第一个操作数如果是可以转成False的话，那么第一个操作数的值，就是整个逻辑表达式的值。
如果第一个操作数可以转成True，第二个操作数的值就是整个表达式的值。
- 针对or操作：第一个操作数如果是可以转成False的话，第二个操作数的值就是整个表达式的值。
如果第一个操作数可以转成True， 第一个操作数的值，就是整个逻辑表达式的值。
成员运算符
in 和 not in：判断某个元素是否属于某个范围内。
s = 'abcd' print('a' in s) # True
