Python笔记·第一章—— Python基础（一）

一、Python的简介

1、Python的由来与版本

1.1 python的由来

　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（中文名字：龟叔）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。

1.2  python版本

　　目前Python的主要版本为Python2.7与Python3.6 。

　　Python2版本到2020年就不再维护。

2、Python是什么样的语言

编程语言主要从以下几个角度为进行分类，编译型和解释型、静态语言和动态语言、强类型定义语言和弱类型定义语言，每个分类代表什么意思呢，我们一起来看一下。

2.1 编译型语言和解释型语言

　　编译型语言：当用户写完一段代码需要执行的时候，由编译器先把整段代码一次性编译成计算机能看懂的二进制文件，然后再执行。这个过程中，如果用户写的代码出错了，编译器就得整段从头开始编译，只是几行或者几页代码的情况下还感觉不出来，但是如果代码由成千上万行甚至上亿行，可想而知，会浪费很多时间，导致开发速度慢。而且，他不是跨平台的，编译过后的代码在不同操作系统上就无法执行。他的优点是运行快，因为一旦编译成功，每次调用只需直接执行即可

　　编译型语言的代表：C语言、C++语言

　　解释型语言：当用户写完一段代码需要执行的时候，由解释器一段一段的解释成计算机能看懂的二进制文件，然后直接执行。与编译型语言不同的是，如果用户写的代码出错了，解释器不需要从头开始，这就会大大节省了开发时间。而且他是可以移植的，不同操作系统由不同的解释器可以解释他。他的缺点是执行速度慢，每次执行都需要一行一行的解释。

　　解释型语言的代表：JavaScript、PHP、Python

2.2 动态语言与静态语言

　　动态语言：动态语言是指在运行的时候才去检查一个变量的数据类型，写程序的时候不需要先给一个变量指定类型。当第一次给变量赋值的时候，该语言会将该变量的数据类型存到内存当中。Python和Ruby就是典型的动态语言的代表。

　　静态语言：静态语言是指程序在编译的时候就要首先检查每个变量的数据类型，所以用户在写程序之前就要首先声明每个变量的数据类型。Java、C、C++都是静态语言的代表。

2.3 强类型定义语言和弱类型定义语言

　　强类型定义语言：一旦一个变量被赋值为一个数据类型，那么它将永远为该数据类型，除非它被强制转换（int()、str()）。比如说 a = 1 那么之后在给 a 赋值的时候也必须为整形。

　　弱类型定义语言：一个变量可以在不同的时候被赋予不同数据类型的值。所以，一个变量的数据类型可以被忽略。

综上所述，Python是一种动态解释型的强类型定义语言。

3、Python的优缺点

　　  优点：

　　　　▷ 优雅、明确、简洁

　　　　▷ 可移植、可拓展、可潜入

　　　　▷ 开发效率高

　　  缺点：

　　　　▷ 运行速度慢

　　　　▷ 代码不能加密

　　　　▷ 不能多线程

4、Python的种类

　　 CPython

　　　　当我们从Python官方网站下载并安装好Python 3.6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。

　　　　CPython是使用最广的Python解释器。教程的所有代码也都在CPython下执行。

　　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。

　　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。

　　小结：

　　　　Python的解释器很多，但使用最广泛的还是CPython。如果要和Java或.Net平台交互，最好的办法不是用Jython或IronPython，而是通过网络调用来交互，确保各程序之间的独立性。

二、Python的环境配置　　　

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，切记前面要有英文输入法状态下的分号

三、Python基础

1、编写以及运行Python代码的方法

　　▷ 在E盘创建一个文件名为test.py的文件，编写代码如下：

print("Hello World!")

　　▷ 按快捷键win+R打开运行窗口，然后输入cmd打开命令行窗口。

　　　　

　　　　▷在命令行窗口里输入 python e:/test.py

　　　　

　　　　上图可以看出，以及成功运行该文件代码并且打印出“Hello World！”

2、内容编码

　　解释器在执行代码的时候，需要将代码编译成机器能读懂的二进制码（由1和0组成），而python2版本在编译的时候默认以ASCII码的格式进行转换（也可以指定编码格式），而python3版本在编译的时候默认为utf-8格式进行转换。

　　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。

　　然而，世界上的语言以及符号远远不止256个，所以当计算机传入世界各国的时候ASCII码已经不能满足大家的使用了，于是出现了Unicode（统一码、万国码、单一码），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

　　但是问题来了，友谊Unicode至少2个字节，也就是16位，但是英文字母以及有些符号根本不需要这么多字节，所以统一用Unicode码的话会大大浪费宝贵的内存空间，于是又出现了一种新的编码：UTF-8.该编码格式是对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

print('你好，世界！')

解决方法是，在代码的首行加入以下代码，用来指定编码格式：

#-*- ecoding:utf-8 -*-
#这样，就能成功执行并打印出中文“你好，世界！”了。

3、注释

　　　　单行注释：# 被注释内容

　　　　 多行注释：'''被注释内容'''，或者"""被注释内容"""

4、变量

　　　　变量就是把程序运行的中间结果，存到内存中，以待调用

　　　　▷声明变量　

1 # -*- coding: utf-8 -*-
2
3 name = "fuyong"

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

变量的作用：昵称，其代指内存里某个地址中保存的内容

▷变量的命名规则

　　　1、由字母、下划线、数字组成

　　　2、首字母不能是数字

　　　3、不能是python中的关键字（以下为python关键字）

 ['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

变量的赋值其实是在内存中开辟一块数据，然后将该数据指向变量名，这样在调用变量名的时候就能找到该变量所对应的值。　　

而如果将一个变量的值赋予给另一个变量，那么内存中还是只有一个数据值，只是将该数据指向了不同的两个变量而已

5、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

　　　　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（实际上这个常量也是可以改变值的）

　　　　：Bir_of_China = 1949　　　　　　　　　 

6、用户交互（input）

1 # -*- coding: utf-8 -*-
2
3 # 将用户输入的内容赋值给 name 变量
4 name = input("请输入用户名：")
5 age = input('请输入您的年龄')
6 # 打印输入的内容
7 print(name,age)
#执行脚本就会发现，程序会等待你输入姓名后再往下继续走。

7、基础数据类型

　　　　　　　▷ int  整形
　　　　　　　　在32位的机器上，int的长度为32为，范围为 -2**31 -- 2**31-1 
　　　　　　　　在64位的机器上，int的长度为64位，范围为 -2**63 -- 2**63-1
　　　　　　　▷ long 长整型 （python3版本已经没有该类型了，不管多长的数，全部为int类型）
　　　　　　　　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。
　　　　　　　　该类型不用用户特别定义，当一个数字大到超过int数据类型的范围后将自动转化为long长整形。
　　　　　　　　注意：python3版本没有long型了，全部为int类型
　　　　　　　▷ bool 布尔类型（True False）
　　　　　　　　True ：1 、 1==1 、 2>1 、type（'a'） == str 的结果均为True
　　　　　　　　False：0 、 1!=1 、 2>3 等等的结果均为False
　　　　　　　▷ str 字符串类型
　　　　　　　　简单一句话，在python中，加了引号的字符都被认为是字符串，哪怕他是一个数字（‘123’）
　　　　　　　　

1 >>> name = "Alex Li" #双引号
2 >>> age = "22"       #只要加引号就是字符串
3 >>> age2 = 22          #int
4 >>>
5 >>> msg = '''My name is Alex, I am 22 years old!'''  #我擦，3个引号也可以
6 >>>
7 >>> hometown = 'ShanDong'   #单引号也可以

　单引号双引号以及三引号都可以表示字符串

　双引号和单引号可以搭配使用，如下：

msg = "I'm a small birld"

三引号可以将一大段代码赋值给一个变量，如下：

1 msg = '''
2 今天我想写首小诗，
3 歌颂我的同桌，
4 你看他那乌黑的短发，
5 好像一只炸毛鸡。
6 '''
7 print(msg)

字符串可以用 + 拼接，但是两者必须都为字符串类型。如：

1 a = 'hello'
2 b = 'xiaomi'
3 c = a + b
4 print(c)

打印结果即为“helloxiaomi”

字符串也可以与一个数字相乘，结果是将该字符串连续输入N遍，如：

　　

print('xyz' * 3)
 
#输出结果为‘xyzxyzxyz’

8、格式化输出

现有一练习需求，问用户的姓名、年龄、工作、爱好 ，然后打印成以下格式

------------ info of fuyong -----------
Name  : fuyong
Age   : 29
job   : none
Hobbie: girl
------------- end -----------------

我们该怎么实现呢？你会发现，用字符拼接的方式还难实现这种格式的输出，所以一起来学一下新姿势

只需要把要打印的格式先准备好， 由于里面的 一些信息是需要用户输入的，你没办法预设知道，因此可以先放置个占位符，再把字符串里的占位符与外部的变量做个映射关系就好啦

 1 name = input("请输入您的姓名：")
 2 age =  input("请输入您的年龄：")
 3 job = input("请输入您的工作:")
 4 hobbie = input("请输入您的爱好：")
 5
 6 info = '''
 7     ------------ info of %s ----------- #给一个占位符，等待传入name的值
 8
 9     Name:%s  #给一个占位符，等待传入name的值
10
11     Age :%s  #给一个占位符，等待传入age的值
12
13     Job :%s  #给一个占位符，等待传入job的值
14
15     Hobbie:%s #给一个占位符，等待传入hobbie的值
16
17     ------------- end -----------------
18
19 ''' %(name,name,age,job,hobbie) # 符号%后的括号里的值与上面的几个占为符号一一对应，将值分别传入
20
21 print(info)

　　注意：如果字符串里需要出现‘%’的时候，需要用转义符号来实现，如：

msg = "我是%s,年龄%d,目前学习进度为80%%"%('金鑫',18)
print(msg)

　PS ：

　　▷查看数据类型的方法为type()              如type(1) 的结果为int   type('a')的结果为str

　　　　　　　▷如果一个变量位阿拉伯数字，则该数据可以在int类型与str类型之间互相转换

9.基本运算符

　　　　　　▷算数运算

　　　　　　▷比较运算

　　　　　　▷赋值运算

　　　　　　▷逻辑运算

　　　　　　注意：在没有()的情况下，not的优先级大于and，and的优先级大于or。即 () > not > and > or 优先级相同的情况下从左向右计算

　　　　　　

10、流程控制之判断

在现实中，我们往往由很多种选择，比如说走路遇到分叉口，我们只能选择走一条路，程序也是一样，如果遇到分支，就用if语句控制流程

if 条件判断:   #条件判断可以是比较运算，逻辑运算，以及布尔运算
    执行语句
else:
    执行语句
 
#注意：if  以及else 后都由一个分号 ':'
#　　　if 以及else 下面的一段执行语句必须缩进

name = input('请输入用户名：')
password = input('请输入您的密码')
    if name == 'fuyong' and password == '123':
        print('恭喜您，登录成功')
    else:
        print('抱歉，用户名或者密码错误！')

if语句可以嵌套使用，如上面的代码可以改为：

name = input('请输入用户名：')
password = input('请输入您的密码')
    if name == 'fuyong' :
            if password == '123'
                print('恭喜您，登录成功')
    else:
        print('抱歉，用户名或者密码错误！')        

if else也可以由多个分支判断，用elif表示，如：

num = input('请输入一个数字'):
 
if num == 1:
 
    print("您选择的是1号")
 
elif  num == 2:
 
    print("您选择的是2号")
 
elif num == 3:
 
    print('您选择的是3号')
 
else:
       print('输入有误，请在1、2、3中选择')

11、流程控制之循环　　　　


在写程序的过程中，有时候我们需要一段代码反复执行许多次，如果每次都重复写很多次，代码不但会占用很多篇幅，而且会变得非常不美观，这不符合python的‘优雅、明确、简洁’的宗旨，这个时候我们只需要用一个循环语句即可解决问题。格式为：

while 判断条件: #与判断语句if一样，判断条件可以是比较运算，逻辑运算，以及布尔运算   

　　循环体 

我们通过判断条件控制循环的次数，如

n = 0
while n < 3
    print("这段话将被执行3次")
    n = n+1

我们可以通过关键字break 、continue来终止循环

break是跳出整个循环，直接执行循环体外面的代码

continue是跳出本次循环，重新返回循环的开头

count = 0
 
while True:
    print("如果不是count，我就会一直打印下去，直到你的电脑爆炸为止")
 
    if count == 5:
        break
 
    count = count + 1

上面的例子可以看到，只要出现break，不管判断条件是否依然为True，循环都要立即终止

 1 n = 0
 2
 3 while n < 10:
 4
 5     n = n+1
 6
 7     if n == 4 :
 8
 9         continue
10
11     print(n,"就是不愿意打印'4'")
12
13
14         

上面的代码执行结果为

 1 1 就是不愿意打印'4'
 2 2 就是不愿意打印'4'
 3 3 就是不愿意打印'4'
 4 5 就是不愿意打印'4'
 5 6 就是不愿意打印'4'
 6 7 就是不愿意打印'4'
 7 8 就是不愿意打印'4'
 8 9 就是不愿意打印'4'
 9 10 就是不愿意打印'4'
10 >>> 

上面的例子可以看出，出现了continue，就会跳出本次循环，但是还会跳到循环体的第一句，来判断条件是否为True

其他的语言中的else一般只与if搭配，而python中，else还可以搭配while，格式为：

1 while 条件判断:
2
3 　　　　循环体
4 else:
5
6 　　　　如果循环正常执行完毕，没有被break终止，则会执行本段代码

四、应用练习

1、使用while循环输入 1 2 3 4 5 6     8 9 10

 1 count = 0
 2
 3 while count < 10:
 4
 5     count = count + 1
 6
 7     if count == 7:
 8         continue
 9
10     print(count)

2、求1-100的所有数的和

 1 count = 0
 2
 3 sum = 0
 4
 5 while count < 100:
 6
 7     count = count + 1
 8
 9     sum = sum + count
10
11 print(sum)

3、输出 1-100 内的所有奇数

 1 count = 0
 2
 3
 4 while count < 100:
 5
 6     count = count + 1
 7
 8     if count % 2 == 1:
 9         print(count)
10         

4、输出 1-100 内的所有偶数

 1 count = 0
 2
 3
 4 while count < 100:
 5
 6     count = count + 1
 7
 8     if count % 2 == 0:
 9         print(count)
10         

5、求1-2+3-4+5 ... 99的所有数的和

 1 count = 0
 2 sum = 0
 3
 4 while count < 99:
 5
 6     count = count + 1
 7
 8     if count % 2 == 0: #如果是偶数的话，运算符号即为+
 9         sum = sum-count
10
11     else:
12         sum = sum + count#如果是奇数的话，运算符号即为-
13
14 print(sum)
15         

6、用户登陆（三次机会重试）

 1 count = 0
 2
 3 while True:
 4
 5     name = input('请输入您的用户名：')
 6     password = input('请输入您的密码：')
 7
 8     if name == 'fuyong' and password == '123':
 9         print('恭喜您，登录成功！')
10
11         break
12
13     else:
14         print('用户名或者密码错误，请重新输入：')
15
16         count = count + 1
17
18     if count == 3:
19         print('对不起，您以及输入错误3次，登录程序终止')
20
21         break