Python基础概要（一天快速入门）

python作为学习的编程语言python一开始，需要提前了解：编程的目的是什么？编程语言是什么？编程是什么？ 编程的目的 计算机的发明是用机器代替/解放人力，编程的目的是根据计算机识别的某种表达方式将人类的思想流程传递给计算机，使计算机能够像人脑/计算机一样自动执行。

编程语言是什么？

编程语言是交流的媒介，编程语言是程序员与计算机交流的媒介。在编程的世界里，计算机更像是人类的奴隶，人类编程的目的是命令奴隶工作。

编程是什么？

编程即程序员根据需求把自己的思想流程按照某种编程语言的语法风格编写下来，产出的结果就是包含一堆字符的文件。 强调：程序在运行前与普通文件没有什么不同。只有当程序运行时，文件中写的字符才具有特定的语法意义

所以我有话要对你说

Python是语言，学习语言的套路是一样的。以英语学习为例，你需要学习单词，然后学习语法，最后写作文。     英语的单词---------->Python中的关键字     英语的语法---------->Python的语法     英语的作文---------->用Python语言写作程序      在这个时候，你应该知道，学习Python其实很简单，都是在记忆一些固定的套路，那为什么有些人会觉得Python难呢？看一个包含答案的常见问题。。。。。。       学生们经常问：老师，我能在课堂上理解，为什么我就是不能写程序。     我：你这不废话吗！     学完英语单词、语法语法和写作文之后，你能立即写出一篇漂亮的作文吗？当然不是，问题在哪里？     想想看。现在你用中文和我交流。你会分心思考汉字的意思吗？汉语语法应该是什么？当然，你不会。如果你在脑海中想到什么，你自然会表达出来，因为你足够熟练，汉语的文字、单词和语法已经深深植入你的意识。学英语，学Python同样的道理，你认为你会，你可能会，但你远不熟悉，所以你需要考虑关键词的使用，语法结构，我只需要考虑如何安排逻辑，逻辑通过程序自然表达，我不会考虑关键词或语法，它就像我的器官，我不会在想吃饭的时候考虑应该用锭眼吃还是用嘴吃，这就是你跟我的差别。     有什么好的解决办法？     有什么好的解决办法？答:没有。不要残忍地一遍又一遍地练习。知识不能植根于你的潜意识，你永远不能自己写程序。就像郭靖学降龙十八掌一样，洪七公让他打200下，他能打1000下面，如果你不能再失败了，没有这种意志力，就不要妄想咸鱼翻身。     附言：我不知道成功有没有捷径，但我决定学习Python没有成千上万行代码的洗礼，你不可能成为一名优秀的程序员，这就是我想对你说的。 

编程语言的发展经历了

• 机器语言：从计算机（奴隶）的角度，说计算机能理解的语言，即直接使用二进制编程，直接操作硬件；

• 汇编语言：从计算机（奴隶）的角度来看，简写英文标志符合编写程序而不是二进制，本质仍然是直接操作硬件；

• 高级语言:从人(奴隶主)的角度说人话，即用人的字符编写程序，屏蔽硬件操作

高级语言更接近人类语言，因此它必须翻译成计算机能够阅读二进制，然后才能执行，并按翻译方法分为

1. 如编译型(需要编译器，相当于谷歌翻译):C，执行速度快，调试麻烦
2. 解释型(相当于同声传译):python，执行速度慢，调试方便

总结：

机器语言 #优点是底层，执行速度最快 缺点是最复杂，开发效率最低  汇编语言 #优点是比较底层，执行速度最快 缺点复杂，开发效率最低  高级语言 #编译语言执行速度快，不依赖语言境运行，跨平台差
#解释型跨平台好，一份代码，到处使用，缺点是执行速度慢，依赖解释器运行
PS：		学习难度从高到低  
            执行效率从高到低  
            开发效率从低到高　　　  
　　速度不是关键（瓶颈理论），开发效率高才是王道　　  

机器语言、汇编语言、高级语言详解

世界上的编程语言有600多种，但真正大家主流在使用的最多二三十种，不同的语言有自己的特点和擅长领域，随着计算机的不断发展，新语言在不断诞生，也同时有很多老旧的语言慢慢无人用了。有个权威的语言排名网站，可以看到主流的编程语言是哪些 . 2022年2月数据(https://www.tiobe.com/tiobe-index/ )

长期语言排名

几个主流的编程语言介绍

Python的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。1989年的圣诞节期间，Guido开始写能够解释Python语言语法的解释器。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。 最新的TIOBE排行榜，Python赶超PHP占据第4， Python崇尚优美、清晰、简单，是一个优秀并广泛使用的语言。 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

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，Scrapy\Request\BeautifuSoap\urllib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

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(解释器)的发展史

# 1989年，Guido开始写Python语言的编译器。
# 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 (这里要解释清楚 为什么08年就出3.0，2010年反而又推出了2.7？是因为3.0不向下兼容2.0，导致大家都拒绝升级3.0，无奈官方只能推出2.7过渡版本)
# 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 - 2016-12-23 发布python3.6.0版

Pyhton的发展前景怎么样?

知乎上有一篇文章，问Python未来10年的发展前景，Alex强烈要求我告诉你们去看看他的回答
未来十年Python的前景会怎样？ https://www.zhihu.com/question/22112542/answer/166053516

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。

Python 2 or Python 3 ?

In summary : Python 2.x is legacy, Python 3.x is the present and future of the language
Python 3.0 was released in 2008. The final 2.x version 2.7 release came out in mid-2010, with a statement of
extended support for this end-of-life release. The 2.x branch will see no new major releases after that. 3.x is
under active development and has already seen over five years of stable releases, including version 3.3 in 2012,+

3.4 in 2014, and 3.5 in 2015. This means that all recent standard library improvements, for example, are only
available by default in Python 3.x.
Guido van Rossum (the original creator of the Python language) decided to clean up Python 2.x properly, with less regard for backwards compatibility than is the case for new releases in the 2.x range. The most drastic improvement is the better Unicode support (with all text strings being Unicode by default) as well as saner bytes/Unicode separation.
Besides, several aspects of the core language (such as print and exec being statements, integers using floor division) have been adjusted to be easier for newcomers to learn and to be more consistent with the rest of the language, and old cruft has been removed (for example, all classes are now new-style, "range()" returns a memory efficient iterable, not a list as in 2.x).
目前虽然业内很多企业还在大量使用Python2.6 or 2.7，因为旧项目几十万甚至上百万行的代码想快速升级到3.0不是件容易的事，但是大家在开发新项目时几乎都会使用3.x。
另外Python3 确实想比2.x做了很多的改进，直观点来讲，就像从XP升级到Win7的感觉一样，棒棒的。
Py2 和Py3的具体细节区别我们在以后课程中会慢慢深入。

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

#测试安装是否成功
windows --> 运行 --> 输入cmd ，然后回车，弹出cmd程序，输入python,如果能进入交互环境 ，代表安装成功。

#多版本共存演示
注意：在安装目录下找到python.exe,拷贝一份，命名为python2.exe或python3.exe，一定要保留原版，因为pip工具会调用它。

两种方式

#进入解释器的交互式模式：它调试方便，无法永久保存代码
#脚本文件的方式（使用nodpad++演示）：永久保存代码

强调：python解释器执行程序是解释执行，即打开文件读内容，因此文件的后缀名没有硬性限制，但通常定义为.py结尾 精通各种语言的hello world，看一看还是python的好

#C++
#include <iostream>
 int main(void)
 { 
        
  std::cout<<"Hello world";
 }

#C
#include <stdio.h>
int main(void)
{ 
        
printf("\nhello world!");
return 0;
}

#JAVA
public class HelloWorld{ 
        
  // 程序的入口
  public static void main(String args[]){ 
        
    // 向控制台输出信息
    System.out.println("Hello World!");
  }
}

#PHP
<?php  
             echo "hello world!";  
?>

#Ruby
日本人开发的，砸日本车的时候，顺手就把你拖出去打死了，祭天
 puts "Hello world."

#GO
package main
import "fmt"
func main(){ 
        

    fmt.Printf("Hello World!\n God Bless You!");

}

什么是变量？ 变量即变化的量，核心是“变”与“量”二字，变即变化，量即衡量状态。 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，所以我们需要有一种机制能够反映或者说是保存下来程序执行时状态以及状态的变化。

#比如：
    英雄的等级为1，打怪升级(变)为10
    僵尸的存活状态True，被植物打死了，于是变为False
    人的名字为egon，也可以修改为Egon

如何定义变量

#变量名(相当于门牌号，指向值所在的空间)，等号，变量值
name='Egon'
sex='male'
age=18
level=10

变量的定义规范

1. 变量名只能是 字母、数字或下划线的任意组合
2. 变量名的第一个字符不能是数字
3. 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']

定义方式：

#驼峰体
AgeOfOldboy = 56 
NumberOfStudents = 80
#下划线(推荐使用)
age_of_oldboy = 56 
number_of_students = 80

定义变量名不好的方式

#1. 变量名为中文、拼音
#2. 变量名过长
#3. 变量名词不达意

定义了变量会有：id，type，value函数

#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可能不同,如下
>>> x='Info Egon:18'
>>> y='Info Egon:18'
>>> id(x)
4376607152
>>> id(y)
4376607408
>>> 
>>> x == y
True
>>> x is y
False

小整数池（范围是[-5,256]，永远不会被GC回收）

1、在交互式模式下 Python实现int的时候有个小整数池。为了避免因创建相同的值而重复申请内存空间所带来的效率问题， Python解释器会在启动时创建出小整数池，范围是[-5,256]，该范围内的小整数对象是全局解释器范围内被重复使用，永远不会被GC回收

每创建一个-5到256之间的整数，都是直接从这个池里直接拿走一个值，例如

>>> y=4
>>> id(y)
4297641184
>>> 
>>> x=3
>>> x+=1
>>> id(x)
4297641184

但在pycharm中运行python程序，pycharm出于对性能的考虑，会扩大小整数池的范围，其他的字符串等不可变类型也都包含在内一便采用相同的方式处理了，我们只需要记住这是一种优化机制，至于范围到底多大，无需细究

变量的修改与内存管理（引用计数与垃圾回收机制）

引用计数

x = 10  # 直接引用
 print(id(x))
 y = x
 z = x

 l = ['a', 'b', x]  # 间接引用
 print(id(l[2]))  #

 d = { 
        'mmm': x}  # 间接引用

 print(id(d['mmm']))


 x=10
 l=['a','b',x] # l=['a'的内存地址,'b'的内存地址,10的内存地址]

 x=123
 print(l[2])


 x=10
 x=[10,]

 l=['a','b',10]

标记清除，用来解决循环引用带来的内存泄露问题

循环引用=>导致内存泄露
l1=[111,]
l2=[222,]

l1.append(l2) # l1=[值111的内存地址，l2列表的内存地址]
l2.append(l1) # l2=[值222的内存地址，l1列表的内存地址]

print(id(l1[1]))
print(id(l2))

print(id(l2[1]))
print(id(l1))

 print(l2)
 print(l1[1])

del l1
del l2

分代回收

用来降低引用计数的扫描频率，提升垃圾回收的效率

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，假如老男孩老师的年龄会变，那这就是个变量，但在一些情况下，他的年龄不会变了，那就是常量。在Python中没有一个专门的语法代表常量，程序员约定俗成用变量名全部大写代表常量 AGE_OF_OLDBOY = 56

ps: 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

古时候，我们去银行取钱，需要有一个银行业务员等着我们把自己的账号密码输入给他，然后他去进行验证，成功后，我们再将取款金额输入/告诉他 ；骄傲的现代人，会为客户提供一台ATM机（就是一台计算机），让ATM机跟用户交互，从而取代人力。然而机器是死的，我们必须为其编写程序来运行，这就要求我们的编程语言中能够有一种能与用户交互，接收用户输入数据的机制

#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

注释 随着学习的深入，用不了多久，你就可以写复杂的上千甚至上万行的代码啦，有些代码你花了很久写出来，过了些天再回去看，发现竟然看不懂了，这太正常了。 另外，你以后在工作中会发现，一个项目多是由几个甚至几十个开发人员一起做，你要调用别人写的代码，别人也要用你的，如果代码不加注释，你自己都看不懂，更别说别人了，这产会挨打的。所以为了避免这种尴尬的事情发生，一定要增加你代码的可读性。 代码注释分单行和多行注释， 单行注释用#，多行注释可以用三对双引号""" """ 代码注释的原则：

#1. 不用全部加注释，只需要在自己觉得重要或不好理解的部分加注释即可
#2. 注释可以用中文或英文，但不要用拼音

文件头

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

什么是数据？为何要有多种类型的数据？

数据即变量的值，如age=18，18则是我们保存的数据。#变量的是用来反映/保持状态以及状态变化的，毫无疑问针对不同的状态就应该用不同类型的数据去标识 了解：Python是一门解释型的强类型动态语言

概括地说，编程语言的划分方式有以下三种

1、编译型or解释型

2、强类型or弱类型
2.1 强类型语言： 数据类型不可以被忽略的语言
即变量的数据类型一旦被定义，那就不会再改变，除非进行强转。
在python中，例如：name = 'egon'，这个变量name在被赋值的那一刻，数据类型就被确定死了，是字符型，值为'egon'。

2.2 弱类型语言：数据类型可以被忽略的语言
比如linux中的shell中定义一个变量，是随着调用方式的不同，数据类型可随意切换的那种。

3、动态型or静态型
3.1 动态语言 ：运行时才进行数据类型检查
即在变量赋值时，就确定了变量的数据类型，不用事先给变量指定数据类型

3.2 静态语言：需要事先给变量进行数据类型定义

所以综上所述，Python是一门解释型的强类型动态语言

数字

#int整型
定义：age=10 #age=int(10)
用于标识：年龄，等级，身份证号，qq号，个数

#float浮点型
定义：salary=3.1 #salary=float(3.1)
用于标识：工资，身高，体重，

其他数据类型（了解部分）

#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。
注意：在Python3里不再有long类型了，全都是int
>>> a= 2**64
>>> type(a)  #type()是查看数据类型的方法
<type 'long'>
>>> b = 2**60
>>> type(b)
<type 'int'>

#complex复数型
>>> x=1-2j
>>> x.imag
-2.0
>>> x.real
1.0

字符串

#在python中，加了引号的字符就是字符串类型，python并没有字符类型。
定义：name='egon' #name=str('egon') 
用于标识：描述性的内容，如姓名，性别，国籍，种族

单引号，双引号，三引号的区别

#那单引号、双引号、多引号有什么区别呢？ 让我大声告诉你，单、双引号没有任何区别，只有下面这种情况 你需要考虑单双的配合
msg = "My name is Egon , I'm 18 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，或者一些特定的格式时
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)

字符串拼接（只能在字符串之间进行，且只能相加或相乘）

#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。
>>> name='egon'
>>> age='18'
>>> name+age #相加其实就是简单拼接
'egon18'
>>> name*5 
'egonegonegonegonegon'

注意1：字符串相加的效率不高，字符串1+字符串3，并不会在字符串1的基础上加字符串2，而是申请一个全新的内存空间存入字符串1和字符串3，相当字符串1与字符串3的空间被复制了一次