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  • python学习【一】基础入门

    Python前世今生

    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。  

    python的种类

    Cpython

      python的官方版,使用C语言实现,使用最为广泛,Cpython实现会将python源文件(.py)转换为python字节码(.pyc)然后运行在python虚拟机上

    Jpython

      python的java实现,Jpython会动态将python代码动态编译为java字节码,然后运行在JVM虚拟机

    Ironpython

      python的C#实现,Jronpython将python源码动态便以为C#字节码,然后再CLR上运行。(与Jpython类似)

    Pypy

      python实现的python,将python的字节码编译成机器码

    其他的还有 RubyPython,Brython

    除pypy外,其他的python执行流程如下:

    pypy对python字节码进一步处理,运行速度上大幅提升

    安装Python

     1、下载安装包
         https://www.python.org/downloads/
     2、安装
         默认安装路径:C:python27
     3、配置环境变量
         【右键计算机】--》【属性】--》【高级系统设置】--》【高级】--》【环境变量】--》【在第二个内容框中找到 变量名为Path 的一行,双击】 --> 【Python安装目录追加到变值值中,用 ; 分割】
        如:原来的值;C:python27,切记前面有分号

    Linux

    linux自带环境,无需安装

    ubuntu自带python2.7,若使用3.0可安装3.x版本

    apt-get install python3

    更新python

     
    查看默认Python版本
    python -V
     
    1、安装gcc,用于编译Python源码
        yum install gcc
    2、下载源码包,https://www.python.org/ftp/python/
    3、解压并进入源码文件
    4、编译安装
        ./configure
        make all
        make install
    5、查看版本
        /usr/local/bin/python2.7 -V
    6、修改默认Python版本
        mv /usr/bin/python /usr/bin/python2.6
        ln -s /usr/local/bin/python2.7 /usr/bin/python
    7、防止yum执行异常,修改yum使用的Python版本
        vi /usr/bin/yum
        将头部 #!/usr/bin/python 修改为 #!/usr/bin/python2.6

    Python 入门

    一.第一句python代码

    在~/dev/ 目录下创建hello.py文件, 内容如下

    #!/usr/bin/env python3
    print('hello world')

    执行hello.py 文件即: pyhton3 ~/dev/hello.py

    python 内部执行过程如下:

    #!/usr/bin/env python3 是明确告诉脚本用什么程序执行以下内容,如此以来,我们只需要给hello.py加入可执行权限就可以 直接通过 ~/dev/hello.py运行代码了

    print(‘hello world’)   打印 “hello world”

      注:在3.x中 打印只能用print() print “” 已弃用

    二、字符串编码

    python解释器在加载 .py 文件中的代码时,会对内容进行编码(默认ascill)

    ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,主要用于显示现代英语和其他西欧语言,其最多只能用 8 位来表示(一个字节),即:2**8 = 256,所以,ASCII码最多只能表示 256 个符号。

    很显然ASCII码无法将世界上的各种文字和字符全部表示,所以就需要一种可以表示所有字符的的编码,即:Unicode

    Unicode(统一码,万国码,单一码)是一种在计算机上使用的字符编码。Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的,它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码,规定虽有的字符和符号最少由 16 位来表示(2个字节),即:2 **16 = 65536,
    注:此处说的的是最少2个字节,可能更多

    本着节约的精神,UTF-8编码就诞生了,UTF-8是对Unicode编码的压缩和优化,他不再使用最少使用2个字节,而是将所有的字符和符号进行分类:ascii码中的内容用1个字节保存、欧洲的字符用2个字节保存,东亚的字符用3个字节保存,只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节,如果要传输的文本包含大量英文字符,用UTF-8编码就能节省空间...

    在计算机内存中,统一使用Unicode编码,当需要保存到硬盘或者需要传输的时候,就转换为UTF-8编码。

    用记事本编辑的时候,从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里,编辑完成后,保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件:

    rw-file-utf-8

    浏览网页的时候,服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器:

    web-utf-8

    所以很多网页的源码上会有类似<meta charset="UTF-8" />的信息,表示该网页正是用的UTF-8编码。python的字符串编码对于单个字符的编码,Python提供了ord()函数获取字符的整数表示,chr()函数把编码转换为对应的字符:>>> ord('A') 65 >>> ord('中') 20013 >>> chr(66)

    'B'

    >>> chr(25991) '文'

    如果知道字符的整数编码,还可以用十六进制这么写:
    >>>str('u4e2du6587')
    '中文'
    这两种写法完全是等价的。

    由于Python的字符串类型是str,在内存中以Unicode表示,一个字符对应若干个字节。如果要在网络上传输或是
    保存到磁盘上,就需要把str变为以字节为单位的 bytes。

    Python对 bytes 类型的数据用带b的前缀的单引号或双引号表示:
    x = b'ABC'
    要注意区分'ABC'和b'ABC',前者是str,后者虽然内容显示得和前者一样,但bytes的每个字符只占用一个字节
    以Unicode表示的str通过encode()方法可以编码为指定的bytes,例如:
    >>>'ABC'.encode('ascii')
    b'ABC'
    >>> 'ABC'.encode('utf-8')
    b'ABC'
    >>> '中文'.encode('utf-8')
    b'xe4xb8xadxe6x96x87'
    >>> '中文'.encode('ascii')
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)

    纯英文的str可以用ASCII编码为bytes,内容是一样的,含有中文的str可以用UTF-8编码为bytes。含有中文的str无法用ASCII编码,因为中文编码的范围超过了ASCII编码的范围,Python会报错。

    bytes中,无法显示为ASCII字符的字节,用x##显示。

    反过来,如果我们从网络或磁盘上读取了字节流,那么读到的数据就是bytes。要把bytes变为str,就需要用decode()方法:

    >>> b'ABC'.decode('ascii')
    'ABC'
    >>> b'xe4xb8xadxe6x96x87'.decode('utf-8')
    '中文'

    len()函数计算的是str的字符数,如果换成bytes,len()函数就计算字节数:

    >>> len('ABC')
    3
    >>> len(b'ABC')
    3

    >>> len(b'xe4xb8xadxe6x96x87')
    6
    >>> len('中文'.encode('utf-8'))
    6
    可见,一个中文字符经过UTF-8编码后站3个字节,而一个英文字符只占一个字节。

    在操作字符串是,我们经常遇到strbytes的互相转换。为了避免乱码问题,应当始终坚持使用UTF-8编码对strbytes进行转换。

    由于Python源代码也是一个文本文件,所以,当你的源代码中包含中文的时候,在保存源代码时,就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时,为了让它按UTF-8编码读取,我们通常在文件开头写上这两行:

    #!/usr/bin/env python3
    # -*- coding: utf-8 -*-
    

    第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统,这是一个Python可执行程序,Windows系统会忽略这个注释;

    第二行注释是为了告诉Python解释器,按照UTF-8编码读取源代码,否则,你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

    申明了UTF-8编码并不意味着你的.py文件就是UTF-8编码的,必须并且要确保文本编辑器正在使用UTF-8 without BOM编码:

    set-encoding-in-notepad++

    我们已经讲过了,字符串也是一种数据类型,但是,字符串比较特殊的是还有一个编码问题。

    因为计算机只能处理数字,如果要处理文本,就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特(bit)作为一个字节(byte),所以,一个字节能表示的最大的整数就是255(二进制11111111=十进制255),如果要表示更大的整数,就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是65535,4个字节可以表示的最大整数是4294967295

    由于计算机是美国人发明的,因此,最早只有127个字母被编码到计算机里,也就是大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母A的编码是65,小写字母z的编码是122

    但是要处理中文显然一个字节是不够的,至少需要两个字节,而且还不能和ASCII编码冲突,所以,中国制定了GB2312编码,用来把中文编进去。

    你可以想得到的是,全世界有上百种语言,日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里,各国有各国的标准,就会不可避免地出现冲突,结果就是,在多语言混合的文本中,显示出来会有乱码。

    char-encoding-problem

    因此,Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里,这样就不会再有乱码问题了。

    Unicode标准也在不断发展,但最常用的是用两个字节表示一个字符(如果要用到非常偏僻的字符,就需要4个字节)。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode。

    现在,捋一捋ASCII编码和Unicode编码的区别:ASCII编码是1个字节,而Unicode编码通常是2个字节。

    字母A用ASCII编码是十进制的65,二进制的01000001

    字符0用ASCII编码是十进制的48,二进制的00110000,注意字符'0'和整数0是不同的;

    汉字已经超出了ASCII编码的范围,用Unicode编码是十进制的20013,二进制的01001110 00101101

    你可以猜测,如果把ASCII编码的A用Unicode编码,只需要在前面补0就可以,因此,A的Unicode编码是00000000 01000001

    新的问题又出现了:如果统一成Unicode编码,乱码问题从此消失了。但是,如果你写的文本基本上全部是英文的话,用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间,在存储和传输上就十分不划算。

    所以,本着节约的精神,又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节,常用的英文字母被编码成1个字节,汉字通常是3个字节,只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符,用UTF-8编码就能节省空间:

    字符ASCIIUnicodeUTF-8
    A 01000001 00000000 01000001 01000001
    x 01001110 00101101 11100100 10111000 10101101

    从上面的表格还可以发现,UTF-8编码有一个额外的好处,就是ASCII编码实际上可以被看成是UTF-8编码的一部分,所以,大量只支持ASCII编码的历史遗留软件可以在UTF-8编码下继续工作。

    搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系,我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式:

    在计算机内存中,统一使用Unicode编码,当需要保存到硬盘或者需要传输的时候,就转换为UTF-8编码。

    用记事本编辑的时候,从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里,编辑完成后,保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件:

    rw-file-utf-8

    浏览网页的时候,服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器:

    web-utf-8

    所以你看到很多网页的源码上会有类似<meta charset="UTF-8" />的信息,表示该网页正是用的UTF-8编码。

    Python的字符串

    搞清楚了令人头疼的字符编码问题后,我们再来研究Python的字符串。

    在最新的Python 3版本中,字符串是以Unicode编码的,也就是说,Python的字符串支持多语言,例如:

    >>> print('包含中文的str')
    包含中文的str
    

    对于单个字符的编码,Python提供了ord()函数获取字符的整数表示,chr()函数把编码转换为对应的字符:

    >>> ord('A')
    65
    >>> ord('中')
    20013
    >>> chr(66)
    'B'
    >>> chr(25991)
    '文'
    

    如果知道字符的整数编码,还可以用十六进制这么写str

    >>> 'u4e2du6587'
    '中文'
    

    两种写法完全是等价的。

    由于Python的字符串类型是str,在内存中以Unicode表示,一个字符对应若干个字节。如果要在网络上传输,或者保存到磁盘上,就需要把str变为以字节为单位的bytes

    Python对bytes类型的数据用带b前缀的单引号或双引号表示:

    x = b'ABC'
    

    要注意区分'ABC'b'ABC',前者是str,后者虽然内容显示得和前者一样,但bytes的每个字符都只占用一个字节。

    以Unicode表示的str通过encode()方法可以编码为指定的bytes,例如:

    >>> 'ABC'.encode('ascii')
    b'ABC'
    >>> '中文'.encode('utf-8')
    b'xe4xb8xadxe6x96x87'
    >>> '中文'.encode('ascii')
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)
    

    纯英文的str可以用ASCII编码为bytes,内容是一样的,含有中文的str可以用UTF-8编码为bytes。含有中文的str无法用ASCII编码,因为中文编码的范围超过了ASCII编码的范围,Python会报错。

    bytes中,无法显示为ASCII字符的字节,用x##显示。

    反过来,如果我们从网络或磁盘上读取了字节流,那么读到的数据就是bytes。要把bytes变为str,就需要用decode()方法:

    >>> b'ABC'.decode('ascii')
    'ABC'
    >>> b'xe4xb8xadxe6x96x87'.decode('utf-8')
    '中文'
    

    要计算str包含多少个字符,可以用len()函数:

    >>> len('ABC')
    3
    >>> len('中文')
    2
    

    len()函数计算的是str的字符数,如果换成byteslen()函数就计算字节数:

    >>> len(b'ABC')
    3
    >>> len(b'xe4xb8xadxe6x96x87')
    6
    >>> len('中文'.encode('utf-8'))
    6
    

    可见,1个中文字符经过UTF-8编码后通常会占用3个字节,而1个英文字符只占用1个字节。

    在操作字符串时,我们经常遇到strbytes的互相转换。为了避免乱码问题,应当始终坚持使用UTF-8编码对strbytes进行转换。

    由于Python源代码也是一个文本文件,所以,当你的源代码中包含中文的时候,在保存源代码时,就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时,为了让它按UTF-8编码读取,我们通常在文件开头写上这两行:

    #!/usr/bin/env python3
    # -*- coding: utf-8 -*-
    

    第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统,这是一个Python可执行程序,Windows系统会忽略这个注释;

    第二行注释是为了告诉Python解释器,按照UTF-8编码读取源代码,否则,你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

    申明了UTF-8编码并不意味着你的.py文件就是UTF-8编码的,必须并且要确保文本编辑器正在使用UTF-8 without BOM编码:

    set-encoding-in-notepad++

    如果.py文件本身使用UTF-8编码,并且也申明了# -*- coding: utf-8 -*-,打开命令提示符测试就可以正常显示中文:

    py-chinese-test-in-cmd

    格式化

    最后一个常见的问题是如何输出格式化的字符串。我们经常会输出类似'亲爱的xxx你好!你xx月的话费是xx,余额是xx'之类的字符串,而xxx的内容都是根据变量变化的,所以,需要一种简便的格式化字符串的方式。

    py-str-format

    在Python中,采用的格式化方式和C语言是一致的,用%实现,举例如下:

    >>> 'Hello, %s' % 'world'
    'Hello, world'
    >>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)
    'Hi, Michael, you have $1000000.'
    

    你可能猜到了,%运算符就是用来格式化字符串的。在字符串内部,%s表示用字符串替换,%d表示用整数替换,有几个%?占位符,后面就跟几个变量或者值,顺序要对应好。如果只有一个%?,括号可以省略。

    常见的占位符有:

    %d 整数
    %f 浮点数
    %s 字符串
    %x 十六进制整数

    其中,格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数:

    >>> '%2d-%02d' % (3, 1)
    ' 3-01'
    >>> '%.2f' % 3.1415926
    '3.14'
    

    如果你不太确定应该用什么,%s永远起作用,它会把任何数据类型转换为字符串:

    >>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True)
    'Age: 25. Gender: True'
    

    有些时候,字符串里面的%是一个普通字符怎么办?这个时候就需要转义,用%%来表示一个%

    >>> 'growth rate: %d %%' % 7
    'growth rate: 7 %'
    

    四、注释

      当行注视:# 被注释内容

      多行注释:""" 被注释内容 """

    五、执行脚本传入参数

    Python有大量的模块,从而使得开发Python程序非常简洁。类库有包括三中:

    • Python内部提供的模块
    • 业内开源的模块
    • 程序员自己开发的模块

    Python内部提供一个 sys 的模块,其中的 sys.argv 用来捕获执行执行python脚本时传入的参数

    #!/usr/bin/env python
    #-*- coding:utf-8 -*-
    import sys
    print sys.argv

    六、 pyc 文件

    执行Python代码时,如果导入了其他的.py文件,那么执行过程中会自动生成.pyc文件,在2.x的python中pyc与.py在同级目录,python3X中略有变动,将.pyc放置在源文件所在目录的_pycache_目录。该文件就是python编译器编译之后产生的字节码。

    ps:代码经过编译可以产生字节码;字节码通过反编译也可以得到代码。

    七、变量

    1、声明变量

    #!/usr/bin/env python
    #-*- coding:utf-8 -*-
    
    a = 1

    上述代码即声明了一个名为a的变量,变量的值为1

    变量的的作用: 别名或昵称,其指向内存某个地址保存的内容

    变量定义规则:

      a.变量只能是字母、数字、下划线的任意组合,且第一个字符不能为数字

      b.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']

    八、输入

    #!/usr/bin/env python
    #-*- coding:utf-8 -*-
    import getpass
    usr = input('please input username:') #在python 2.x中要使用raw_input()
    pwd = getpass.getpass('please input password:') #用getpass.getpass方法在输入密码时隐藏密码
    print('username:%s
    password:%s'%(usr, pwd))

    九、流程控制和缩进

    windows:

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    1、下载安装包
        https://www.python.org/downloads/
    2、安装
        默认安装路径:C:python27
    3、配置环境变量
        【右键计算机】--》【属性】--》【高级系统设置】--》【高级】--》【环境变量】--》【在第二个内容框中找到 变量名为Path 的一行,双击】 --> 【Python安装目录追加到变值值中,用 ; 分割】
        如:原来的值;C:python27,切记前面有分号
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    URL
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