Python基础

Python的介绍

1、Python的出生

 在1989年的圣诞节，一门神奇的语言诞生了——Python，Python的创始人吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）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。  

2017年7月的TIOBE排行榜，Python已经占据第四的位置， Python崇尚优美、清晰、简单，是一个优秀并广泛使用的语言。

由上图可见，Python整体呈上升趋势，反映出Python应用越来越广泛并且也逐渐得到业内的认可！！！

Python可以应用于众多领域，如：数据分析、组件集成、网络服务、图像处理、数值计算和科学计算等众多领域。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。

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发展史

• 1989年，为了打发圣诞节假期，Guido开始写Python语言的编译器。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，功能全面，易学易用，可拓展的语言。
• 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
• 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 - December 16,2016

2、Python的解释器

CPython

CPython(Classic Python)。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。

CPython是使用最广的Python解释器。文章所有代码也都在CPython下执行。

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（使用Python语言写的Python）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，Jython可以直接调用Java的各种函数库。

IronPython

IronPython和Jython类似，只不过IronPython能够直接调用.net平台的各种函数库。可以将Python程序编译成.net程序

小结：

　　Python的解释器很多，但使用最广泛的还是CPython。如果要和Java或.Net平台交互，最好的办法不是用Jython或IronPython，而是通过网络调用来交互，确保各程序之间的独立性。

3.Python的优缺点

优点

1）、清晰、简单、易学，上手速度快。

2）、开发速度快：Python有非常强大的第三方库，基本上你想通过计算机实现任何功能，Python官方库里都有相应的模块进行支持，直接下载调用后，在基础库的基础上再进行开发。

3）、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）。

4）、可扩展性：如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以部分程序用C或C++编写，然后在Python程序中使用它们。

5）、可嵌入性：可以把Python嵌入C/C++程序，从而向程序用户提供脚本功能。

缺点

1）、运行速度慢：Python 的运行速度相比C语言和JAVA确实慢很多。

4.常量

常量即指不变的量，如pai 3.141592653..., 或在程序运行过程中不会改变的量

举例，身份证号就被当做常量。

#-*- coding: utf-8 -*-
#常量：没有常量，但约定俗成全部大写的就被当做常量
ID = 110101199001011726    #身份证号
New_Year = '1月1日'         #新年　

在c语言中有专门的常量定义语法，const int count = 60;一旦定义为常量，更改即会报错

5.变量

变量是什么？  变量：把程序运行的中间结果临时的存在内存里，以便后续的代码调用。

1）、声明变量

以下代码就声明了几个变量，例如：变量名为name，变量name的值为“小明”。

#声明变量
name = '小明'
age = '18'
sex = '男'

2）、变量定义的规则：

• 变量名只能是 字母、数字或下划线的任意组合
• 变量名的第一个字符不能是数字
• 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']
• 变量的定义要具有可描述性

3）、变量的赋值

请看以下变量的赋值：

#变量的赋值
name1 = '小明'    #此时，name1是小明
name2 = '小花'    #此时，name2是小花
name2 = name1    #此时，name1是小明，name2也是小明　　

此时name1和name2的值都是小明，变量的赋值具有覆盖性，只以最新的一次赋值为准。

4）定义变量不好的方式举例

• 变量名为中文、拼音
• 变量名过长
• 变量名词不达意

5）变量的定义方式

#驼峰体
NumberOfStudent = 35

#下划线
number_of_student = 35

哪种方式用起来方便就用哪种。

6.数据类型

1）整数类型（int）

int（整型）

在32位机器上，整数的位数为32位，取值范围为-2**31～2**31-1，即-2147483648～2147483647

在64位系统上，整数的位数为64位，取值范围为-2**63～2**63-1，即-9223372036854775808～9223372036854775807

long（长整型）

跟C语言不同，Python的长整数没有指定位宽，即：Python没有限制长整数数值的大小，但实际上由于机器内存有限，我们使用的长整数数值不可能无限大。

注意，自从Python2.2起，如果整数发生溢出，Python会自动将整数数据转换为长整数，所以如今在长整数数据后面不加字母L也不会导致严重后果了。

2）字符串类型（str）

在Python中,加了引号的字符都被认为是字符串！

那单引号、双引号、多引号有什么区别呢？ 让我大声告诉你，单双引号木有任何区别，只有下面这种情况 你需要考虑单双的配合

msg = "My name is xiaoming , I'm 22 years old!"

多引号什么作用呢？作用就是多行字符串必须用多引号

msg = '''
今天我想写首小诗，
歌颂我的同桌，
你看他那乌黑的短发，
好像一只炸毛鸡。
'''
print(msg)

3）字符串拼接

数字可以进行加减乘除等运算，字符串呢？让我大声告诉你，也能？what ?是的，但只能进行"相加"和"相乘"运算。

#字符串拼接
name = input('请输入名字：')
age = input('请输入年龄：')
sex = input('请输入性别：')
print('我叫'+name,'今年'+age,'我是'+sex,'的')  #字符串拼接

4）布尔值（True，False）

布尔类型很简单，就两个值 ，一个True(真)，一个False(假), 主要用记逻辑判断

7.用户交互input

请看用户交互的示例

#用户交互input
name = input('请输入名字：')
age = input('请输入年龄：')
sex = input('请输入性别：')
print('我叫'+name,'今年'+age,'我是'+sex,'的')

8.if判断语句

if判断语句可以分为单分支，双分支和多分支三种。

单分支语句

if 条件:
    满足条件后要执行的代码　　

下面请看具体例子：

#单分支语句
if 8 > 7:
    print('right')

双分支语句

if 条件:
    满足条件执行代码
else:
    if条件不满足就走这段

下面请看具体例子：

#双分支语句
if 8 > 7:
    print('right')
else：
    print('wrong')

多分支语句

if 条件:
    满足条件执行代码
elif 条件:
    上面的条件不满足就走这个
elif 条件:
    上面的条件不满足就走这个
elif 条件:
    上面的条件不满足就走这个    
else:
    上面所有的条件不满足就走这段

　下面请看具体例子：

#多分支语句
number = 10
student = int(input('请输入学生数量'))
if student < numebr:
    print('太少了')
elif student > number:
    print('太多了')
else：
    print('猜对了')

缩进

这里必须要插入这个缩进的知识点

你会发现，上面的if代码里，每个条件的下一行都缩进了4个空格，这是为什么呢？这就是Python的一大特色，强制缩进，目的是为了让程序知道，每段代码依赖哪个条件，如果

不通过缩进来区分，程序怎么会知道，当你的条件成立后，去执行哪些代码呢？

Python的缩进有以下几个原则:

• 顶级代码必须顶行写，即如果一行代码本身不依赖于任何条件，那它必须不能进行任何缩进
• 同一级别的代码，缩进必须一致
• 官方建议缩进用4个空格，当然你也可以用2个，如果你想被人笑话的话。

9.while循环语句

基本循环：

#基本循环语句
while 条件:

	#循环体
	
	#如果条件为真，那么循环体执行。
	#如果循环体为假，那么循环体不执行。

循环中止语句 

如果在循环的过程中，因为某些原因，你不想继续循环了，怎么把它中止掉呢？这就用到break 或 continue 语句

• break用于完全结束一个循环，跳出循环体执行循环后面的语句
• continue和break有点类似，区别在于continue只是终止本次循环，接着还执行后面的循环，break则完全终止循环

　break使用举例：

#break使用举例
number = 0
while number < 8:
    print(number)
    if number == 5:
        break
    number = number + 1
print('小明')

输出结果为：

1
2
3
4
5
小明

continue使用举例：

#continue使用举例
number = 0
while number < 8:
    number = number + 1
    if number > 5:
        continue
    print(number)
print('小明')

输出结果为：

1
2
3
4
5
小明