Python学习之路1 - 基础入门
本文内容
- Python介绍
- 安装Python解释器
- 输出
- 变量
- 输入
- 条件判断语句
- 循环语句
- 模块讲解
- 三元运算
- 字符串和二进制的相互转化
本系列文章使用的Python版本为3.6.2
使用开发工具为Pycharm2017
一、Python介绍
Python的创始人为吉多·范罗苏姆(Guido van Rossum)。1989年的圣诞节期间,吉多·范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间,决心开发一个新的脚本解释程序,作为ABC语言的一种继承。
最新的TIOBE排行榜,Python赶超PHP占据第五, Python崇尚优美、清晰、简单,是一个优秀并广泛使用的语言。
目前Python主要应用领域:
- 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
Python在一些公司的应用:
- 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。
Python 是一门什么样的语言?
编程语言主要从以下几个角度为进行分类,编译型和解释型、静态语言和动态语言、强类型定义语言和弱类型定义语言,每个分类代表什么意思呢,我们一起来看一下。
编译和解释的区别
编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成二进制文件,这样运行时计算机可以直接以机器语言来运行此程序,速度很快;
而解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,所以运行速度是不如编译后的程序运行的快的。
这是因为计算机不能直接认识并执行我们写的语句,它只能认识机器语言(是二进制的形式)。
就好像你想看一本英文书,编译器会将整本书翻译成中文供你观看,这时你看的就会很方便,怎么反复看都没有问题;解释器只会解释你当前想要看的语句,如果你想再次看一遍同样的语句则需要再次找解释器解释一遍,这样就会给你的阅读带来麻烦。
动态语言和静态语言
通常我们所说的动态语言、静态语言是指动态类型语言和静态类型语言。
(1)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。
(2)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
(1)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。
(2)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!
例如:Python是动态语言,是强类型定义语言(类型安全的语言); VBScript是动态语言,是弱类型定义语言(类型不安全的语言); JAVA是静态语言,是强类型定义语言(类型安全的语言)。
通过上面这些介绍,我们可以得出,python是一门动态解释性的强类型定义语言。那这些基因使成就了Python的哪些优缺点呢?我们继续往下看。
Python的优点
当你用一种语言开始作真正的软件开发时,你除了编写代码外,还需要很多基本的已经写好的现成的东西,来帮助你加快开发进度。比如说,要编写一个电子邮件客户端,如果先从最底层开始编写网络协议相关的代码,那估计一年半载也开发不出来。高级编程语言通常都会提供一个比较完善的基础代码库,让你能直接调用,比如,针对电子邮件协议的SMTP库,针对桌面环境的GUI库,在这些已有的代码库的基础上开发,一个电子邮件客户端几天就能开发出来。
Python就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,被形象地称作“内置电池(batteries included)”。用Python开发,许多功能不必从零编写,直接使用现成的即可。
除了内置的库外,Python还有大量的第三方库,也就是别人开发的,供你直接使用的东西。当然,如果你开发的代码通过很好的封装,也可以作为第三方库给别人使用。
许多大型网站就是用Python开发的,例如YouTube、Instagram,还有国内的豆瓣。很多大公司,包括Google、Yahoo等,甚至NASA(美国航空航天局)都大量地使用Python。
龟叔给Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”,所以Python程序看上去总是简单易懂,初学者学Python,不但入门容易,而且将来深入下去,可以编写那些非常非常复杂的程序。
总的来说,Python的哲学就是简单优雅,尽量写容易看明白的代码,尽量写少的代码。如果一个资深程序员向你炫耀他写的晦涩难懂、动不动就几万行的代码,你可以尽情地嘲笑他。
那Python适合开发哪些类型的应用呢?
首选是网络应用,包括网站、后台服务等等;
其次是许多日常需要的小工具,包括系统管理员需要的脚本任务等等;
另外就是把其他语言开发的程序再包装起来,方便使用。
Python的缺点
第一个缺点就是运行速度慢,和C程序相比非常慢,因为Python是解释型语言,你的代码在执行时会一行一行地翻译成CPU能理解的机器码,这个翻译过程非常耗时,所以很慢。而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码,所以非常快。
但是大量的应用程序不需要这么快的运行速度,因为用户根本感觉不出来。例如开发一个下载MP3的网络应用程序,C程序的运行时间需要0.001秒,而Python程序的运行时间需要0.1秒,慢了100倍,但由于网络更慢,需要等待1秒,你想,用户能感觉到1.001秒和1.1秒的区别吗?这就好比F1赛车和普通的出租车在北京三环路上行驶的道理一样,虽然F1赛车理论时速高达400公里,但由于三环路堵车的时速只有20公里,因此,作为乘客,你感觉的时速永远是20公里。
第二个缺点就是代码不能加密。如果要发布你的Python程序,实际上就是发布源代码,这一点跟C语言不同,C语言不用发布源代码,只需要把编译后的机器码(也就是你在Windows上常见的xxx.exe文件)发布出去。要从机器码反推出C代码是不可能的,所以,凡是编译型的语言,都没有这个问题,而解释型的语言,则必须把源码发布出去。
这个缺点仅限于你要编写的软件需要卖给别人挣钱的时候。好消息是目前的互联网时代,靠卖软件授权的商业模式越来越少了,靠网站和移动应用卖服务的模式越来越多了,后一种模式不需要把源码给别人。
再说了,现在如火如荼的开源运动和互联网自由开放的精神是一致的,互联网上有无数非常优秀的像Linux一样的开源代码,我们千万不要高估自己写的代码真的有非常大的“商业价值”。那些大公司的代码不愿意开放的更重要的原因是代码写得太烂了,一旦开源,就没人敢用他们的产品了。
二、安装Python解释器
在Mac上安装Python
如果你正在使用Mac,系统是OS X 10.8~10.10,那么系统自带的Python版本是2.7。要安装最新的Python 3.6,有两个方法:
方法一:从Python官网下载Python 3.6的安装程序(网速慢的同学请移步国内镜像),双击运行并安装;
方法二:如果安装了Homebrew,直接通过命令brew install python3
安装即可。
在Linux上安装Python
如果你正在使用Linux,那么基本代表你有着Linux管理经验,Linux上自带Python2,如果想升级到最新版应该难不倒你的。
在Windows上安装Python
首先,根据你的Windows版本(64位还是32位)从Python的官方网站下载Python 3.6对应的64位安装程序或32位安装程序,然后,运行下载的EXE安装包:
特别要注意勾上Add Python 3.6 to PATH
,然后点“Install Now”即可完成安装。
三、输出
输出方式经常使用的有两种,第一种是print()函数,下面我们输出hello world。
print("hello world")
输出结果:
第二种输出方式需要引入sys库,然后使用sys.stdout.write()函数输出。
import sys sys.stdout.write("afsd")
输出结果:
从输出结果可以看出两种输出方式的差别,print()函数输出结果后会再加一个换行,而sys.stdout.write()则没有换行。
Python和其他常用高级语言不同的地方是Python一条语句结束时不需要加分号,并且在Python中也不会用到大括号,Python的语句就只是用换行符和缩进来表示语句之间的关系。
换行就表示一条语句的结束,缩进表示语句间的包含关系。
四、变量
由于Python是动态类型语言,所以不需要定义变量类型,直接写变量名就可以。
name = "my name is Vector" print(name)
输出结果:
在Python3中是可以直接输入中文的,例如print(“姓名”)这样,但是在Python2中需要在文件的顶部加上 -*- coding:utf-8 -*- 这句话,因为Python3的默认字符为Unicode,而Python2的默认字符为ASCII。
在Python中不仅有单行的字符串,还有多行的字符串,多行字符串用 '''内容''' 标记,如下。
msg = ''' 这里是第一行 这里是第二行 这里是第三行 ''' print(msg)
输出结果:
注释
Python中的单行注释用 # 来注释,如下。
print('hello world') #这里即将输出hello world
多行注释用三个单引号来标记 '''内容''',如下。
''' 这里是第一行注释 这里是第二行注释 这里是第三行注释 '''
在Python中单引号和双引号没有区别,都不会转义其他字符。
五、输入
用户输入通常我们用input()函数,如下。
username = input('username:') password = input('password:') print(username,password)
我们输入vector和asd123
输出结果:
有了输入后,我们就可以控制格式化输出了。
第一种格式化输出方式
name = input('name:') age = input('age:') info = ''' ------------- Info -------------- Name:''' + name + ''' age:''' + age + ''' ------------- Over -------------- ''' print(info)
这里我们输入vector和18
输出结果:
第二种格式化输出方式
用 %s %d %f 等来控制格式,并在结尾一次传入参数,传参格式为 %(参数1,参数2,...)
%s代表字符串,%d代表正数,%f代表浮点数。
name = input('name:') age = int(input('age:')) info = ''' ------------- Info -------------- Name:%s age:%d ------------- Over -------------- '''%(name,age) print(info)
输出结果:
如果想将输出的内容变成红色,则用\033[31;1m%s\033[0m 如果想将输出的内容变成绿色,则用\033[32;1m%s\033[0m 格式:\033[显示方式;前景色;背景色m 说明: 前景色 背景色 颜色 --------------------------------------- 30 40 黑色 31 41 红色 32 42 绿色 33 43 黃色 34 44 蓝色 35 45 紫红色 36 46 青蓝色 37 47 白色 显示方式 意义 ------------------------- 0 终端默认设置 1 高亮显示 4 使用下划线 5 闪烁 7 反白显示 8 不可见 例子: \033[1;31;40m <!--1-高亮显示 31-前景色红色 40-背景色黑色--> \033[0m <!--采用终端默认设置,即取消颜色设置-->
下面演示一下输出结果带颜色的例子:
name = input('name:') age = int(input('age:')) info = ''' ------------- Info -------------- Name:\033[31;1m%s\033[0m #输出结果为红色 age:\033[32;1m%s\033[0m #输出结果为绿色 ------------- Over -------------- '''%(name,age) print(info)
输出结果:
第三种格式化输出方式
在字符串中插入形参(形参用大括号标记{形参}),最后在结尾给形参赋值。
name = input('name:') age = int(input('age:')) info = ''' ------------- Info -------------- Name:{_name} age:{_age} ------------- Over -------------- '''.format(_name=name,_age=age) print(info)
输出结果:
第四种格式化输出方式
形参用数字表示,在结尾直接按照顺序给形参赋值。
name = input('name:') age = int(input('age:')) info = ''' ------------- Info -------------- Name:{0} age:{1} ------------- Over -------------- '''.format(name,age) print(info)
输出结果:
输入变成密文
需要引入getpass模块。
import getpass password = getpass.getpass("password:")
print(password)
但是这个getpass()这个函数在pycharm中不好使,在其他工具中好使。
六、条件判断语句
格式:
if 条件1 and 条件2 or 条件3: pass # 注意这里一定要有缩进 elif 条件4 and 条件5: pass else: pass
例子:
_username = 'rev' _password = 'rev123' username = input('username:') password = input('password:') if _username == username and _password == password: print('Welcome user {name} login...'.format(name = username))# 注意这里一定要有缩进 elif _username == username and _password != password: print('password error!') else: print('login fail..')# 注意这里一定要有缩进
七、循环语句
循环语句之while
Python中的while还有else处理。
例子:
while True: print('this is loop...') break else: print('如果while循环条件不符合了,则执行这里的代码')
循环语句之for
格式1:
for i in range(10): print('loop ',i)
这里的range代表循环次数,i 从0来是循环
输出结果:
格式2:
for i in range(0,10,2): print('loop ',i)
range中的第一个参数代表从几开始,第二个参数代表到几结束(不包括10),第三个参数2代表隔一个执行一次
格式3:
for i in "fasdfasd": print('loop ',i)
Python中的for循环还可以循环字符串、列表、元组等。
输出结果:
八、模块讲解
模块之sys
print(sys.path) # 打印环境变量 print(sys.argv) # 打印当前脚本的路径,在pycharm中打印绝对路径,在命令行中打印相对路径(本来打印的就是相对路径) one = sys.argv[1] #用来在外部调用的时候传参, 1代表传入的第一个参数, two = sys.argv[2] #2代表传入的第二个参数, 这样外部调用的时候就可以传多个参数了
模块之os
print(os.system('dir')) # system函数就是命令行 cmd = os.system('dir') print(cmd) # 这里输出的是 0 因为,system是直接把输出到屏幕上,并不是返回,如果输出成功则返回0 cmd = os.popen('dir').read() #popen()方法返回的是该对象的地址,read()方法是将地址中的内容读出来 print(cmd) # 创建目录函数 os.mkdir('new_dir')
九、三元运算
//result = 值1 if 条件 else 值2 a,b,c = 1,3,5 d = a if a>b else c print(d) # d = c = 5 # 如果条件为真:result = 值1 # 如果条件为假:result = 值2
十、字符串和二进制的相互转化
msg = '我爱大延边日不落帝国' print(msg) # 字符串输出 print(msg.encode(encoding='utf-8')) # 将字符串转换成二进制 print(msg.encode(encoding='utf-8').decode(encoding='utf-8')) # 将二进制转换成字符串 # 如果encode和decode不写参数,默认就是utf-8