【Python学习之路】——Day1

1、Python介绍：

①、Python是什么

• Python是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言，由吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）于1989年发明，第一个公开发行版发行于1991年。
• Python是纯粹的自由软件， 源代码和解释器CPython遵循 GPL(GNU General Public License)协议  。
• Python语法简洁清晰，特色之一是强制用空白符(white space)作为语句缩进。
• Python具有丰富和强大的库。它常被昵称为胶水语言，能够把用其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++）很轻松地联结在一起。常见的一种应用情形是，使用Python快速生成程序的原型（有时甚至是程序的最终界面），然后对其中有特别要求的部分，用更合适的语言改写，比如3D游戏中的图形渲染模块，性能要求特别高，就可以用C/C++重写，而后封装为Python可以调用的扩展类库。需要注意的是在您使用扩展类库时可能需要考虑平台问题，某些可能不提供跨平台的实现。

②、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 

③、Python的优点：

• 易于学习：Python有相对较少的关键字，结构简单，和一个明确定义的语法，学习起来更加简单。

• 易于阅读：Python代码定义的更清晰。

• 易于维护：Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。

• 拥有广泛的标准库：Python的最大的优势之一是丰富的库，跨平台的，在UNIX，Windows和Macintosh兼容很好。

• 互动模式：互动模式的支持，您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言，互动的测试和调试代码片断。

• 可移植：基于其开放源代码的特性，Python已经被移植（也就是使其工作）到许多平台。

• 可扩展：如果你需要一段运行很快的关键代码，或者是想要编写一些不愿开放的算法，你可以使用C或C++完成那部分程序，然后从你的Python程序中调用。

• 数据库：Python提供所有主要的商业数据库的接口。

• GUI编程：Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。

• 可嵌入: 你可以将Python嵌入到C/C++程序，让你的程序的用户获得"脚本化"的能力。

④、Python的缺点：

• 速度慢：Python 的运行速度相比C语言确实慢很多，跟JAVA相比也要慢一些.
• 代码无法加密：因为PYTHON是解释性语言，它的源码都是以名文形式存放的
• 线程不能利用多CPU：是Python被人诟病最多的一个缺点，GIL即全局解释器锁（Global Interpreter Lock），是计算机程序设计解释器用于同步线程的工具，使得任何时刻仅有一个线程在执行，Python的线程是操作系统的原生线程。在Linux上为pthread，在Windows上为Win thread，完全由操作系统调度线程的执行。一个python解释器进程内有一条主线程，以及多条用户程序的执行线程。即使在多核CPU平台上，由于GIL的存在，所以禁止多线程的并行执行。

⑤、编译和解释的区别是什么？

• 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; 
• 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)

2、Python安装：

学习Python首先当然是安装上，如下提供windows、Linux、Mac的安装方法（全部都是Python3.x，以下实践都是在Python3.x上进行）

 

①、Windows

1.下载安装包 Python3.5 for windows 
2.安装 默认安装路径：C:\python3.5.2 
3.配置环境变量(原来的值;C:\python27，切记前面有分号) 
右键计算机-->属性-->高级系统设置-->环境变量-->找到变量名为Path的一行双击-->Python安装目录追加到变量值中。用分号;分割 
4.Windows更新Python，卸载重装即可

②、Linux

1.安装gcc，用于编译Python源码 yum install gcc 
2.下载源码包 
Python发行版 #选择版本下载 
Python3.5版本 #安装Python3.5 
3.解压并进入源码文件 cd python3.5.2 
4.编译安装

./configure
make all
make install

5.查看版本

/usr/local/bin/python3.5 -V
Python 3.5.2

6.修改默认Python版本

mv /usr/bin/python /usr/bin/python2.6
ln -s /usr/local/bin/python3.5 /usr/bin/python

7.防止yum执行异常，修改yum使用的Python版本

vi /usr/bin/yum
#!/usr/bin/python  更改为 #!/usr/bin/python2.6

③、MAC

1.下载以下软件,直接双击运行即可安装 
Mac OS X 10.5以上点击下载 
Mac OS X 10.6以上点击下载

2.执行Python3命令即可查询

[root@localhost ~] python3
Python 3.5.2 (v3.5.2:4def2a2901a5, Jun 26 2016, 10:47:25)
[GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5666) (dot 3)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

3、Python —— Hello World程序

python的Hello world 2.x可以带括号不用带括号，而3.x 输出时必须要带括号的！

在linux下创建个hello.py，并输入

print("Hello World!") #3.x
print "Hello World!"  #2.x
print("Hello World!") #2.x

执行命令： python hello.py

上一步中执行 python hello.py 时，明确的指出 hello.py 脚本由 python 解释器来执行。

如果想要类似于执行shell脚本一样执行python脚本，例： ./hello.py ，那么就需要在 hello.py 文件的头部指定解释器，如下：

#!/usr/bin/env python
print ("hello,world")

如此一来，执行： ./hello.py 即可。

ps：执行前需给予 hello.py 执行权限，chmod 755 hello.py

在交互器执行

除了把程序写在文件里，还可以直接调用python自带的交互器运行代码

[root@localhost ~]# python
Python 3.5.2 (default, Jun 17 2014, 18:11:42)
[GCC 4.8.2 20140120 (Red Hat 4.8.2-16)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print ("hello word")
hello word

4、Python的变量和字符编码

声明变量

#_*_coding:utf-8_*_
 
name = "Alex Li"

上述代码声明了一个变量，变量名为： name，变量name的值为："Alex Li"　

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']

变量的赋值

name = "Alex Li"

name2 = name
print(name,name2)

name = "Jack"

print("What is the value of name2 now?")

字符编码

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 = 256-1，所以，ASCII码最多只能表示 255 个符号。

 

关于中文

为了处理汉字，程序员设计了用于简体中文的GB2312和用于繁体中文的big5。

GB2312(1980年)一共收录了7445个字符，包括6763个汉字和682个其它符号。汉字区的内码范围高字节从B0-F7，低字节从A1-FE，占用的码位是72*94=6768。其中有5个空位是D7FA-D7FE。

GB2312 支持的汉字太少。1995年的汉字扩展规范GBK1.0收录了21886个符号，它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括21003个字符。2000年的 GB18030是取代GBK1.0的正式国家标准。该标准收录了27484个汉字，同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字。现在的PC平台必须支持GB18030，对嵌入式产品暂不作要求。所以手机、MP3一般只支持GB2312。

从ASCII、GB2312、GBK 到GB18030，这些编码方法是向下兼容的，即同一个字符在这些方案中总是有相同的编码，后面的标准支持更多的字符。在这些编码中，英文和中文可以统一地处理。区分中文编码的方法是高字节的最高位不为0。按照程序员的称呼，GB2312、GBK到GB18030都属于双字节字符集 (DBCS)。

有的中文Windows的缺省内码还是GBK，可以通过GB18030升级包升级到GB18030。不过GB18030相对GBK增加的字符，普通人是很难用到的，通常我们还是用GBK指代中文Windows内码。

显然ASCII码无法将世界上的各种文字和符号全部表示，所以，就需要新出一种可以代表所有字符和符号的编码，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

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...

所以，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），如果是如下代码的话：

报错：ascii码无法表示中文

#!/usr/bin/env python
  
print "你好，世界"

改正：应该显示的告诉python解释器，用什么编码来执行源代码，即：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
print "你好，世界"

5、注释：

单行注释：
　　# 被注释内容

多行注释：
　　'''被注释的内容'''

6、用户输入

#!/usr/bin/env python
#_*_coding:utf-8_*_
 
 
#name = raw_input("What is your name?") #only on python 2.x
name = input("What is your name?")
print("Hello " + name )

输入密码时，如果想要不可见，需要利用getpass 模块中的 getpass方法，即：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
import getpass
  
# 将用户输入的内容赋值给 name 变量
pwd = getpass.getpass("请输入密码：")
  
# 打印输入的内容
print(pwd)

7、表达式if……else

场景一、用户登陆验证

# 提示输入用户名和密码
  
# 验证用户名和密码
#     如果错误，则输出用户名或密码错误
#     如果成功，则输出 欢迎，XXX!
 
 
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: encoding -*-
  
import getpass
  
  
name = raw_input('请输入用户名：')
pwd = getpass.getpass('请输入密码：')
  
if name == "alex" and pwd == "cmd":
    print("欢迎，alex！")
else:
    print("用户名和密码错误")

场景二、猜年龄游戏

在程序里设定好你的年龄，然后启动程序让用户猜测，用户输入后，根据他的输入提示用户输入的是否正确，如果错误，提示是猜大了还是小了

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
 
my_age = 28
 
user_input = int(input("input your guess num:"))
 
if user_input == my_age:
    print("Congratulations, you got it !")
elif user_input < my_age:
    print("Oops,think bigger!")
else:
    print("think smaller!")

外层变量，可以被内层代码使用

内层变量，不应被外层代码使用

8、作业

作业二：编写登陆接口

• 输入用户名密码
• 认证成功后显示欢迎信息
• 输错三次后锁定