Python学习之路（一）之Python基础1

目录

• Python基础初识
  • 1、Python介绍
    • 1.1、Python简介
    • 1.2、Python特点
    • 1.3、Python应用领域
    • 1.4、Python解释器的种类
  • 2、Python基础初识
    • 2.1、运行python代码
    • 2.2、变量
    • 2.3、常量
    • 2.4、注释
    • 2.5、用户交互
    • 2.6、基础数据类型了解
    • 2.7、流程控制语句if
    • 2.8、循环语句while
    • 2.9、练习题
    • 2.10、格式化输出
    • 2.11、编码
    • 2.12、运算符

Python基础初识

1、Python介绍

1.1、Python简介

Python是著名的“龟叔”Guido van Rossum在1989年圣诞节期间，为了打发无聊的圣诞节而编写的一个编程语言，Python官方网站 。

Python是一种计算机程序设计语言。你可能已经听说过很多种流行的编程语言，比如非常难学的C语言，非常流行的Java语言，适合初学者的Basic语言，适合网页编程的JavaScript语言等等。

Python 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。

• 解释型语言：这意味着开发过程中没有编译环节，类似于PHP和Perl语言。
• 交互式语言：这意味着可以在一个Python提示符直接互动执行你写的程序。
• 面向对象语言：这意味着Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。

1.2、Python特点

• 易于学习：Python有相对较少的关键字，结构简单，和一个明确定义的语法，学习起来更加简单。
• 易于阅读：Python代码定义的更清晰。
• 易于维护：Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
• 丰富的标准库：Python的最大的优势之一是丰富的库，跨平台的，在UNIX，Windows和Macintosh兼容很好。
• 互动模式：互动模式的支持，您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言，互动的测试和调试代码片断。
• 可移植：基于其开放源代码的特性，Python已经被移植（也就是使其工作）到许多平台。
• 可扩展：如果你需要一段运行很快的关键代码，或者是想要编写一些不愿开放的算法，你可以使用C或C++完成那部分程序，然后从你的Python程序中调用。
• 数据库：Python提供所有主要的商业数据库的接口。
• GUI编程：Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。
• 可嵌入: 你可以将Python嵌入到C/C++程序，让你的程序的用户获得"脚本化"的能力。

1.3、Python应用领域

• 云计算: 云计算最火的语言， 典型应用OpenStack
• WEB开发: 众多优秀的WEB框架，众多大型网站均为Python开发，Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。， 典型WEB框架有Django
• 科学运算、人工智能: 典型库NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
• 系统运维: 运维人员必备语言
• 金融：量化交易，金融分析，在金融工程领域，Python不但在用，且用的最多，而且重要性逐年提高。原因：作为动态语言的Python，语言结构清晰简单，库丰富，成熟稳定，科学计算和统计分析都很牛逼，生产效率远远高于c,c++,java,尤其擅长策略回测
• 图形GUI: PyQT, WxPython,TkInter

1.4、Python解释器的种类

​ 当我们编写Python代码时，我们得到的是一个包含Python代码的以.py为扩展名的文本文件。要运行代码，就需要Python解释器去执行.py文件。

• CPython

Python的官方版本，使用C语言实现，使用最为广泛，CPython会将源文件（py文件）转换成字节码文件（pyc文件），然后运行在Python虚拟机上。

• PyPy

Python实现的Python，PyPy运行在CPython（或者其它实现）之上，用户程序运行在PyPy之上，将Python的字节码再动态编译成机器码（非解释），它的目标是执行速度。

• 其它Python

如Jyhton、IronPython、RubyPython、Brython等。

• 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。

2、Python基础初识

2.1、运行python代码

在桌面下创建一个t1.py文件内容是：

print('hello world')

打开windows命令行输入cmd，确定后 写入代码python t1.py

在这里也可以切换成python2.x的环境进行运行，但是2.x版本和3.x版本是有一定区别的。

python2和python3的区别：

• python2：默认编码方式为ascii编码。解决方式：在文件的首行添加：-*- coding: utf-8 -*-
• python3：默认编码方式utf-8

2.2、变量

变量：把程序运行的中间结果临时的存在内存里，以便后续的代码调用。

声明变量：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
name = "beijing"

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

变量的作用：昵称，其代指内存里某个地址中保存的内容。

变量定义的规则：

• 1、必须由数字，字母，下划线任意组合，且不能数字开头。
• 2、不能是python中的关键字。['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']
• 3、变量具有可描述性，看名知意。
• 4、不建议使用中文作为变量名称，遵守规范。

推荐变量的定义方式：

#驼峰体

AgeOfKimboy = 26

NumberOfStudents = 80

#下划线

age_of_kimboy = 56

number_of_students = 80

变量的赋值

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

name1 = "wusong"
name2 = "suwukong"

student1 = "tangseng"
student2 = student1

2.3、常量

常量即指不变的量，如π 3.141592653..., 或在程序运行过程中不会改变的量

2.4、注释

当行注释：# 被注释内容

多行注释：'''被注释内容'''，或者 """被注释内容"""

2.5、用户交互

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
# 将用户输入的内容赋值给 name 变量
name = input("请输入用户名：")
  
# 打印输入的内容
print(name)

执行结果：
E:\Python19\venv\Scripts\python.exe E:/Python19/DAY01/t2.py
please input your name:kimi
kimi

Process finished with exit code 0

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。 同时也可以让用户输入多个信息，如下：

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

name = input("what is your name?")
age = input("how old are you?")
hometown = input("where are you come from?")

print("hello",name,"you are",age,"years old,you come from",hometown)

执行结果：
E:\Python19\venv\Scripts\python.exe E:/Python19/DAY01/t2.py
what is your name?kimi
how old are you?26
where are you come from?China
hello kimi you are 26 years old,you come from China

2.6、基础数据类型了解

什么是数据类型？

​ 我们人类可以很容易的分清数字与字符的区别，但是计算机并不能呀，计算机虽然很强大，但从某种角度上看又很傻，除非你明确的告诉它，1是数字，“汉”是文字，否则它是分不清1和‘汉’的区别的，因此，在每个编程语言里都会有一个叫数据类型的东东，其实就是对常用的各种数据类型进行了明确的划分，你想让计算机进行数值运算，你就传数字给它，你想让他处理文字，就传字符串类型给他。Python中常用的数据类型有多种，今天我们暂只讲3种， 数字、字符串、布尔类型

2.6.1、整数类型（int）

• 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。

PS：在Python3中不再有long整型，全部都为int类型

>>> 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'>

2.6.2、字符串类型（str）

在Python中，加了引号的字符都被认为是字符串！！！！

>>> name = "Kimi Li" #双引号
>>> age = "26"       #只要加引号就是字符串
>>> age2 = 26          #int类型
>>> 
>>> msg = '''My name is taibai, I am 22 years old!'''  #3个引号也可以
>>> 
>>> hometown = 'Guangdong'   #单引号也可以

单引号、双引号、多引号基本没什么区别，但是在以下这种情况时，需要考虑单双的配合：

msg = "My name is Kimi, I'm 26 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

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

msg = '''
床前明月光，
疑是地上霜。
举头望明月，
低头思故乡。
'''
print(msg)

执行结果：
E:\Python19\venv\Scripts\python.exe E:/Python19/DAY01/t2.py

床前明月光，
疑是地上霜。
举头望明月，
低头思故乡。
Process finished with exit code 0

字符串的拼接

数字可以进行加减乘除等运算，字符串呢？是的，但只能进行"相加"和"相乘"运算。

>>> name = 'kimi'
>>> print(name)
kimi
>>> age = '26'
>>> name + age  #相加其实就是简单拼接
'kimi26'
>>> name * 5    #相乘其实就是复制自己多少次，再拼接在一起
'kimikimikimikimikimi'

注意，字符串的拼接只能是双方都是字符串，不能跟数字或其它类型拼接

>>> age2 =30
>>> type(name),type(age2)
(<class 'str'>, <class 'int'>)
>>> name
'kimi'
>>> age2
30
>>> name + age2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str  #错误提示数字 和 字符 不能拼接

2.6.3、布尔值（True、False）

布尔类型很简单，就两个值 ，一个True(真)，一个False(假), 主要用记逻辑判断

现在有2个值 ， a=3, b=5 , 我说a>b你说成立么? 我们当然知道不成立，但问题是计算机怎么去描述这成不成立呢？或者说a< b是成立，计算机怎么描述这是成立呢？

没错，答案就是，用布尔类型

>>> a=3
>>> b=5
>>> 
>>> a > b #不成立就是False,即假
False
>>> 
>>> a < b #成立就是True, 即真
True

2.7、流程控制语句if

Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。

单分支

if 表达式1:
    语句

双分支

if 表达式1:
    语句1
else:
    语句2

多分支

if 表达式1:
    语句
elif 表达式2:
    语句
else:
    语句

if嵌套

if 表达式1:
    语句
    if 表达式2:
        语句
    elif 表达式3:
        语句
    else:
        语句
elif 表达式4:
    语句
else:
    语句

注意：

• 1、每个条件后面要使用冒号 :，表示接下来是满足条件后要执行的语句块。
• 2、使用缩进来划分语句块，相同缩进数的语句在一起组成一个语句块。
• 3、在Python中没有switch – case语句。

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

score = int(input("输入分数:"))

if score > 100:
    print("我擦，最高分才100...")
elif score >= 90:
    print("A")
elif score >= 80:
    print("B")
elif score >= 60:
    print("C")
elif score >= 40:
    print("D")
else:
    print("太笨了...E")
    
执行结果：
E:\Python19\venv\Scripts\python.exe E:/Python19/DAY01/t2.py
输入分数:10
太笨了...E

Process finished with exit code 0

这里有个问题，就是当我输入95的时候 ，它打印的结果是A,但是95 明明也大于第二个条件elif score >=80:呀, 为什么不打印B呢？这是因为代码是从上到下依次判断，只要满足一个，就不会再往下走啦，这一点一定要清楚呀！

2.8、循环语句while

2.8.1、语法

while 判断条件：
    语句

同样需要注意冒号和缩进。另外，在Python中没有do..while循环。

 使用while 来打印1-100：

********方法一********
count = 1
flag = True
#标志位
while flag:
    print(count)
    count = count + 1
    if count > 100 :
        flag = False

********方法二********
count = 1
while count <= 100:
    print(count)
    count = count + 1

计算1-100的总和

count = 1
sum = 0

while count <= 100:
    sum = sum + count 
    count = count + 1
    
print(sum)

2.8.2、终止循环语句

如果在循环的过程中，因为某些原因，你不想继续循环了，怎么把它中止掉呢？这就用到break 或 continue 语句

• break用于完全结束一个循环，跳出循环体执行循环后面的语句
• continue和break有点类似，区别在于continue只是终止本次循环，接着还执行后面的循环，break则完全终止循环

例子:break

count = 0
while count <= 100 : #只要count<=100就不断执行下面的代码
    print("loop ", count)
    if count == 5:
        break
    count +=1 #每执行一次，就把count+1，要不然就变成死循环啦，因为count一直是0

print("-----out of while loop ------")

执行结果：
E:\Python19\venv\Scripts\python.exe E:/Python19/DAY01/t1.py
loop  0
loop  1
loop  2
loop  3
loop  4
loop  5
-----out of while loop ------

Process finished with exit code 0

例子：continue

count = 0
while count <= 100 : 
    count += 1
    if count > 5 and count < 95: #只要count在6-94之间，就不走下面的print语句，直接进入下一次loop
        continue 
    print("loop ", count)

print("-----out of while loop ------")

执行结果：
E:\Python19\venv\Scripts\python.exe E:/Python19/DAY01/t1.py
loop  1
loop  2
loop  3
loop  4
loop  5
loop  95
loop  96
loop  97
loop  98
loop  99
loop  100
loop  101
-----out of while loop ------

Process finished with exit code 0

2.8.3、while...else

在Python当中还有一个while ... else...语句

while后面的else的作用：当while循环正常执行完毕，中间无berak终止的话，就会执行else后面的语句。

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
count = 0
while count < 5:
    count += 1
    print("Loop",count)

else:
    print("The loop is over.")
print("------while loop is exitd------")

执行结果：
Loop 1
Loop 2
Loop 3
Loop 4
Loop 5
The loop is over.
------while loop is exitd------

从上面可以看到，循环过程中没有break，会自动去执行else后面的语句。当执行过程被break终止了，就不会再去执行else后面的语句，如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
count = 0
while count < 5:
    count += 1
    if count == 3:break
    print("Loop",count)

else:
    print("The loop is over.")
print("------while loop is exitd------")

执行结果：
Loop 1
Loop 2
------while loop is exitd------

2.9、练习题

1、使用while循环输入 1 2 3 4 5 6 8 9 10

count = 0
while count < 10:
    count = count + 1
    if count == 7:
        print(' ')
    else:
        print(count)

2、求1-100的所有数的和

count = 1
sum = 0
while count <= 100:
    sum = sum +count
    count = count + 1
print(sum)

3、输出 1-100 内的所有奇数

#方法一：
count = 1
while count < 101:
    print(count)
    count += 2

#方法二：
count = 1
while count <= 100:
    num = count % 2
    if num != 0:
        print(count)
    count = count + 1

4、输出 1-100 内的所有偶数

count = 1
while count <= 100:
    num = count % 2
    if num == 0:
        print(count)
    count = count + 1

5、求1-2+3-4+5 ... 99的所有数的和

sum = 0
count = 1
while count < 100:
    if count % 2 == 0:
        sum -= count
    else:
        sum += count
    count += 1
print(sum)

6、用户登陆（三次机会重试）

i = 0
while i < 3:
    username = input('Please input your username:')
    password = input('Please input your password:')
    if username == 'kimi' and password == '123123':
        print('Login sucess!!')
    else:
        print('Login Failed,Please retry again!')
    i += 1

2.10、格式化输出

现有一需求，问用户的姓名、年龄、工作、爱好，需要按以下格式打印个人信息

------------ info of Kimi Li -----------
Name  : Kimi Li
Age   : 26
job   : sales
Hobbie: football
------------- end -----------------

如果使用字符拼接的方式，还是相对来说比较难实现这样的格式化输出的。为此Python当中有一种格式化输出的方法。

只需要把打印的格式准备好，并使用占位符（% s d），再将字符串的占位符和外部的变量进行映射即可。如下：

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

name =  input("Please input your name:")
age = input("Please input your age:")
job = input("Please input your job:")
hobbie =  input("Please input your hobbie:")

info = '''
---------- info of %s ----------    #这里的每个%s就是一个占位符，本行的代表 后面拓号里的 name 
Name   : %s     #代表 name 
Age    : %s     #代表 age 
Job    : %s     #代表 job
Hobbie : %s     #代表 hobbie 
------------ end ---------------
''' %(name,name,age,job,hobbie)     # 这行的 % 号就是 把前面的字符串 与括号 后面的 变量 关联起来 

print(info)

执行结果：
E:\Python19\venv\Scripts\python.exe E:/Python19/DAY01/format.py
Please input your name:Kimi
Please input your age:26
Please input your job:sales
Please input your hobbie:football

---------- info of Kimi ----------
Name   : Kimi 
Age    : 26
Job    : sales
Hobbie : football
------------ end ---------------

Process finished with exit code 0

%s就是代表字符串占位符，除此之外，还有%d,是数字占位符， 如果把上面的age后面的换成%d，就代表你必须只能输入数字啦

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

name =  input("Please input your name:")
age = input("Please input your age:")
job = input("Please input your job:")
hobbie =  input("Please input your hobbie:")

info = '''
---------- info of %s ----------
Name   : %s 
Age    : %d     #换成%d的数字占位符，该变量必须是一个数字，否则会报错
Job    : %s
Hobbie : %s
------------ end ---------------
''' %(name,name,age,job,hobbie)

print(info)

当我们输入age的值是一个字符串或者是数字时，会报以下错误：
Traceback (most recent call last):
File "E:/Python19/DAY01/format.py", line 16, in <module>
''' %(name,name,age,job,hobbie)
TypeError: %d format: a number is required, not str

这是为什么的？？？要知道的是input接收的所有输入默认都是字符串格式！！此时就需要进行类型转换。

age = int(input("Please input your age:"))  #使用int对age的输入值，str转换成init类型

现在有这样的一行代码：

msg = "我是%s,年龄%d,目前学习进度为50%" %('Kimi',26)
print(msg)

执行结果：
Traceback (most recent call last):
  File "E:/Python19/DAY01/format.py", line 19, in <module>
    msg = "我是%s,年龄%d,目前学习进度为50%"%('Kimi',26)
ValueError: incomplete format

因为在格式化输出里，出现%默认为就是占位符的%，但是想在上面一条语句中最后的80%就是表示80%而不是占位符，怎么办？

msg = "我是%s,年龄%d,目前学习进度为50%%" %('Kimi',26)
print(msg)

这样就可以了，第一个%是对第二个%的转义，告诉Python解释器这只是一个单纯的%，而不是占位符。

2.11、编码

电脑的传输，还有储存的实际上都是0101010101。我们在硬盘上看到的多少GB甚至TB的存储量，实际在计算机中的具体表示都为二进制。

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。

从上面的编码表格上知道，在编码的最左边一位全部都是0。最初设计者使用7位的二进制已经足够表示所有的英文、特殊字符等，然而设计者为了拓展，于是预留出1位的。于是就有2**8=256种方式对英文进行表示。那对于编码的单位有以下的规则：

8位（bit）表示1个字节（byte）

1024字节 = 1kb

1024kb = 1MB

1024MB = 1GB

1024GB = 1TB

由于计算机的发展，最初美国设计的ascii码无法满足世界的通用。比如ascii码无法满足对中文的编码。为了解决这个全球化的文字问题，创建了 一个万国码--unicode。

我们知道1个字节，可以表示所有的英文和特殊字符以及数字等等。那么1个中文需要多少个字节来表示中文呢？最初开始使用2个字节表示1个中文，但是远远不够。于是unicode编码一个中文使用32位来表示，那么一共会有2**32=4294967296。这样就显得太过于浪费，针对这种的现象，于是对unicode进行升级。则出现了utf-8的编码方式：一个中文用3个字节去表示，即：2**24=16777216，这样就可以包含了所有的语言表示。

还有一种编码方式是GBK，是属于国内自创的一种编码方式，仅供国内使用。一个中文用2个字节表示。但是无法包含所有的中文。

2.12、运算符

Python语言支持以下类型的运算符:

• 算术运算符
• 比较（关系）运算符
• 赋值运算符
• 逻辑运算符
• 位运算符
• 成员运算符
• 身份运算符
• 运算符优先级

• 算术运算符

以下假设变量a为10，变量b为21：

• 比较运算符

以下假设变量a为10，变量b为20：

• 赋值运算符

  以下假设变量a为10，变量b为20：

• 逻辑运算符

以下假设变量 a 为 10, b为 20:

针对逻辑运算符，需要有以下的了解：

• 1、在没有（）的情况下，not优先级高于and，and优先级高于or，即优先级关系为：（）> not > and > or，同一优先级从左往右计算。如下例题：

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

print(3>4 or 4<3 and 1==1)  #False
print(1 < 2 and 3 < 4 or 1>2)   #True
print(2 > 1 and 3 < 4 or 4 > 5 and 2 < 1)   #True
print(1 > 2 and 3 < 4 or 4 > 5 and 2 > 1 or 9 < 8)  #False
print(1 > 1 and 3 < 4 or 4 > 5 and 2 > 1 and 9 > 8 or 7 < 6)    #False
print(not 2 > 1 and 3 < 4 or 4 > 5 and 2 > 1 and 9 > 8 or 7 < 6)    #False
print(not 2 < 1) #True

• 2、x or y , x为真，值就是x，x为假，值是y；

  ​ x and y, x为真，值是y,x为假，值是x。

'''x or y  x为True，则返回x; x 为False，则返回Y'''

print(1 or 2)  # x为非0，为True，返回1
print(3 or 2)  # x为非0，为True，返回3
print(0 or 2)  # x为0,为False，返回2
print(0 or 100)  # x为0,为False，返回100
print(2 or 100 or 3 or 4) # 从左往右，一次计算，返回2

'''x and y  x为True，则返回y；x为False，则返回x'''
print(1 and 2)  # x为非0，返回2
print(0 and 2)  # x为0，返回0
print(2 or 1 < 3)   #先比较1< 3为False，即为0；2 or 0 返回2

***********or 和  and 混合***********
print(3 > 1 or 2 and 2) #优先级计算and，为2；1 or 2 ，返回1；3 > 1，返回True

• 成员运算

  除了以上的一些运算符之外，Python还支持成员运算符，测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组。

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
a = 10
b = 20
list = [1, 2, 3, 4, 5 ];
 
if ( a in list ):
   print ("1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
   print ("1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")
 
if ( b not in list ):
   print ("2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中")
else:
   print ("2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中")
 
# 修改变量 a 的值
a = 2
if ( a in list ):
   print ("3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
   print ("3 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")
   
执行结果：
E:\Python19\venv\Scripts\python.exe E:/Python19/DAY01/逻辑运算符.py
1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中
2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中
3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中

• 运算符的优先级

  以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符：