[第一节]python基础知识

Posted 2020-08-26

写在前面：

  目前python的最新版本是3.6。本博客以3.6版为主，会附带提及2.7版本与此版本的不同之处！

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目录：

1. python简介.

2. python的特点.

3. python的用途.

4. 选择python的目的.

5. 安装python.(linux环境)

6. python代码的执行过程.

7. python解释器.

8. python编程风格.

9. python数据类型.

10.  运行第一个程序.

正文：

1. python简介: (来自百度百科)

  Python的创始人为Guido van Rossum。1989年圣诞节期间，在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，做为ABC 语言的一种继承。之所以选中Python（大蟒蛇的意思）作为该编程语言的名字，是因为他是一个叫Monty Python的喜剧团体的爱好者。

2. python的特点：

  (1)Python是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言。语法简洁清晰，强制用空白符作为语句缩进。

  (2)Python具有丰富和强大的库，又被称为胶水语言。能把其他语言(如C/C++)写的模块很轻松的结合在一起。

  (3)python的优点：

    1)简单，优雅，明确
    2)强大的模块三方库
    3)易移植
    4)面向对象
    5)可扩展(c\java\c#...)
  (4)python的缺点：

    1)代码不能加密
    2)速度慢
    3)...
3. python的用途:

  (1)Web网站：有很多优秀的开源Web框架，比如Django（最流行）、Tornado（轻量级、异步）、Flask（微型）、Web.py（简单）等。

  (2)数据采集：有好用的http库，比如urllib2、requests等。还有高级的屏幕爬取及网页采集框架scrapy。并对网页解析也有很多库，比如lxml、xpath、BeautifulSoup等。 

  (3)大数据分析：常用模块有Numpy、Pandas。并支持写MapReduce、PySpark处理Spark RDD（弹性分布式数据集）。

  (4)运维自动化：编写脚本、Web平台，自动化日常工作。

  (5)科学计算：在科学计算也应用越来越广泛，常用的模块有Numpy、SciPy。

    ......

4. 选择python的目的:

  首先，python语法简单明了，不像java、C等编程语言复杂的语法令人晕头转向;

  其次,很多人都不是编程科班出身,没有任何编程功底，因而学习python能够很快的上手。

  第三，python在自动化运维方面表现出众，用python能够快速开发出轻量级的自动化运维工具,能大大节约运维成本。 

  第四，python是跨平台的编程语言，在目前所有的操作系统上都能运行，即实现了"一次编译到处运行"的特点.  

  第五，python有许多别人开发好的标准库，即前人造好的轮子，我们可以直接拿来使用，大大缩短了程序开发周期.

  .....

5. 安装python

系统环境：CentOS7.3

[[email protected] ~]# cat /etc/redhat-release   //查看当前系统环境.
CentOS Linux release 7.3.1611 (Core) 
[[email protected] ~]# python -V   //查看当前系统默认安装的python版本.
Python 2.7.5
[[email protected] ~]#

注: CentOS系统下的yum命令需要用到python 2.7.5版本,因此不能直接卸载该版本.

首先到官网下载Python3.6安装包:

可以下载到本地再上传到Linux系统，也可直接通过wget命令下载，此处选择第二种方法.

源码编译安装：

[[email protected] tool]# wget https://www.python.org/ftp/python/3.6.0/Python-3.6.0.tgz

[[email protected] tool]# yum -y install readline-devel  
 //此软件包不装的话，安装完Python，在交互式解释器下操作方向键、退格键等会出现乱码.
[[email protected] tool]# tar zxf Python-3.6.0.tgz 
[[email protected] tool]# cd Python-3.6.0
[[email protected] Python-3.6.0]# ./configure --prefix=/usr/local/python3.6 
[[email protected] Python-3.6.0]# yum -y install zlib zlib-devel 
[[email protected] Python-3.6.0]# make && make install 
[[email protected] Python-3.6.0]# echo $?
0
[[email protected] Python-3.6.0]#

然后让系统自动使用python 3.6:

[[email protected] bin]# ll python*
lrwxrwxrwx. 1 root root    7 12月 15 04:32 python -> python2
lrwxrwxrwx. 1 root root    9 12月 15 04:32 python2 -> python2.7
-rwxr-xr-x. 1 root root 7136 11月  6 08:29 python2.7
[[email protected] bin]# mv  python{,.bak}  //将python文件改名
[[email protected] bin]# ll python*
lrwxrwxrwx. 1 root root    9 12月 15 04:32 python2 -> python2.7
-rwxr-xr-x. 1 root root 7136 11月  6 08:29 python2.7
lrwxrwxrwx. 1 root root    7 12月 15 04:32 python.bak -> python2
[[email protected] bin]# ln -sv /usr/local/python3.6/bin/python3.6 /usr/bin/python
"/usr/bin/python" -> "/usr/local/python3.6/bin/python3.6"   //用最新的python3.6替换系统默认python
[[email protected] bin]#

编译安装之后在/usr/local/python3.6/bin下会自动生成一个python3的连接，他指向bin目录中的python3.6.

因为yum使用python2，因此替换为python3后无法正常工作，先通过设置使其继续使用python2.7.5

修改yum的配置文件：

[[email protected] ~]# ll /usr/bin/python*
lrwxrwxrwx. 1 root root   21 1月   3 15:31 /usr/bin/python -> /usr/local/python3.6/bin/python3.6
lrwxrwxrwx. 1 root root    9 12月 15 04:32 /usr/bin/python2 -> python2.7
-rwxr-xr-x. 1 root root 7136 11月  6 08:29 /usr/bin/python2.7
lrwxrwxrwx. 1 root root    7 12月 15 04:32 /usr/bin/python.bak -> python2
[[email protected] ~]# vim /usr/bin/yum 
 #!/usr/bin/python2.7    //把yum配置文件的头行的python改为python2.7.

此时查看系统默认的python版本：

[[email protected] ~]# python -V
Python 3.6.0
[[email protected] ~]# ll `which python`
lrwxrwxrwx. 1 root root 34 1月   3 15:42 /usr/bin/python -> /usr/local/python3.6/bin/python3.6
[[email protected] ~]#

已然生效!

6. python代码的执行过程.

   说到python代码的执行过程，首先，说明下什么是解释型语言？其实python就是一种解释型编程语言，当然还有一种语言估计听了也不会陌生---编译型语言！

   关于对解释型语言和编译型语言的理解：计算机是不能够识别高级语言的，所以当我们运行一个高级语言程序的时候，就需要一个“翻译机”来从事[把高级语言转变成计算机能读懂的机器语言的过程]。这个过程分成两类:第一种是编译，第二种是解释。编译型语言在程序执行之前，先会通过编译器对程序执行一个编译的过程，即把程序转变成机器语言,这样程序运行时就不需要翻译,直接执行就可以了。最典型的例子就是C语言。而解释型语言就没有这个编译的过程，它是在程序运行的时候，通过解释器对程序逐行作出解释，然后直接运行，最典型的例子是Ruby语言。

   通过以上描述，可以总结得出解释型语言和编译型语言的优缺点：因为编译型语言在程序运行之前就已经对程序做出了"翻译"，所以在运行时就忽略掉了"翻译"的过程，所以效率比较高。但也有一些解释型语言可以通过解释器的优化，在对程序做出翻译时对整个程序做出优化，从而在效率上超过编译型语言。

  此外，因为Java等基于虚拟机的语言的存在，又不能把语言纯粹地分成解释型和编译型这两种。用Java来举例，Java首先是通过编译器将程序编译成字节码文件，然后在运行时通过解释器再解释成机器文件。所以说Java是一种先编译后解释的语言。

  说到这里，那python到底是什么？

  其实Python和Java一样，也是一门基于虚拟机的语言,当我们在命令行中输入"python hello.py"时，其实是激活了Python的"解释器"，告诉"解释器"：你要开始工作了。可是在"解释"之前,python执行的第一项工作和Java一样，是编译。熟悉Java的同学可以想一下如何在命令行执行一个Java的程序：

    javac hello.java

    Java hello

只是我们在用Eclipse之类的IDE时，将这两部给融合成为了一部分而已。其实Python也一样，当我们执行"python hello.py"时，python也同样执行了这么一个过程，所以我们对python的描述应该是这样的:Python是一门先编译后解释的语言。

   现在开始步入主题——python代码的执行过程：Python先把源代码（.py文件）编译成字节码(.pyc文件)，然后交给字节码虚拟机，虚拟机一条一条执行字节码指令，将字节码翻译成对应的机器指令（机器码）,从而完成程序的执行。

  两个概念：Pycodeobject和pyc.我们在硬盘上看到的pyc自然不必多说，而其实PyCodeObject则是Python编译器真正编译成的结果(code对象)。当python程序运行时，编译的结果则是保存在位于内存的PyCodeObject中，当Python程序运行结束时，Python解释器会将PyCodeObject写回到pyc文件中。当python程序第二次运行时，首先程序会在硬盘中寻找pyc文件，如果找到就直接载入，否则就重复上面的过程,这样的好处是，不重复编译，提高执行效率。所以我们应该这样来定位PyCodeObject和pyc文件，我们说pyc文件其实是PyCodeObject的一种持久化保存方式。(大致理解python代码是怎么执行的即可).

7. python解释器

 1) CPython     

   当我们装完Python后，其默认的解释器就是CPython，也是官方默认的解释器。CPython是C语言写的，当执行代码时会将代码转化成字节码（ByteCode）。

 2) IPython

   基于CPython之上的一个交互式解释器，相当于默认解释器的一个增强版，最显著的功能就是自动补全，挺好用的。

 3) PyPy

   PyPy本身是由Python编写的，使用了JIT编译器（即时编译器）技术，当执行代码时JIT编译器将代码翻译成机器码。性能相比CPython要好。JAVA也采用了JIT编译器。

 4) Jython

   Jython是由JAVA编写的一个解释器，可以把JAVA模块加载到Python的模块中使用，也可以把Python代码打包成JAR包，意味着允许用Python写JAVA程序了。当执行代码时会将代码转化成JAVA字节码，然后使用JRE（Java Runtime Environment）执行。

 5) IronPython

   在.NET平台上工作的Python语言。

8.  Python编程风格.

  其实不光是Python，对于任何一种编程语言，形成良好的编程风格，能在后续代码的review和管理当中为自己及他人带来许多便利，节省宝贵的时间。

   1) 缩进统一

    Python以空白符作为语句缩进，意味着语句没有结尾符，给往往因为少写一个fi的人带来了福利，在Python中最好以4个空格作为缩进符，这也是大多数人的习惯！

  2) 代码注释

    这点尤为重要。据说优质的代码，注释说明要比代码量多，详细的代码注释不管对自己后期维护还是开源，都是有必要的。就像一个流行的软件，如果没有丰富的使用文档，你认为会有多少耐心的人去花大把的时间研究它呢！

  3) 空格使用

    在操作符两边，以及逗号后面，加1个空格。但是在括号左右不加空格。

    在函数、类、以及某些功能代码块，空出一行，来分隔它们。

  4) 命名

    模块：自己写的模块，文件名全部小写，长名字单词以下划线分隔。

    类：大/小驼峰命名。我一般采用大驼峰命名，也就是每个单词首字母大写。类中私有属性、私有方法，以双下划线作为前缀。

    函数：首单词小写，其余首字母大写。

    变量：都小写，单词以下划线分隔。

    提醒：所有的命名必须能简要说明此代码意义。

  5) 代码换行

   按照语法规则去换行，比如一个很长的表达式，可以在其中某个小表达式两边进行换行，而不是将小表达式拆分，这样更容易阅读。

  6)符号的含义

    "-"表示减号而不是横线

9. python数据类型.

  1) 字符串

   a.使用单引号(‘ ‘),即用单引号括起来表示字符串;

  >>> str = ‘this is string‘
  >>> print(str)

   b.使用双引号(" "),即用双引号括起来表示字符串; 

  >>> str = "this is string"
  >>> print(str)

   c.三引号(""" """)

  >>> str = """this is 
  ... string,
  ... xxx
  ... xxxx"""
  >>> print(str)
  this is 
  string,
  xxx
  xxxx
  >>>

   注:单引号中的字符串与双引号中的字符串用法完全相同.

  2) 整数

  >>> int = 20 
  >>> print(int)

  3) 浮点数

  >>> float = 2.3 
  >>> print(float)

  4) 布尔类型

  >>> bool = False 
  >>> print(bool) 
  >>> bool = True 
  >>> print(bool)

  5) 数字

   包括整数和浮点数.

10.  运行第一个程序.

 a.在交互式解释器下运行:

[[email protected] ~]# python
Python 3.6.0 (default, Jan  3 2017, 15:07:51) 
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-11)] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("Hello World")   
Hello World
>>>

b.写成脚本运行：

[[email protected] python]# vim hello.py
 #!/usr/bin/python 
 print("Hello World")

[[email protected] python]# python hello.py 
Hello World
[[email protected] python]#

第一天完成！

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