python之路入门篇

一、 Python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

二.编程语言分类：

1. 编译型（需要编译器，相当于用谷歌翻译）：如C，执行速度快，调试麻烦

2. 解释型（需要解释器，相当于同声传译）：如python，执行速度慢，调试方便

总结：

机器语言
#优点是最底层，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
#缺点是复杂，开发效率最低

高级语言
#编译型语言执行速度快，不依赖语言环境运行，跨平台差
#解释型跨平台好，一份代码，到处使用，缺点是执行速度慢，依赖解释器运行

 #机器语言
 由于计算机内部只能接受二进制代码，因此，用二进制代码0和1描述的指令称为机器指令，全部机器指令的集合构成计算机的机器语言，用机器语言编程的程序称为目标程序。只有目标程序才能被计算机直接识别和执行。但是机器语言编写的程序无明显特征，难以记忆，不便阅读和书写，且依赖于具体机种，局限性很大，机器语言属于低级语言。
 用机器语言编写程序，编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。手编程序时，程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出，还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。这是一件十分繁琐的工作。编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。而且，编出的程序全是些0和1的指令代码，直观性差，还容易出错。除了计算机生产厂家的专业人员外，绝大多数的程序员已经不再去学习机器语言了。
 机器语言是微处理器理解和使用的，用于控制它的操作二进制代码。
 尽管机器语言好像是很复杂的，然而它是有规律的。
 存在着多至100000种机器语言的指令。这意味着不能把这些种类全部列出来。
 以下是一些示例：
 指令部份的示例
 代表 加载（LOAD）
 代表 存储（STORE）
 ...

 暂存器部份的示例
 代表暂存器 A
 代表暂存器 B
 ...

 存储器部份的示例
 代表地址为 0 的存储器
 代表地址为 1 的存储器
 代表地址为 16 的存储器
 代表地址为 2^11 的存储器
 集成示例

 0000,0000,000000010000 代表 LOAD A, 16
 0000,0001,000000000001 代表 LOAD B, 1
 0001,0001,000000010000 代表 STORE B, 16
 0001,0001,000000000001 代表 STORE B, 1[1]

 #汇编语言
 汇编语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件操作，只不过指令采用了英文缩写的标识符，更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的操作用命令的形式写出来。汇编程序的每一句指令只能对应实际操作过程中的一个很细微的动作。例如移动、自增，因此汇编源程序一般比较冗长、复杂、容易出错，而且使用汇编语言编程需要有更多的计算机专业知识，但汇编语言的优点也是显而易见的，用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能够实现的，而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小，而且执行速度很快。
 汇编的hello world，打印一句hello world, 需要写十多行，也是醉了。
 ; hello.asm
 section .data            ; 数据段声明
         msg db "Hello, world!", 0xA     ; 要输出的字符串
         len equ $ - msg                 ; 字串长度
 section .text            ; 代码段声明
 global _start            ; 指定入口函数
 _start:                  ; 在屏幕上显示一个字符串
         mov edx, len     ; 参数三：字符串长度
         mov ecx, msg     ; 参数二：要显示的字符串
         mov ebx, 1       ; 参数一：文件描述符(stdout)
         mov eax, 4       ; 系统调用号(sys_write)
         int 0x80         ; 调用内核功能
                          ; 退出程序
         mov ebx, 0       ; 参数一：退出代码
         mov eax, 1       ; 系统调用号(sys_exit)
         int 0x80         ; 调用内核功能

 #高级语言
 高级语言是大多数编程者的选择。和汇编语言相比，它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令，并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节，例如使用堆栈、寄存器等，这样就大大简化了程序中的指令。同时，由于省略了很多细节，编程者也就不需要有太多的专业知识。
 高级语言主要是相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程语言，像最简单的编程语言PASCAL语言也属于高级语言。
 高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别，必须经过转换才能被执行，按转换方式可将它们分为两类：
 编译类：编译是指在应用源程序执行之前，就将程序源代码“翻译”成目标代码（机器语言），因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行(编译后生成的可执行文件，是cpu可以理解的2进制的机器码组成的)，使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改，必须先修改源代码，再重新编译生成新的目标文件（* .obj，也就是OBJ文件）才能执行，只有目标文件而没有源代码，修改很不方便。

 编译后程序运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高，依赖编译器，跨平台性差些。如C、C++、Delphi等
 解释类：执行方式类似于我们日常生活中的“同声翻译”，应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码（机器语言），一边执行，因此效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离其解释器(想运行，必须先装上解释器，就像跟老外说话，必须有翻译在场)，但这种方式比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。如Python、Java、PHP、Ruby等语言。

 机器语言、汇编语言、高级语言详解

机器语言，汇编语言，高级语言详解

二。python语言的划分：

     编译型：将你的代码一次性全部编译成二进制，然后在运行。

        缺点：开发效率低，不能跨平台。

        优点：执行效率高。

        代表：C语言

 

     解释型：当程序开始执行时，将代码一行一行的解释成二进制，执行。

      缺点:执行效率低。

      优点：开发效率高，可以跨平台。

      代表：python语言

python解释器分类：

三.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

变量的定义规范：变量名只能是字母，数字下划线；不能以数字开头；关键字不能声明为变量

如何定义变量（图解）

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

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

常量：一直不变的量，全部大写，放在py文件的最上面。
注释：#
    ''' '''  """  """

四.用户与交互程序:

#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：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""" """

文件头

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

五：基本数据类型：

type()是查看数据类型的方法

整形

>>> age=18
>>> type(age)
<class 'int'>

int

浮点型

>>>height=172.5
>>> type(score)
<class 'float'>

float

字符串

>>> name='jianghao'
>>> type(name)
<class 'str'>

str

#那单引号、双引号、多引号有什么区别呢？ 让我大声告诉你，单双引号木有任何区别，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
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)

单引号，双引号，三引号的区别

单引号、双引号、多引号的区别

字符串拼接只能在字符串之间进行，且只能相加或想乘

列表：在[]内用逗号分隔，可以存放n个任意类型的值

>>>data=['jianghao','','']
>>>print (data)
['jianghao', '', '']

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

>>> dic={'name':'jianghao','age':'','score':'98.5'}
>>> dic['name']
'jianghao'

布尔值：True 和False，用于逻辑判断

>>>a=3
>>>b=6
>>>a>b#不成立就是False,即假
False
>>>a < b #成立就是True, 即真
True

重点：
#1.可变类型：在id不变的情况下，value可以变，则称为可变类型，如列表，字典
#2. 不可变类型：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） 

六.格式化输出：

程序中经常会有这样场景：要求用户输入信息，然后打印成固定的格式

如果要求用户输入用户名和年龄，然后打印如下格式：

my name is xxx，my age is xxx.

用逗号进行字符串拼接，只能把用户输入的名字和年龄放到末尾，无法放到指定的xxx位置，而且数字也必须经过str(数字)的转换才能与字符串进行拼接。这就用到了占位符，如：%s，%d，%f

#常见的占位符有三种：
#%s字符串占位符：可以接收字符串，也可接收数字
#%d只能占位整数，即使是原数字为浮点数他也会强制转换变成整数。
#%f浮点数占位符：只能接收浮点数，%.xf 则是精确至小数点后x位。

name=input('name: ')
age=input('age: ')
print('my name is %s,my age is %s' %(name,age))

七.基本运算符

算数运算：返回值为True或False

以下假设变量：a=10，b=20

比较运算：返回值为True或False

以下假设变量：a=10，b=20

   赋值运算

以下假设变量：a=10，b=20

逻辑运算：返回值为True或False

八.流程控制之if...else

#用户输入用户名密码，当用户为jianghao且密码为123时，显示'恭喜输入正确！'，否则提示'输入错误请从新输入！'

name=input('请输入姓名：')
password=input('请输入密码：')
if name == 'jianghao' and password == '':
     print('恭喜输入正确！')
else:
     print('输入错误请从新输入！')

九.流程控制之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.while循环练习：

#打印0-10
count=0
while count <= 10:
    print(count)
    count+=1

#打印0-10之间的偶数
count=0
while count <= 10:
    if count%2 == 0:
        print(count)
    count+=1

#使用while循环输出1 2 3 4 5 6 8 9 10
count=1
while count<=10:
    if count==7:
        count += 1
        continue
    print(count)
    count+=1

2. 循环嵌套与tag

　　tag=True 

　　while tag:

　　　　......

　　　　while tag:

　　　　　　........

　　　　　　while tag:

　　　　　　　　tag=False
复制代码

3. break与continue

#break用于退出本层循环
while True:
    print("")
    break
    print ("")

#continue用于退出本次循环，继续下一次循环
while True:
    print（""）
    continue
    print （""）

4. while+else

#与其它语言else 一般只与if 搭配不同，在Python 中还有个while ...else 语句，while 后面的else 作用是指，当while 循环正常执行完，中间没有被break 中止的话，就会执行else后面的语句
count = 0
while count <= 5 :
    count += 1
    print("Loop",count)

else:
    print("循环正常执行完啦")
print("-----out of while loop ------")
输出
Loop 1
Loop 2
Loop 3
Loop 4
Loop 5
Loop 6
循环正常执行完啦
-----out of while loop ------

#如果执行过程中被break啦，就不会执行else的语句啦
count = 0
while count <= 5 :
    count += 1
    if count == 3:break
    print("Loop",count)

else:
    print("循环正常执行完啦")
print("-----out of while loop ------")
输出

Loop 1
Loop 2
-----out of while loop ------

编码:
    ascii：字母，数字，特殊字符。
    万国码：unicode ：
        A: 0000 0010 0000 0010 两个字节，表示一个字符。
       中: 0000 0010 0000 0010 两个字节，表示一个字符。
    升级：
        A: 0000 0010 0000 0010 0000 0010 0000 0010 四个字节，表示一个字符。
       中: 0000 0010 0000 0010 0000 0010 0000 0010 四个字节，表示一个字符。
       占空间，浪费资源。
   utf-8：最少用一个字节，表示一个字符.
        A: 0000 0010
     欧洲：0000 00100000 0010
     中文：0000 00100000 00100000 0010

    gbk国标。
        A: 0000 0010
        中： 0000 0010 0000 0010

十.练习

1、使用while循环输入 1 2 3 4 5 6 8 9 10

 count = 0
 while count < 10:
     count += 1
     if count >6 and count <8:
         continue
     print('loop',count)
 第二种方法：
 count =1
 while count <=10:
     if count ==7:
         count+=1
         continue
     print(count)
     count+=1
 第三种方法：
  count =1
  while count <=10:
      if count !=7:
          print(count)
      count==1

参考答案

2、求1-100的所有数的和

 第一种方法：
 x = 1
 y = 0
 while True:
     y = y+x
     if x == 100:
         break
     x +=1
 print(y)

 第二种方法：
 count = 0
 for i in range(0,100):
     count +=(i+1)
 print(count)

参考

3、输出 1-100 内的所有奇数

 count = 0
 while count <=100:
     if count %2 == 1:
         print('loop',count)
     count+=1

参考

4、输出 1-100 内的所有偶数

 count = 0
 while count <= 100:
     if count %2 == 0:
         print('loop', count)
     count += 1

参考

5、求1-2+3-4+5 ... 99的所有数的和

 x=0
 count=1
 while count <= 99:
     if count%2 == 0:
         x-=count
     else:
         x+=count
     count+=1
 print(x)

参考

6.
（1）用户登录（三次机会重试）
（2）可以支持多用户登录
（3）客户输入了三次机会，都没成功，给它一个选择，让它再试试
（4）Y再给他三次机会...不输入了，print('臭不要脸')

 li = [{'username':'alex','password':''},
     {'username':'wusir','password':''},
     {'username':'taibai','password':''},
       ]
 j = 0
 while j < 3:
     username = input('姓名：')
     password = input('密码：')
     for i in li:
         if username == i['username'] and password == i['password']:
             print('登录成功')
             j = 3
             break
     else:
         print('登录不成功，请重新输入')
         if j == 2:
             choice = input('是否在试试？Y')
             if choice == 'Y':
                 j = -1
     j += 1

参考