一、python入門
- 2020 年 1 月 9 日
- 筆記
一、python介紹
介紹 python的創始人為吉多·范羅蘇姆（Guido van Rossum）。1989年的聖誕節期間，Guido開始寫能夠解釋Python語言語法的解釋器。Python這個名字，來自Guido所摯愛的電視劇Monty Python』s Flying Circus。他希望這個新的叫做Python的語言，能符合他的理想：創造一種C和shell之間，功能全面，易學易用，可拓展的語言。 最新的TIOBE排行榜，Python趕超PHP佔據第4， Python崇尚優美、清晰、簡單，是一個優秀並廣泛使用的語言。 Python可以應用於眾多領域，如：數據分析、組件集成、網路服務、影像處理、數值計算和科學計算等眾多領域。目前業內幾乎所有大中型互聯網企業都在使用Python，如：Youtube、Dropbox、BT、Quora（中國知乎）、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!、Facebook、NASA、百度、騰訊、汽車之家、美團等。
1.1 Python主要應用領域
#1. WEB開發——最火的Python web框架Django, 支援非同步高並發的Tornado框架，短小精悍的flask,bottle, Django官方的標語把Django定義為the framework for perfectionist with deadlines(大意是一個為完全主義者開發的高效率web框架) #2. 網路編程——支援高並發的Twisted網路框架， py3引入的asyncio使非同步編程變的非常簡單 #3. 爬蟲——爬蟲領域，Python幾乎是霸主地位，ScrapyRequestBeautifuSoapurllib等，想爬啥就爬啥 #4. 雲計算——目前最火最知名的雲計算框架就是OpenStack,Python現在的火，很大一部分就是因為雲計算 #5. 人工智慧——誰會成為AI 和大數據時代的第一開發語言？這本已是一個不需要爭論的問題。如果說三年前，Matlab、Scala、R、Java 和 Python還各有機會，局面尚且不清楚，那麼三年之後，趨勢已經非常明確了，特別是前兩天 Facebook 開源了 PyTorch 之後，Python 作為 AI 時代頭牌語言的位置基本確立，未來的懸念僅僅是誰能坐穩第二把交椅。 #6. 自動化運維——問問中國的每個運維人員，運維人員必須會的語言是什麼？10個人相信會給你一個相同的答案，它的名字叫Python #7. 金融分析——我個人之前在金融行業，10年的時候，我們公司寫的好多分析程式、高頻交易軟體就是用的Python,到目前,Python是金融分析、量化交易領域裡用的最多的語言 #8. 科學運算—— 你知道么,97年開始，NASA就在大量使用Python在進行各種複雜的科學運算，隨著NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys等眾多程式庫的開發，使的Python越來越適合於做科學計算、繪製高品質的2D和3D影像。和科學計算領域最流行的商業軟體Matlab相比，Python是一門通用的程式設計語言，比Matlab所採用的腳本語言的應用範圍更廣泛 #9. 遊戲開發——在網路遊戲開發中Python也有很多應用。相比Lua or C++,Python 比 Lua 有更高階的抽象能力，可以用更少的程式碼描述遊戲業務邏輯，與 Lua 相比，Python 更適合作為一種 Host 語言，即程式的入口點是在 Python 那一端會比較好，然後用 C/C++ 在非常必要的時候寫一些擴展。Python 非常適合編寫 1 萬行以上的項目，而且能夠很好地把網遊項目的規模控制在 10 萬行程式碼以內。另外據我所知，知名的遊戲<文明> 就是用Python寫的
1.2 Python在一些公司的應用
# Google：Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、Google爬蟲、Google廣告等項目都在大量使用Python開發 # CIA: 美國中情局網站就是用Python開發的 # NASA: 美國航天局(NASA)大量使用Python進行數據分析和運算 # YouTube:世界上最大的影片網站YouTube就是用Python開發的 # Dropbox:美國最大的在線雲存儲網站，全部用Python實現，每天網站處理10億個文件的上傳和下載 # Instagram:美國最大的圖片分享社交網站，每天超過3千萬張照片被分享，全部用python開發 # Facebook:大量的基礎庫均通過Python實現的 # Redhat: 世界上最流行的Linux發行版本中的yum包管理工具就是用python開發的 # 豆瓣: 公司幾乎所有的業務均是通過Python開發的 # 知乎: 中國最大的問答社區，通過Python開發(國外Quora) # 春雨醫生：中國知名的在線醫療網站是用Python開發的 # 除上面之外，還有搜狐、金山、騰訊、盛大、網易、百度、阿里、淘寶 、土豆、新浪、果殼等公司都在使用Python完成各種各樣的任務。
1.3 Python(解釋器)的發展史
# 1989年，Guido開始寫Python語言的編譯器。 # 1991年，第一個Python編譯器誕生。它是用C語言實現的，並能夠調用C語言的庫文件。從一出生，Python已經具有了：類，函數，異常處理，包含表和詞典在內的核心數據類型，以及模組為基礎的拓展系統。 # 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，加入了記憶體回收機制，構成了現在Python語言框架的基礎 # Python 2.4 - November 30, 2004, 同年目前最流行的WEB框架Django 誕生 # 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 (這裡要解釋清楚 為什麼08年就出3.0，2010年反而又推出了2.7？是因為3.0不向下兼容2.0，導致大家都拒絕升級3.0，無奈官方只能推出2.7過渡版本) # 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 發布python3.6.0版 # Python 3.7 - 2017-10-17 發布python3.7.0a2版
1.4 Python 有哪些種類?
我們現在知道了Python是一門解釋型語言，程式碼想運行，必須通過解釋器執行，Python的解釋器本身也可以看作是個程式（翻譯官司是哪國人不重要），這個程式是什麼語言開發的呢？ 答案是好幾種語言？ what? 因為Python有好幾種解釋器，分別基於不同語言開發，每個解釋器特點不同，但都能正常運行我們的Python程式碼，下面分別來看下： #CPython：CPython是使用最廣且被的Python解釋器。本教程以CPython為準。 當我們從Python官方網站下載並安裝好Python 2.7後，我們就直接獲得了一個官方版本的解釋器：CPython。這個解釋器是用C語言開發的，所以叫CPython。在命令行下運行python就是啟動CPython解釋器。 #IPython IPython是基於CPython之上的一個互動式解釋器，也就是說，IPython只是在交互方式上有所增強，但是執行Python程式碼的功能和CPython是完全一樣的。好比很多國產瀏覽器雖然外觀不同，但內核其實都是調用了IE。 CPython用>>>作為提示符，而IPython用In [序號]:作為提示符。 #PyPy PyPy是另一個Python解釋器，它的目標是執行速度。PyPy採用JIT技術，對Python程式碼進行動態編譯（注意不是解釋），所以可以顯著提高Python程式碼的執行速度。 絕大部分Python程式碼都可以在PyPy下運行，但是PyPy和CPython有一些是不同的，這就導致相同的Python程式碼在兩種解釋器下執行可能會有不同的結果。如果你的程式碼要放到PyPy下執行，就需要了解PyPy和CPython的不同點。 #Jython Jython是運行在Java平台上的Python解釋器，可以直接把Python程式碼編譯成Java位元組碼執行。 #IronPython IronPython和Jython類似，只不過IronPython是運行在微軟.Net平台上的Python解釋器，可以直接把Python程式碼編譯成.Net的位元組碼。
1.5 執行 Python 腳本的兩種方式是什麼
* 進入解釋器的互動式模式：調試方便，無法永久保存程式碼 * 腳本文件的方式（使用nodpad++演示）：永久保存程式碼 強調：python解釋器執行程式是解釋執行，即打開文件讀內容，因此文件的後綴名沒有硬性限制，但通常定義為.py結尾
1.6 聲明變數注意事項有那些?
變數的定義規範 1. 變數名只能是 字母、數字或下劃線的任意組合 2. 變數名的第一個字元不能是數字 3. 關鍵字不能聲明為變數名['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'] 定義方式： #駝峰體 HelloGreatWorld = 18 #下劃線(推薦使用) hello_great_world = 18 定義變數名不好的方式 1.變數名為中文、拼音 2. 變數名過長 3. 變數名詞不達意 定義變數會有：id，type，value 1 等號比較的是value， 2 is比較的是id 強調： 1. id相同，意味著type和value必定相同 >>> a = 18 >>> b = 18 >>> id(a) 4363343808 >>> type(a) <class 'int'> >>> a 18 >>> id(b) 4363343808 >>> type(b) <class 'int'> >>> b 18 >>> >>> a == b True >>> a is b True 2. value相同type肯定相同，但id可能不同,如下 >>> a = 'age:18' >>> b = 'age:18' >>> id(a) 4367507160 >>> id(b) 4367507216 >>> >>> type(a) <class 'str'> >>> type(b) <class 'str'> >>> >>> a 'age:18' >>> b 'age:18'
1.7 用戶與程式交互
古時候，我們去銀行取錢，需要有一個銀行業務員等著我們把自己的帳號密碼輸入給他，然後他去進行驗證，成功後，我們再將取款金額輸入/告訴他 驕傲的現代人，會為客戶提供一台ATM機（就是一台電腦），讓ATM機跟用戶交互，從而取代人力。然而機器是死的，我們必須為其編寫程式來運行，這就要求我們的程式語言中能夠有一種能與用戶交互，接收用戶輸入數據的機制 #在python3中 input：用戶輸入任何值，都存成字元串類型 #在python2中 input：用戶輸入什麼類型，就存成什麼類型 raw_input：等於python3的input
1.7.1 注釋
程式碼注釋的原則：
1. 不用全部加註釋，只需要在自己覺得重要或不好理解的部分加註釋即可 2. 注釋可以用中文或英文，但不要用拼音
python注釋分為兩種： python單行注釋：# python多行注釋：』』』 』』』 python單行注釋：# 常被用作單行注釋符號，在程式碼中使用#時，被注釋行內容在執行時會被忽略，不被輸出。 for example: print(hello world) #輸出「hello world」 python多行注釋：』』』 』』』 需要注釋有很多行內容的時候，這種情況下就需要批量多行注釋符「 『』』 』』』 」，被注釋掉的多行內容在執行的時候，也不會在被執行 for example: 『』』 print(hello world1) print(hello world2) print(hello world3) 』』』
1.7.2 文件頭
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*-
1.8 數據類型
1.8.1 數字
#int整型 定義：age=10 #age=int(10) 用於標識：年齡，等級，×××號，qq號，個數 #float浮點型 （就是帶小數點的） 定義：salary=3.1 #salary=float(3.1) 用於標識：工資，身高，體重， #long（長整型） 跟C語言不同，Python的長整數沒有指定位寬，即：Python沒有限制長整數數值的大小，但實際上由於機器記憶體有限，我們使用的長整數數值不可能無限大。 注意，自從Python2.2起，如果整數發生溢出，Python會自動將整數數據轉換為長整數，所以如今在長整數數據後面不加字母L也不會導致嚴重後果了。 注意：在Python3里不再有long類型了，全都是int >>> a= 2**64 >>> type(a) #type()是查看數據類型的方法 <type 'long'> >>> b = 2**60 >>> type(b) <type 'int'>
1.8.2 字元串
#在python中，加了引號的字元就是字元串類型，python並沒有字元類型。 定義：name='egon' #name=str('egon') 用於標識：描述性的內容，如姓名，性別，國籍，種族
#那單引號、雙引號、多引號有什麼區別呢？ >>> msg = "My name is hgz , I'm 18 years old!" >>> print(msg) My name is hgz , I'm 18 years old! >>> msg = 'My name is hgz , I'm 18 years old!' ##這裡用單引號就會報錯 File "<stdin>", line 1 msg = 'My name is hgz , I'm 18 years old!' ^ SyntaxError: invalid syntax #多引號什麼作用呢？作用就是多行字元串必須用多引號 >>> msg = ''' ... 枯藤老樹昏鴉 ... 小橋流水人家 ... 古道西風瘦馬 ... 夕陽西下 ... 斷腸人~~在醫院！ ... ''' >>> print(msg) 枯藤老樹昏鴉 小橋流水人家 古道西風瘦馬 夕陽西下 斷腸人~~在醫院！
#數字可以進行加減乘除等運算，字元串也可以，但只能進行"相加"和"相乘"運算。 >>> name = 'hgz' >>> age = '18' >>> name + age 'hgz18' >>> name * 3 ###相加其實就是簡單拼接 'hgzhgzhgz' #注意1：字元串相加的效率不高 字元串1+字元串3，並不會在字元串1的基礎上加字元串2，而是申請一個全新的記憶體空間存入字元串1和字元串3，相當字元串1與字元串3的空間被複制了一次， #注意2：只能字元串加字元串，不能字元串加其他類型
1.8.3 列表
#在[]內用逗號分隔，可以存放n個任意類型的值 定義：students = ['hgz1','hgz2','hgz3'] #等同 students = (['hgz1','hgz2','hgz3']) >>> students = ['hgz1','hgz2','hgz3'] >>> students ['hgz1', 'hgz2', 'hgz3'] >>> students = (['hgz1','hgz2','hgz3']) >>> students ['hgz1', 'hgz2', 'hgz3'] 用於標識：存儲多個值的情況，比如一個人讀過的書。
#存放多個學生的資訊：姓名，年齡，愛好 students_info=[['hgz1',18,['read']],['hgz2',18,['play','read']]] print(students_info[0][2][0]) ##列印第一個學生的第一個愛好 print(students_info[1][2][1]) ##列印第二個學生的第二個愛好
1.8.4 字典
#為何還要用字典？ 存放一個人的資訊：姓名，性別，年齡，很明顯是多個值，既然是存多個值，我們完全可以基於剛剛學習的列表去存放，如下 >>> info=['hgz','male',18] 定義列表的目的不單單是為了存，還要考慮取值，如果我想取出這個人的年齡，可以用 >>> info[2] 18 但這是基於我們已經知道在第3個位置存放的是年齡的前提下，我們才知道索引2對應的是年齡 即： #name, sex, age info=['hgz','male',18] 而這完全只是一種假設，並沒有真正意義上規定第三個位置存放的是年齡，於是我們需要尋求一種，即可以存放多個任意類型的值，又可以硬性規定值的映射關係的類型，比如key=value，這就用到了字典 #在{}內用逗號分隔，可以存放多個key:value的值，value可以是任意類型 定義：info={'name':'hgz','age':18,'sex':male} #info=dict({'name':'hgz','age':18,'sex':male}) 用於標識：存儲多個值的情況，每個值都有唯一一個對應的key，可以更為方便高效地取值 company_persons_info={ 'name':'hgz', 'hobbies':['read','sleep'], 'company_info':{ 'name':'yilv', 'type':'internet', 'emp_num':100, } } print(company_persons_info['company_info']['name']) #取公司名 students=[ {'name':'hgz1','age':18,'hobbies':['play','sleep']}, {'name':'hgz2','age':18,'hobbies':['read','sleep']}, {'name':'hgz3','age':18,'hobbies':['music','read','sleep']}, ] print(students[1]['hobbies'][1]) #取第二個學生的第二個愛好
1.8.5 布爾
#布爾值，一個True一個False #電腦俗稱電腦，即我們編寫程式讓電腦運行時，應該是讓電腦無限接近人腦，或者說人腦能幹什麼，電腦就應該能幹什麼，人腦的主要作用是數據運行與邏輯運算，此處的布爾類型就模擬人的邏輯運行，即判斷一個條件成立時，用True標識，不成立則用False標識 >>> a = 1 >>> b = 2 >>> a > b False >>> a < b True # 接下來就可以根據條件結果來干不同的事情了： a = 1 b = 2 if a > b: print('a is bigger than b') elif a == b: print('a is eq b') else: print('a is smaller than b') #上面是偽程式碼，但意味著， 電腦已經可以像人腦一樣根據判斷結果不同，來執行不同的動作。
重點
#1.可變類型：在id不變的情況下，value可以變，則稱為可變類型，如列表，字典 ### 有問題啊 >>> dic={1:'a'} >>> id(dic) 4365723544 >>> dic={1.1:'a'} >>> id(dic) 4365723472 #2. 不可變類型：value一旦改變，id也改變，則稱為不可變類型（id變，意味著創建了新的記憶體空間）
