作者：超哥
一、python简介和特性
1.1 python简介
python 官方如下介绍 python:
Python是一种简单易学，功能强大的编程语言，它有高效率的高层数据结构，简单而有效地实现面向对象编程。
Python简洁的语法和对动态输入的支持，再加上解释性语言的本质，使得它在大多数平台上的许多领域都是一个理想的脚本语言，特别适用于快速的应用程序开发。
1.2 python 发展简史
1.2.1 python 产生的背景
Python的作者，Guido von Rossum(吉多·范罗苏姆)，荷兰人。1982年，Guido从阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)获得了数学和计算机硕士学位。然而，尽管他算得上是一位数学家，但他更加享受计算机带来的乐趣。用他的话说，尽管拥有数学和计算机双料资质，他总趋向于做计算机相关的工作，并热衷于做任何和编程相关的活儿。
Guido希望有一种语言，这种语言能够像C语言那样，能够全面调用计算机的功能接口，又可以像shell那样，可以轻松的编程。ABC语言让Guido看到希望。
ABC 语言尽管已经具备了良好的可读性和易用性，ABC语言最终没有流行起来。在当时，ABC语言编译器需要比较高配置的电脑才能运行。而这些电脑的使用者通常精通计算机，他们更多考虑程序的效率，而非它的学习难度。除了硬件上的困难外，ABC语言的设计也存在一些其他致命的问题：可拓展性差、不能直接进行IO、过度革新、传播困难
1989年，为了打发圣诞节假期，Guido开始写Python语言的编译/解释器。Python来自Guido所挚爱的电视剧Monty Python’s Flying Circus (BBC1960-1970年代播放的室内情景幽默剧，以当时的英国生活为素材)。他希望这个新的叫做Python的语言，能实现他的理念(一种C和shell之间，功能全面，易学易用，可拓展的语言)。Guido作为一个语言设计爱好者，已经有过设计语言的(不很成功)的尝试。
1.2.2 python 的诞生
- 1991年，第一个Python编译器(同时也是解释器)诞生。它是用C语言实现的，并能够调用C库(.so文件)。从一出生，Python已经具有了：类(class)，函数(function)，异常处理(exception)，包括表(list)和词典(dictionary)在内的核心数据类型，以及模块(module)为基础的拓展系统。
- Python语法很多来自C，但又受到ABC语言的强烈影响。来自ABC语言的一些规定直到今天还富有争议，比如强制缩进。但这些语法规定让Python容易读。另一方面，Python聪明的选择服从一些惯例，特别是C语言的惯例，比如回归等号赋值。Guido认为，如果“常识”上确立的东西，没有必要过度纠结。
-
最初的Python完全由Guido本人开发。Python得到Guido同事的欢迎。他们迅速的反馈使用意见，并参与到Python的改进。Guido和一些同事构成Python的核心团队。他们将自己大部分的业余时间用于hack Python。随后，Python拓展到研究所之外。Python将许多机器层面上的细节隐藏，交给编译器处理，并凸显出逻辑层面的编程思考。Python程序员可以花更多的时间用于思考程序的逻辑，而不是具体的实现细节。这一特征吸引了广大的程序员。Python开始流行。
1.2.3python 在语言排行榜中的位置
1.3 python 特性
- 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。
- 一个广泛的标准库：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。
1.4 python 应用场景
-
web开发:
基于python产生了许多优秀的web框架，像django、web.py。许许多多伟大的开源社区的程序员为它们贡献了诸多的开源库，使得开发起来十分便捷。 -
爬虫开发:
实际上这个只是一个小小的应用，基于python的http库有很多，比如常见的httplib，urllib2，requests等， 都很好的封装了http协议中的post,get等方法，也很方便的能够模拟浏览器去实现自己想要的功能，并且，对网页的解析也有诸多工具可以使用，如beautifulsoup等。 -
科学计算:
python在科学计算领域也应用越来越广，如物理学领域，各种实验数据的处理以及相关实验模拟等，机器学习领域也产生了诸多的开源库，如sklearn，里面集成了机器学习领域常见的算法，接口良好，文档丰富，也有最近十分火热的Deep Learning的开源库，如theano。 -
服务器后端:
高性能不是说python执行有多快，其实python还是比较慢的，但是在开发高并发，高吞吐率的服务器的时候，还是具有自己独特的优势。 -
开发图形界面程序:
使用一些著名的库，也可以很方便的开发图形界面程序
二、搭建开发环境
python 几乎支持在所有的操作系统上搭建开发环境。
2.1 windows 开发环境搭建
-
下载 python 安装包。下载地址
-
双击安装包开始安装。
测试是否安装成功:打开命令行工具，输入 python.如下显示表示安装成功。
2.2 linux (unbuntu)开发环境搭建
linux 系统一般默认会安装了 python2.x 的版本。如果需要安装 python3.x的版本，需要自行安装。
sudo apt-get install python3安装成功之后在终端输入：python3 测试是否安装成功
2.3 macOS 开发环境搭建
macOS默认也安装了 python2.x 版本。使用 homebrew 安装最新版本(首先你应该安装了 homewbrew)
brew install python3安装成功之后在终端输入：python3 测试是否安装成功。
三、运行 python 代码
有3种办法运行 python 代码：
-
使用 python 交互式解析器
(Python Interpreter)直接运行 python 代码
-
使用 python(window)或 python3(mac/linux)运行
.py文件。Hello.py 文件种的内容
在终端，把当前目录切换到
Hello.py所在的目录，然后输入python3 Hello.py
使用 IDE(例如：pycharm) 直接运行
.py文件。
总结：
- 使用交互式编译器好处是立即看到结果，缺点是代码没有办法保存。一般用临时测试一些代码是时候用。实际开发几乎不用
- 使用文本编辑器编辑
.py用在小型项目问题不大，但是大型项目对文件的管理就比较差。而且一般的文本编辑器代码联想和提示功能都比较弱或者没有。 - IDE对文件的管理、代码联想功能都比较好。但是不建议初学者使用。
四、编码规范
缩进
python 不使用 {} 来组织代码，完全依靠缩进，所以缩进的格式非常重要。
使用4个空格来缩进，不要使用 tab ,更不能 tab 和 空格混用。
使用空格的时候永远使用4个空格，不能使用其他数量的空格，否则语法错误。
建议把开发工具的tab改成4个空格。
sublime 用如下方式设置：另外pycharm默认已经用4个空格替换tab
分号
python不严格要求使用分号( ;)。
理论上应该每行放一句代码。每行代码之后可以添加 分号; 也可以不添加 分号;
尽量不要多句代码放在一行，如果放在一行，则需要添加分号把他们隔开。
命名
使用有意义的，英文单词或词组，绝对不要使用汉语拼音
package/module 名中不要出现
-python 大小写敏感。 a 和 A 是完全不同的。
各种类型的命名规范：
| Type | Public | Internal |
|---|---|---|
| Modules | lower_with_under |
_lower_with_under |
| Packages | lower_with_under |
|
| Classes | CapWords |
_CapWords |
| Exceptions | CapWords |
|
| Functions | lower_with_under() |
_lower_with_under() |
| Global/Class Constants | CAPS_WITH_UNDER |
_CAPS_WITH_UNDER |
| Global/Class Variables | lower_with_under |
_lower_with_under |
| Instance Variables | lower_with_under |
_lower_with_under (protected) or __lower_with_under (private) |
| Method Names | lower_with_under() |
_lower_with_under() (protected) or __lower_with_under() (private) |
| Function/Method Parameters | lower_with_under |
|
| Local Variables | llower_with_under |
五、变量和赋值
变量的概念和在数学中的变量的概念一样的，只是在计算机程序中，变量不仅可以是数字，还可以是任意数据类型。
在 python 中变量的声明与其他语言有显著的差别。
在 python 中，使用变量一定要先给变量赋值，不需要专门去声明。如果是第一次赋值则会在内存中创建一个对象，如果不是第一次则会使用已经创建过的。
a = 10 # 第一次使用 a，所以会自动创建变量a,并把它的赋值为10
print(a) # 10
a = 20 # 第二次使用 a, 所以不会再创建变量 a，而是使用前面创建的变量 a，然后赋值为20
print(a) # 20如果是其他语言比如 java 中，则需要先声明变量，然后赋值。
int a = 10; //Java 中的声明变量和赋值所以，python 中各种代码相比其他语言就是精简和优雅 爽
python 的同一个变量，可以先存储数字，然后也可以再更改为其他类型。这是弱类型语言的典型特征。
a = 10 # 赋值为数字
print(a)
a = 'abc你好' #赋值为字符串
print(a)变量的命名
- 变量名必须是数字、字母(ascii 和 uncode 字符都可以，但是尽量避免使用中文)、下划线_组成
- 不能数字开头
- 如果有多个单词组成，建议每个字母都用小写字母，且不同的单词用下划线连接
合法：abc、a1、_hello、my_girl
不合法：1a、$a
变量的内存模型
虽然 python 的变量使用起来非常简单，但是理解变量的内存模型也是非常重要的。
看下面的代码：
a = "abc"
print(a)
b = a
a = "xyz"
print(a) # abc
print(b) # xyz-
第1行代码做了3件事情：
- 在内存中创建了一个字符串
"abc" - 在内容创建了一个变量，变量名为
a - 字符串
"abc"在内存中的地址赋值给变量a。即可以理解为变量a指向了字符串"abc"
- 在内存中创建了一个字符串
-
第3行代码做了2件事情：
- 创建一个变量，变量名是
b - 把 变量
a的值赋给变量b。因为a中是存储的字符串"abc"的内存地址，则变量b存储的也是字符串"abc"的内存地址。即变量b也指向了字符串"abc"
- 创建一个变量，变量名是
-
第5行代码做了2件事情：
- 在内存中创建了一个字符串
"xyz" - 字符串
"xyz"在内存中的地址赋值给变量b。则b中的值被更换为字符串"xyz"的内存地址，b与 字符串"abc"则再无关系。
- 在内存中创建了一个字符串
六、数据类型
计算机要处理的数据各种各样，每种数据的类型是不一样的，比如有的是数字，有的是字符串等。所以 python 把数据分成了多种类型。
但是有一点要注意：由于 python 是弱类型语言，变量存储的值的类型并不固定。所以 不应该说变量的类型，而应该说变量的值的类型。
什么是字面常量？
一个字面常量（Literal Constants） 的例子是诸如5 、1.23 这样的数字或 你好 、abc 这样的文本。
这么称呼这一变量是因为它们是 字面上的 –你用的就是它字面意义上的值或是内容。数 字 2 总是表示它本身而非其他含义–它是一个 常量，因为它的值不能被改变。
因此，所有的这些都被称作字面常量。
整数
python 可以精确的处理任意长度的整数(也包括负整数)。
a = 200000000000000000000000000000000000000000000000000000
print(a)在计算机中经常用到2进制、8进制、10进制、16进制 类型的数据，python也支持这样的字面量数据。
a = 100 # 十进制的100.
print(a)
b = 0b100 # 用 0b 开头表示二进制数据
print(b)
c = 0o100 # 用 0o 开头表示八进制数据
print(c)
d = 0x100 # 用 0x 开头表示十六进制的数据
print(d)输出结果总是使用10进制形式：
100
4
64
256浮点数
计算机中的浮点数就是我们数学中的小数。
浮点数可以用数学写法，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x109就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以写成1.2e-5等等。
注意：
整数和浮点数在计算机中的存储方式是不一样的。整数永远可以精确的表示，而大部分的浮点数是近似表示。
字符串
在 python 中，用 一对双引号 "" 或 一对单引号 '' 括起来的单个或多个字符就是字符串 。
有些字符没有办法直接写在 单引号或者双引号中，比如回车、换行、制表符等。这时候需要借助转义字符来。
\ 是转义字符。(几乎在所有的编程语言中都是它)
| 转义字符串 | 含义 |
|---|---|
| \n | 换行 |
| \’ | 单引号 |
| \” | 双引号 |
| \ | \ |
| \t | 制表符 |
| \r | 回车 |
| \b | 退格(back) |
如果不想让字符串中的转义字符起作用，则可以在字符串前面添加 r 来表示
a = r'abc\nx\tyz'
print(a)
print("------")
b = 'abc\nx\tyz'
print(b)
如果一个字符串内有多行数据，又不想写过多的 \n 则可以使用 3 对单引号或双引号来表示。
a = '''hello
world
哈哈哈哈'''
print(a)
b = """hello
world
哈哈哈哈
"""
print(b)
在 python 中的字符串是不可变的。
这意味着一旦你创造了一串字符串，你就不能再改变它。尽管这看起来像是一件坏事，但实 际上并非如此。
布尔值
布尔值表示一种逻辑值。在 python 中只有 2 个字面量布尔值 True 和 False 。
可以使用字面量布尔值，也可以通过一定的计算得到布尔值。
a = True
b = False
c = 3 > 4
print(a)
print(b)
print(c)