~艾比郎~学Python之Python基础

第一步：

尝试写Hello World程序

这是我用Python写出的第一个程序，我的一小步，我人生的一大步

在linux 下创建一个文件叫hello.py,如图所示

然后执行命令:python hello.py ,输出

指定解释器（参考Alex老师的总结）

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，如图：

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或者chmod a+x hello.py

变量\字符编码　　

声明变量，如图

上述代码声明了几个变量，例：变量名为： name，变量name的值为："liyasen"　

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']

变量名命名习惯

当你的代码越写越多的时候，你会发现你定义的变量也会越来越多，为了增加代码的易读性和方便调试，给变量起名时一定要遵循一定的命名习惯，你起的变量名称最好能让人一眼就大概知道这个变量是干什么用的，比如，getUserName一看就知道，这个变量应该是要获取用户的姓名，check_current_conn_count代表是要检查现在的连接数，只有这样，别人才能在看你的代码时知道你的这些变量的作用，而如果你把变量名全起成了var1,var2,var3…..varN，那别人再看你的代码时会骂死你的。

变量名的定义在能表达清楚它的作用的前提下最越简洁越好，能用一个单词表述清楚的尽量就不要用两个。变量起名时一般有这么几种写法,你觉得哪种最简洁，你就选哪种吧。

CheckCurrentConnCount

check_current_conn_count

checkCurrentConnCount

定义变量

了解了变量的概念和用途后，我们一起来定义几个简单的变量看一下

name = ‘liyasen’ #name 是字符串，字符串要加上引号噢

age = 24 #age 是整数，整数不要加引号，加了引号后就变成字符串了

has_girlfriend = True #是布尔值，一般用这个做逻辑判断，如if has_girlfriend:print ‘good for you !’

age = age + 1 #这个结果应该是25，运算流程是先将=号后面的age +1结果算出，然后再把这个结果重赋值给age, 由于age之前的值是24，重新赋值后，age值变为25.

最后，理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写：

name = 'liyasen'

时，Python解释器干了两件事情：

在内存中创建一个”liyasen”的字符串；
在内存中创建了一个名为name的变量，并把它指向”liyasen”的内存地址。

也可以变量name赋值给另一个变量name2,这个操作实际上是把变量name2指向的数据，例如：

唉？不是已经把name2 等于name变量了吗？name 值改了以后，name2不跟着改吗？没错，当name 的值由”Alex”改成”Jack”后，name2还是指向原来的”Alex”,我们来一步步分析一下：

1．定义name＝”liyasen”,解释器创建了字符串”liyasen”和变量name,并把name指向了”liyasen”

2．执行name2=name,解释器创建了name2变量，并把name2指向了name变量所指向的字符串

3．这时通过id内置函数来查看一下这两个变量分别指向的内存地址，结果都是指向了同一地址。

4．执行name=”Jack”，解释器创建一个新的变量”Jack”,并把name的指向改成了”Jack”

5．此时再查看两个变量的内存地址指向就会发现，name的指向已经变成了一个新的地址，也就是”Jack”所在内存地址，但是name2依然还是指向原来的”liyasen”。

Now, 你明白了吗? 再总结一下，当你把一个变量name赋值给另一个变量name2时，解释器只是把name变量所指向的内存地址赋值给了name2,因此name 和 name2并未发生直接的关联，只不过是他们都同时指向了同一个内存地址而已，这也就是为什么你把name再指向一个新地址后，而name2的值还保持不变的原因。

常量

刚才说到了变量，还有一概念就是常量，所谓常量就是不能变的变量，比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中，通常用全部大写的变量名表示常量：

PI = 3.14159265359

但事实上PI仍然是一个变量，Python根本没有任何机制保证PI不会被改变，所以，用全部大写的变量名表示常量只是一个习惯上的用法，如果你一定要改变变量PI的值，也没人能拦住你。

数据运算符

和其它语言一样，python也支持进行各种各样的数学和逻辑运算，我们一起来看一些。

python语言支持以下几种运算

算术运算

比较运算

Assignment Operators

二进制运算

关系运算

验证运算

算术运算

以下例子a = 10 , b= 20

运算符	描述	示例
+	加法运算	a + b 得 30
-	减法运算	a - b 得 -10
*	乘法运算	a * b 得 200
/	除法运算	b / a 得 2
%	取模 - 将%号左边的值除以%号右边的值并且将得到的结果的余数返回	10%5得0 ，10%3 得1， 20%7 得6
**	幂 - 返回x的y次幂，就是返回多少次方	2**8 得256
//	取整除 - 返回x除以y的商的整数部分	9//2得4 ， 9.0//2.0得4.0

比较运算

以下例子a = 10 , b= 20

运算符	描述	示例
==	判断两个对象是否相等	(a == b) is not true.
!=	判断两个对象是否不相等	(a != b) is true.
<>	判断两个对象是否不相等	(a <> b) is true. 与 != 运算符一样.
>	大于 - 返回a是否大于b	(a > b) is not true.
<	小于 - 返回a是否小于b	(a < b) is true.
>=	大于等于 - 返回a 是否大于等于b	(a >= b) is not true.
<=	小于等于 - 返回a 是否小于等于b	(a <= b) is true.

赋值运算

运算符	描述	示例
=	赋值 - 将右边的值赋值给左边的变量名	c = a + b 将会把a+b的结果赋值给c
+=	自加赋值 - 将+=号左边的值与+=号右边的值相加，然后再把结果赋值给+=号左右的值	c += a相当于 c = c + a
-=	自减赋值	c -= a相当于 c = c - a
*=	自乘赋值	c = a 相当于 c = c a
/=	自除赋值	c /= a 相当于 c = c / a
%=	自取模赋值	c %= a 相当于 c = c % a
**=	自求幂赋值	c = a 相当于 c = c a
//=	自取整赋值	c //= a 相当于 c = c // a

按位运算(二进制运算)

我们都知道，计算机处理数据的时候都会把数据最终变成0和1的二进制来进行运算，也就是说，计算机其实只认识0和1，那按位运算其实就是把数字转换成二进制的形式后再进行位运算的，唉呀，说的好迷糊，直接看例子，我们设定a=60; b=13; 要进行位运算，就得把他们先转成2进制格式，那0和1是如何表示60和13的呢？学过计算机基础的人都知道，计算机最小的存储单位是字节，也就是说一个数字、一个字母最少需要用一个字节来存储，然后呢，一个字节又由8个2进制位来表示，也就是８bit，所以呢，一个计算机中最小的数据也需要用一个字节来存储噢。那为是什么8位而不是9位、10位、20位呢？这个问题上学的时候应该都讲过，不明白的自己网上查下吧再。8个二进制如何表示60这个数字呢？聪明的计算机先人们想到了用占位的方式来轻松的实现了，怎么占位呢？如下表所示，我们把8个二进制位依次排列，每个二进制位代表一个固定的数字，这个数字是由2的8次方得来的，即每个二进制位代表的值就是2的第几次方的值，８个二进制位能表示的最大数是2**8=256，那把60分解成二进制其实就是以此在这8位上做个比对，只要把其中的几位相加，如果结果正好等于60，那这个位就找对了，首先看60 肯定占不了128和64那两位，不占位就设为0，后面的32+16+8+4=60，所以这几位要设置为1，其它的全设置为0，13的二进制算法也是一样的。

二进制位数	8	7	6	5	4	3	2	1
每位所代表的数字	128	64	32	16	8	4	2	1
60	0	0	1	1	1	1	0	0
13	0	0	0	0	1	1	0	1

好，知道了10进制如何转2进制了之后，我们接着来看，如果进行2个10进制数字的位运算

运算符	描述	示例
&	与运算，这个二进制位必须在2组数中都为真，结果才返回真	(a & b)得12，二进制位： 0000 1100
\|	或运算，这个二进制位只需在其中一组数据中为真即返回真	(a \| b)得 61，二进制位： 0011 1101
^	异或运算，只要这个二进制位在两组数据中不相同就返回真	(a ^ b)得 49 ，二进制位： 0011 0001
<<	左移运算，将a整体向左移2位	a << 2得240，二进制位： 1111 0000
>>	右移运算，将a整体向左移3位	a >> 3得 7 ，二进制位： 0000 0111

看下面的运算过程：

二进制位	8	7	6	5	4	3	2	1	结果
每位所代表的数字	128	64	32	16	8	4	2	1
60	0	0	1	1	1	1	0	0
13	0	0	0	0	1	1	0	1
&与运算	0	0	0	0	1	1	0	0	12
\|或运算	0	0	1	1	1	1	0	1	61
^异或运算	0	0	1	1	0	0	0	1	49
a<<2	1	1	1	1	0	0	0	0	240
a>>3	0	0	0	0	0	1	1	1	7

后面还有

逻辑运算符 and 、or 、not

关系运算符 in 、not in

验证运算符 is 、 is not

因为我们现在还没有学流程控制相关的，现在说这些反而会让你迷惑，先忘掉这几个吧，以后我们用到的时候你自然就会明白了哈。

字符编码 <引用3>

我们已经讲过了，字符串也是一种数据类型，但是，字符串比较特殊的是还有一个编码问题。

因为计算机只能处理数字，如果要处理文本，就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以，一个字节能表示的最大的整数就是255（二进制11111111=十进制255），如果要表示更大的整数，就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是65535，4个字节可以表示的最大整数是4294967295。

由于计算机是美国人发明的，因此，最早只有127个字母被编码到计算机里，也就是大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母A的编码是65，小写字母z的编码是122。

但是要处理中文显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和ASCII编码冲突，所以，中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。

你可以想得到的是，全世界有上百种语言，日本把日文编到Shift_JIS里，韩国把韩文编到Euc-kr里，各国有各国的标准，就会不可避免地出现冲突，结果就是，在多语言混合的文本中，显示出来会有乱码。

因此，Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有乱码问题了。

Unicode标准也在不断发展，但最常用的是用两个字节表示一个字符（如果要用到非常偏僻的字符，就需要4个字节）。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode。

现在，捋一捋ASCII编码和Unicode编码的区别：ASCII编码是1个字节，而Unicode编码通常是2个字节。

字母A用ASCII编码是十进制的65，二进制的01000001；

字符0用ASCII编码是十进制的48，二进制的00110000，注意字符'0'和整数0是不同的；

汉字中已经超出了ASCII编码的范围，用Unicode编码是十进制的20013，二进制的01001110 00101101。

你可以猜测，如果把ASCII编码的A用Unicode编码，只需要在前面补0就可以，因此，A的Unicode编码是00000000 01000001。

新的问题又出现了：如果统一成Unicode编码，乱码问题从此消失了。但是，如果你写的文本基本上全部是英文的话，用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间，在存储和传输上就十分不划算。

所以，本着节约的精神，又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节，常用的英文字母被编码成1个字节，汉字通常是3个字节，只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符，用UTF-8编码就能节省空间：

字符	ASCII	Unicode	UTF-8
A	01000001	00000000 01000001	01000001
中	x	01001110 00101101	11100100 10111000 10101101

从上面的表格还可以发现，UTF-8编码有一个额外的好处，就是ASCII编码实际上可以被看成是UTF-8编码的一部分，所以，大量只支持ASCII编码的历史遗留软件可以在UTF-8编码下继续工作。

搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系，我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式：

在计算机内存中，统一使用Unicode编码，当需要保存到硬盘或者需要传输的时候，就转换为UTF-8编码。

用记事本编辑的时候，从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里，编辑完成后，保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件：

浏览网页的时候，服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器：

所以你看到很多网页的源码上会有类似<meta charset="UTF-8" />的信息，表示该网页正是用的UTF-8编码。

Python的字符串

搞清楚了令人头疼的字符编码问题后，我们再来研究Python对Unicode的支持。

因为Python的诞生比Unicode标准发布的时间还要早，所以最早的Python只支持ASCII编码，普通的字符串'ABC'在Python内部都是ASCII编码的。Python提供了ord()和chr()函数，可以把字母和对应的数字相互转换：

>>> ord('A') 65 >>> chr(65) 'A'

Python在后来添加了对Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u'...'表示，比如：

>>> print u'中文' 中文 >>> u'中' u'\u4e2d'

写u'中'和u'\u4e2d'是一样的，\u后面是十六进制的Unicode码。因此，u'A'和u'\u0041'也是一样的。

两种字符串如何相互转换？字符串'xxx'虽然是ASCII编码，但也可以看成是UTF-8编码，而u'xxx'则只能是Unicode编码。

把u'xxx'转换为UTF-8编码的'xxx'用encode('utf-8')方法：

>>> u'ABC'.encode('utf-8') 'ABC' >>> u'中文'.encode('utf-8') '\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

英文字符转换后表示的UTF-8的值和Unicode值相等（但占用的存储空间不同），而中文字符转换后1个Unicode字符将变为3个UTF-8字符，你看到的\xe4就是其中一个字节，因为它的值是228，没有对应的字母可以显示，所以以十六进制显示字节的数值。len()函数可以返回字符串的长度：

>>> len(u'ABC') 3 >>> len('ABC') 3 >>> len(u'中文') 2 >>> len('\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87') 6

反过来，把UTF-8编码表示的字符串'xxx'转换为Unicode字符串u'xxx'用decode('utf-8')方法：

>>> 'abc'.decode('utf-8') u'abc' >>> '\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8') u'\u4e2d\u6587' >>> print '\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8') 中文

由于Python源代码也是一个文本文件，所以，当你的源代码中包含中文的时候，在保存源代码时，就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时，为了让它按UTF-8编码读取，我们通常在文件开头写上这两行：

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

第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统，这是一个Python可执行程序，Windows系统会忽略这个注释；

第二行注释是为了告诉Python解释器，按照UTF-8编码读取源代码，否则，你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

格式化

最后一个常见的问题是如何输出格式化的字符串。我们经常会输出类似'亲爱的xxx你好！你xx月的话费是xx，余额是xx'之类的字符串，而xxx的内容都是根据变量变化的，所以，需要一种简便的格式化字符串的方式。

在Python中，采用的格式化方式和C语言是一致的，用%实现，举例如下：

>>> 'Hello, %s' % 'world' 'Hello, world' >>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000) 'Hi, Michael, you have $1000000.'

你可能猜到了，%运算符就是用来格式化字符串的。在字符串内部，%s表示用字符串替换，%d表示用整数替换，有几个%?占位符，后面就跟几个变量或者值，顺序要对应好。如果只有一个%?，括号可以省略。

常见的占位符有：

%d	整数
%f	浮点数
%s	字符串
%x	十六进制整数

其中，格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数：

>>> '%2d-%02d' % (3, 1) ' 3-01' >>> '%.2f' % 3.1415926 '3.14'

如果你不太确定应该用什么，%s永远起作用，它会把任何数据类型转换为字符串：

>>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True) 'Age: 25. Gender: True'

对于Unicode字符串，用法完全一样，但最好确保替换的字符串也是Unicode字符串：

>>> u'Hi, %s' % u'Michael' u'Hi, Michael'

有些时候，字符串里面的%是一个普通字符怎么办？这个时候就需要转义，用%%来表示一个%：

>>> 'growth rate: %d %%' % 7 'growth rate: 7 %'

小结

由于历史遗留问题，Python 2.x版本虽然支持Unicode，但在语法上需要'xxx'和u'xxx'两种字符串表示方式。

Python当然也支持其他编码方式，比如把Unicode编码成GB2312：

>>> u'中文'.encode('gb2312') '\xd6\xd0\xce\xc4'

Try

但这种方式纯属自找麻烦，如果没有特殊业务要求，请牢记仅使用Unicode和UTF-8这两种编码方式。

在Python 3.x版本中，把'xxx'和u'xxx'统一成Unicode编码，即写不写前缀u都是一样的，而以字节形式表示的字符串则必须加上b前缀：b'xxx'。

格式化字符串的时候，可以用Python的交互式命令行测试，方便快捷。