Python基础学习——概述、基本数据类型、流程控制

一、Python基础学习

  一、编程语言分类

 　　1、简介

• 机器语言：站在计算机的角度，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

　　2、优缺点

语言      优点                              缺点
机器语言  最底层，执行速度快                最复杂，开发效率最低
汇编语言  比较底层，执行速度较快             复杂，开发效率低
高级语言  编译型：
           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，导出可用      执行速度慢，依赖解释器才行
高级语言又分为：编译型和解释型
    编译型：执行速度快，调试麻烦
    解释型：执行速度慢，调试方便

　　3、比较三种语言

  学习难度从高到低
  执行效率从高到低
  开发效率从低到高

　　4、语言排行

　　最新排行见链接：https://www.tiobe.com/tiobe-index/

　　下面是18年与17年的排行对比表

　　

  二、Python介绍

　　1、目前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，ScrapyRequestBeautifuSoapurllib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有哪些种类

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。

　　3、Python的优缺点 

序号	优点	缺点
1	简单易懂，易于学习	运行速度慢，但是在大多数情况下已经完全满足了对程序速度的需求，除非写对速度要求极高的搜索引擎等
2	开发效率高	代码不能加密——Python是解释型语言，所以它的源码是以明文形式存在的
3	高级语言——无需考虑底层细节	线程不能利用多CPU问题
4	可移植性——Python几乎可以移植到任何操作系统上运行
5	可扩展性——若想的一段代码运行的更快或者希望某些算法不公开，你可以把你的部分程序用C或C++编写，然后在你的Python程序中使用它们。
6	可嵌入性——你可以把Python嵌入你的C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能

  三、Python解释器

　　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

目前市场已开发软件，大多数基于2.x版本，但2.x版本已经不做升级；所以3.x版本是未来应用的趋势，所以需要安装的这两个版本，学习中了解之间差异所在，并能灵活运用
windows多版本并存，设置环境变量；并更改引用标识

设置环境变量
Python程序和script
不同版本并存

  运行程序的方式：
一、交互性执行代码文件（调试方便，不能永久保存 ）
二、创建程序保存到文件中(调试不方便，可以永久保存)，和文件后缀名无关
　运行过程
1、打开Python程序，放到内存中
2、读取磁盘文件内容到内存中
3、执行文件内容

  四、变量

　　1、定义

变量即变化的量，核心是“变”与“量”，变即变化，量即衡量状态

　　2、为什么要有变量

程序执行的本质就是一系列状态的变化，变是程序执行的直接体现，所以需要一种机制能够 反应或者是保存下来程序执行状态和状态的变化。

　　3、如何定义变量

变量名 赋值 变量值

内存（空间）地址通过ID标识

删除内存空间（其他语言需要写代码进行删除操作，Python有自己内存管理机制，会自定删除）
##方法1：重新定义变量名
##方法2：删除变量的绑定关系 del age 

#while 设定变量，改变一次变量，所有的生效

 　　4、变量定义规范

1. 变量名只能是字母、数字或者下划线的任意组合
2. 变量名第一个字符不能是数字
3. 关键词不能声明变量名

['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']

　　注意：1、变量名不要为中文、拼音

　　　　　2、变量名过长

　　　　　3、变量名词不达意

　　5、定义方式

1. 驼峰法  例如：AgeOfEgon = 18
2. 下划线法（推荐使用） 例如：age_of_Egon =18

　　6、定义变量会有：id，type，value

1. 等号比较的是value
2. is比较的是id

　　强调：1、id相同，意味着type和value必定相同

　　　　　2、value相同，type肯定相同，但id不一定相同

　　

　　7、常量

　　常量是指不变的量：如π，在程序运行过程中不会变化的量

　　在Python中没有一个专门的语法代表常量，程序员约定俗称用变量名全部大写代表常量 例如：AGE_OF_DOG = 10

  五、用户与程序交互

　　1、python3与python2 的区别

　　https://www.cnblogs.com/qjx-2016/p/7991956.html

　　更详细：https://www.cnblogs.com/weikunzz/p/6857971.html

#在python3中
input：用户输入任何值，都存成字符串类型

#在python2中
input：用户输入什么类型，就存成什么类型
raw_input：等于python3的input

　　2、注释

1. 单行注释，用#；多行注释用''' '''
2. 注释可以用中文或者英文，但不要用中文

　　3、在Linux中文件头

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: ${DATE}

  六、基本数据类型

　　1、数字

　　　　1、int整型

　　　　定义：age=28 #age=int(28)的简写

　　　　用于标识：年龄，等级，个数等只能整数标识的东西

　　　　2、浮点型

　　　　定义：salary=10000.33，#salary=float(10000.33)

　　　　用于标识：工资、身高、体重等

　　2、字符串

　　在python中，加了引号就是字符串累心，python并没有字符类型

　　　　定义：name='wzs' #name=str('wzs')

　　　　用于标识：描述性的内容（单一属性），如国籍，姓名，性别等等

    单引号、双引号、多引号有什么区别
    一般情况使用单引号即可，但在所描述的内容有单引号时，外面需要用双引号
    msg = "I'm 20 years old!

　　　　多引号作用就是注释多行字符串

msg = '''
今天是2017年9月5日17:15:11
星期二
天气：晴
'''
print(msg)

　　　　字符串拼接：字符串只能进行相加和相乘运算（注意：字符串相加效率不高，而且只能是字符串相加，数据量小时，可以使用）

　　字符串1+字符串2，并不会在字符串1的基础上加字符串2，而是申请一个新的空间存放字符串1和字符串2，相当于字符串1和字符串2的空间被复制了一份

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
name = 'wzs'
age =  '26'
nationality = '中国'
print(name+age+nationality)
print(name*3)

　　3、列表

　　在[ ]内用逗号分隔，可以是n个任意类型的值

　　定义：students = ['xiaoming','alex','egon','Dave']

　　用于标识：存储多个值的情况，一个组内有多个值

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
hobbies = ['play','read','run','music']
print(type(hobbies))
print(hobbies[0])
print(hobbies[2])
print(hobbies[-2])

l = [1,'wzs',4,['a','b']]
print(l[3][1])

　　4、字典

　　在{ }内用逗号分隔，可以存放多个key:value的值，value可以是任意类型的值

　　定义：info = {'name':'wzs','age':28,'height':170}

　　用于标识：存储多个值的情况，每个值都是唯一一个对应的key，可以更高效的取值

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
info = {
    'name':'wzs',
    'hobbies':['run','read'],
    'company_info':{
        'name':'腾讯',
        'type':'互联网',
    }
}
print(info['company_info']['type']) #取出人员所在公司的类型

　　5、布尔值

　　逻辑判断——布尔值有两个：True和Flase

　　判断一个条件成立时，返回True标识；判断一个条件不满足时，返回Flase标识。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
a = 3
b = 10
print(a > b)
print(a < b)

if a > b:
    print('a is bigger than b')
else:
    print('a is smaller than b')

　　重点：

　　　　1、可变类型（mutable）：在id不变的情况下，value可以变，则称为可变类型，如列表、字典（可变类型不可hash）

　　　　2、不可变类型（unmutable）：value一旦改变，id也改变，则称为不可变类型（id变，意味着创建了新的内存空间），例如：数字，字符串，元组

  七、格式化输出

　　要求用户输入信息，然后打印成固定的格式

　　占位符：%s  %d数字

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/3

name = input("Name:")
age = input("Age:")
sex = input("Sex:")
job = input("Job:")

info1 = '''
----------------info of {0}---------------------
Name  :{0}
Age   :{1}
Sex   :{2}
Job   :{3}
-----------------end----------------------------
'''.format(name,name,age,sex,job)

# print(info1)
info2 = '''
----------------info of %s---------------------
Name  :%s
Age   :%s
Sex   :%s
Job   :%s
-----------------end----------------------------
'''%(name,name,age,sex,job)
print(info2)

 

  八、基本运算符

  计算机可以进行的运算有很多种，可不只加减乘除这么简单，运算按种类可分为算数运算、比较运算、逻辑运算、赋值运算、成员运算、身份运算、位运算，今天我们暂只学习算数运算、比较运算、逻辑运算、赋值运算

　　1、算术运算

　　

　　2、比较运算

　　

　　3、赋值运算

　　

 　　4、逻辑运算

　　

　　5、身份运算

　　

   九、流程控制：if..else条件语句

 　　特点：没有代码块标志符，python的代码特点是以缩进为标志

　　1、单条件判断

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/3

age = input('>>:')
age=int(age)
if age >= 18:
    print('Please come in!')
else:
    print('Do Not Enter!!!')

　　2、多条件判断

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/3

age = input('age>>:')
age=int(age)
sex = input('sex>>:')
card = input('card>>:')
if age >= 18 and sex == 'male' and card == '有':
    print('Please come in!')
else:
    print('Do Not Enter!!!')

　　3、多层if条件（if嵌套）

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/3

age = input('age>>:')
age=int(age)
sex = input('sex>>:')
card = bool(input('card>>:'))
success = False
# success = True
if age >= 18 and sex == 'male' and card == True:
    if success:
        print('Please come in!')
    else:
        print('Please leave here!')
else:
    print('Do Not Enter!!!')

　　4、if 多分支

　　if ..elif ..elif..else #可以查看三次分数的等级

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/5

count = 0
while count < 3:
    score = int(input("your score>>:"))
    count += 1
    if score >= 90:
        print('优秀')
    elif score >= 80:
        print('良好')
    elif score >= 70:
        print('及格')
    else:
        print('太差了')

  十、流程控制：while循环

while 条件：
    循环体
    如果条件为真，那么循环体则执行，执行完毕后再次循环，重新判断条件。。。
    如果条件为假，那么循环体不执行,循环终止

　　1、break 跳出本层循环

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/5
count = 0
while True:
    if count > 100:
        break
    print(count)
    count +=1

　　2、continue跳出本次循环

　　从0到10，跳过7

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/5
count = 0
while count <= 10:
    if count == 7: 
        count +=1 ##注意这个是必须的
        continue
    print(count)
    count +=1

count = 0
while count <= 10:
    # if count == 7:
    #     break
    print(count)
    count +=1
else:
    print('while正常结束了，没有被break打断，才会执行这里的代码')

　　3、死循环

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/5
import time
num = 0
while True:
    print('count',num)
    time.sleep(1)
    num+=1

　　4、嵌套循环

　　范例

　　tag=True 

　　while tag:

　　　　......

　　　　while tag:

　　　　　　........

　　　　　　while tag:

　　　　　　　　tag=False

　　5、练习

    1 循环验证用户输入的用户名与密码
    2 认证通过后，运行用户重复执行命令
    3 当用户输入命令为quit时，则退出整个程序 

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/5

name = 'wzs'
password = 'wzs123'

while True:
    Name = input('用户名：')
    Pwd = input('密码：')
    if Name == name and Pwd == password:
        cmd = input('命令>>:')
        if not cmd:continue
        if cmd == 'quit':
            break
        print('run <%s>' %cmd)
    else:
        print('用户名或密码错误')
        continue
    break

　　使用tag的

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __author__ = "wzs"
# Date: 2017/9/5

name = 'wzs'
password = 'wzs123'
tag = True
while tag:
    Name = input('用户名：')
    Pwd = input('密码：')
    if Name == name and Pwd == password:
        while tag:
            cmd = input('命令>>:')
            if not cmd:continue
            if cmd == 'quit':
                break
            print('run <%s>' %cmd)
    else:
        print('用户名或密码错误')
        continue
    break

  十一、流程控制：for循环

　　1、迭代式循环

for i in range(10):
    print(i)

　　2、九九乘法表

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
for i in  range(1,10):
    for j in range(1,i+1):
        print('%d * %d = %d'%(i,j,i*j),end='	')
    print('')