Python 复习
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Python 复习相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
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。
现在,全世界差不多有600多种编程语言,但流行的编程语言也就那么20来种。如果你听说过TIOBE排行榜,你就能知道编程语言的大致流行程度。这是最近10年最常用的10种编程语言的变化图:
总的来说,这几种编程语言各有千秋。C语言是可以用来编写操作系统的贴近硬件的语言,所以,C语言适合开发那些追求运行速度、充分发挥硬件性能的程序。而Python是用来编写应用程序的高级编程语言。
当你用一种语言开始作真正的软件开发时,你除了编写代码外,还需要很多基本的已经写好的现成的东西,来帮助你加快开发进度。比如说,要编写一个电子邮件客户端,如果先从最底层开始编写网络协议相关的代码,那估计一年半载也开发不出来。高级编程语言通常都会提供一个比较完善的基础代码库,让你能直接调用,比如,针对电子邮件协议的SMTP库,针对桌面环境的GUI库,在这些已有的代码库的基础上开发,一个电子邮件客户端几天就能开发出来。
Python就为我们提供了非常完善的基础代码库,覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容,被形象地称作“内置电池(batteries included)”。用Python开发,许多功能不必从零编写,直接使用现成的即可。
除了内置的库外,Python还有大量的第三方库,也就是别人开发的,供你直接使用的东西。当然,如果你开发的代码通过很好的封装,也可以作为第三方库给别人使用。
许多大型网站就是用Python开发的,例如YouTube、Instagram,还有国内的豆瓣。很多大公司,包括Google、Yahoo等,甚至NASA(美国航空航天局)都大量地使用Python。
龟叔给Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”,所以Python程序看上去总是简单易懂,初学者学Python,不但入门容易,而且将来深入下去,可以编写那些非常非常复杂的程序。
总的来说,Python的哲学就是简单优雅,尽量写容易看明白的代码,尽量写少的代码。如果一个资深程序员向你炫耀他写的晦涩难懂、动不动就几万行的代码,你可以尽情地嘲笑他。
那Python适合开发哪些类型的应用呢?
首选是网络应用,包括网站、后台服务等等;
其次是许多日常需要的小工具,包括系统管理员需要的脚本任务等等;
另外就是把其他语言开发的程序再包装起来,方便使用。
最后说说Python的缺点。
任何编程语言都有缺点,Python也不例外。优点说过了,那Python有哪些缺点呢?
第一个缺点就是运行速度慢,和C程序相比非常慢,因为Python是解释型语言,你的代码在执行时会一行一行地翻译成CPU能理解的机器码,这个翻译过程非常耗时,所以很慢。而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码,所以非常快。
但是大量的应用程序不需要这么快的运行速度,因为用户根本感觉不出来。例如开发一个下载MP3的网络应用程序,C程序的运行时间需要0.001秒,而Python程序的运行时间需要0.1秒,慢了100倍,但由于网络更慢,需要等待1秒,你想,用户能感觉到1.001秒和1.1秒的区别吗?这就好比F1赛车和普通的出租车在北京三环路上行驶的道理一样,虽然F1赛车理论时速高达400公里,但由于三环路堵车的时速只有20公里,因此,作为乘客,你感觉的时速永远是20公里。
第二个缺点就是代码不能加密。如果要发布你的Python程序,实际上就是发布源代码,这一点跟C语言不同,C语言不用发布源代码,只需要把编译后的机器码(也就是你在Windows上常见的xxx.exe文件)发布出去。要从机器码反推出C代码是不可能的,所以,凡是编译型的语言,都没有这个问题,而解释型的语言,则必须把源码发布出去。
这个缺点仅限于你要编写的软件需要卖给别人挣钱的时候。好消息是目前的互联网时代,靠卖软件授权的商业模式越来越少了,靠网站和移动应用卖服务的模式越来越多了,后一种模式不需要把源码给别人。
再说了,现在如火如荼的开源运动和互联网自由开放的精神是一致的,互联网上有无数非常优秀的像Linux一样的开源代码,我们千万不要高估自己写的代码真的有非常大的“商业价值”。那些大公司的代码不愿意开放的更重要的原因是代码写得太烂了,一旦开源,就没人敢用他们的产品了。
当然,Python还有其他若干小缺点,请自行忽略,就不一一列举了。
安装Python
因为Python是跨平台的,它可以运行在Windows、Mac和各种Linux/Unix系统上。在Windows上写Python程序,放到Linux上也是能够运行的。
要开始学习Python编程,首先就得把Python安装到你的电脑里。安装后,你会得到Python解释器(就是负责运行Python程序的),一个命令行交互环境,还有一个简单的集成开发环境。
安装Python 3.7
目前,Python有两个版本,一个是2.x版,一个是3.x版,这两个版本是不兼容的。由于3.x版越来越普及,我们的教程将以最新的Python 3.7版本为基础。请确保你的电脑上安装的Python版本是最新的3.7.x,这样,你才能无痛学习这个教程。
在Mac上安装Python
如果你正在使用Mac,系统是OS X>=10.9,那么系统自带的Python版本是2.7。要安装最新的Python 3.7,有两个方法:
方法一:从Python官网下载Python 3.7的安装程序(网速慢的同学请移步国内镜像),双击运行并安装;
方法二:如果安装了Homebrew,直接通过命令brew install python3
安装即可。
在Linux上安装Python
如果你正在使用Linux,那我可以假定你有Linux系统管理经验,自行安装Python 3应该没有问题,否则,请换回Windows系统。
对于大量的目前仍在使用Windows的同学,如果短期内没有打算换Mac,就可以继续阅读以下内容。
在Windows上安装Python
首先,根据你的Windows版本(64位还是32位)从Python的官方网站下载Python 3.7对应的64位安装程序或32位安装程序(网速慢的同学请移步国内镜像),然后,运行下载的EXE安装包:
特别要注意勾上Add Python 3.7 to PATH
,然后点“Install Now”即可完成安装。
运行Python
安装成功后,打开命令提示符窗口,敲入python后,会出现两种情况:
情况一:
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt - □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0] │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved. │
│ │
│C:\> python │
│Python 3.7.x ... │
│[MSC v... 64 bit (AMD64)] on win32 │
│Type "help", "copyright", "credits" or "license" for mor│
│information. │
│>>> _ │
│ │
│ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
看到上面的画面,就说明Python安装成功!
你看到提示符>>>
就表示我们已经在Python交互式环境中了,可以输入任何Python代码,回车后会立刻得到执行结果。现在,输入exit()
并回车,就可以退出Python交互式环境(直接关掉命令行窗口也可以)。
情况二:得到一个错误:
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt - □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0] │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved. │
│ │
│C:\> python │
│‘python‘ is not recognized as an internal or external co│
│mmand, operable program or batch file. │
│ │
│C:\> _ │
│ │
│ │
│ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
这是因为Windows会根据一个Path
的环境变量设定的路径去查找python.exe
,如果没找到,就会报错。如果在安装时漏掉了勾选Add Python 3.7 to PATH
,那就要手动把python.exe
所在的路径添加到Path中。
如果你不知道怎么修改环境变量,建议把Python安装程序重新运行一遍,务必记得勾上Add Python 3.7 to PATH
。
小结
学会如何把Python安装到计算机中,并且熟练打开和退出Python交互式环境。
在Windows上运行Python时,请先启动命令行,然后运行python
。
在Mac和Linux上运行Python时,请打开终端,然后运行python3
。
Python解释器
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。
由于整个Python语言从规范到解释器都是开源的,所以理论上,只要水平够高,任何人都可以编写Python解释器来执行Python代码(当然难度很大)。事实上,确实存在多种Python解释器。
CPython
当我们从Python官方网站下载并安装好Python 3.x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。如果你的代码要放到PyPy下执行,就需要了解PyPy和CPython的不同点。
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。
本教程的所有代码只确保在CPython 3.x版本下运行。请务必在本地安装CPython(也就是从Python官方网站下载的安装程序)。
第一个Python程序
在正式编写第一个Python程序前,我们先复习一下什么是命令行模式和Python交互模式。
命令行模式
在Windows开始菜单选择“命令提示符”,就进入到命令行模式,它的提示符类似C:\>
:
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt - □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0] │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved. │
│ │
│C:\> _ │
│ │
│ │
│ │
│ │
│ │
│ │
│ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
Python交互模式
在命令行模式下敲命令python
,就看到类似如下的一堆文本输出,然后就进入到Python交互模式,它的提示符是>>>
。
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt - python - □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0] │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved. │
│ │
│C:\> python │
│Python 3.7 ... on win32 │
│Type "help", ... for more information. │
│>>> _ │
│ │
│ │
│ │
│ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
在Python交互模式下输入exit()
并回车,就退出了Python交互模式,并回到命令行模式:
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt - □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0] │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved. │
│ │
│C:\> python │
│Python 3.7 ... on win32 │
│Type "help", ... for more information. │
│>>> exit() │
│ │
│C:\> _ │
│ │
│ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
也可以直接通过开始菜单选择Python (command line)
菜单项,直接进入Python交互模式,但是输入exit()
后窗口会直接关闭,不会回到命令行模式。
了解了如何启动和退出Python的交互模式,我们就可以正式开始编写Python代码了。
在写代码之前,请千万不要用“复制”-“粘贴”把代码从页面粘贴到你自己的电脑上。写程序也讲究一个感觉,你需要一个字母一个字母地把代码自己敲进去,在敲代码的过程中,初学者经常会敲错代码:拼写不对,大小写不对,混用中英文标点,混用空格和Tab键,所以,你需要仔细地检查、对照,才能以最快的速度掌握如何写程序。
在交互模式的提示符>>>
下,直接输入代码,按回车,就可以立刻得到代码执行结果。现在,试试输入100+200
,看看计算结果是不是300:
>>> 100+200
300
很简单吧,任何有效的数学计算都可以算出来。
如果要让Python打印出指定的文字,可以用print()
函数,然后把希望打印的文字用单引号或者双引号括起来,但不能混用单引号和双引号:
>>> print(‘hello, world‘)
hello, world
这种用单引号或者双引号括起来的文本在程序中叫字符串,今后我们还会经常遇到。
最后,用exit()
退出Python,我们的第一个Python程序完成!唯一的缺憾是没有保存下来,下次运行时还要再输入一遍代码。
命令行模式和Python交互模式
请注意区分命令行模式和Python交互模式。
在命令行模式下,可以执行python
进入Python交互式环境,也可以执行python hello.py
运行一个.py
文件。
执行一个.py
文件只能在命令行模式执行。如果敲一个命令python hello.py
,看到如下错误:
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt _ □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0] │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved. │
│ │
│C:\> python hello.py │
│python: can‘t open file ‘hello.py‘: [Errno 2] No such │
│file or directory │
│ │
│ │
│ │
│ │
│ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
错误提示No such file or directory
说明这个hello.py
在当前目录找不到,必须先把当前目录切换到hello.py
所在的目录下,才能正常执行:
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt _ □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│Microsoft Windows [Version 10.0.0] │
│(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved. │
│ │
│C:\> cd work │
│ │
│C:\work> python hello.py │
│Hello, world! │
│ │
│ │
│ │
│ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
此外,在命令行模式运行.py
文件和在Python交互式环境下直接运行Python代码有所不同。Python交互式环境会把每一行Python代码的结果自动打印出来,但是,直接运行Python代码却不会。
例如,在Python交互式环境下,输入:
>>> 100 + 200 + 300
600
直接可以看到结果600
。
但是,写一个calc.py
的文件,内容如下:
100 + 200 + 300
然后在命令行模式下执行:
C:\work>python calc.py
发现什么输出都没有。
这是正常的。想要输出结果,必须自己用print()
打印出来。把calc.py
改造一下:
print(100 + 200 + 300)
再执行,就可以看到结果:
C:\work>python calc.py
600
最后,Python交互模式的代码是输入一行,执行一行,而命令行模式下直接运行.py
文件是一次性执行该文件内的所有代码。可见,Python交互模式主要是为了调试Python代码用的,也便于初学者学习,它不是正式运行Python代码的环境!
小结
在Python交互式模式下,可以直接输入代码,然后执行,并立刻得到结果。
在命令行模式下,可以直接运行.py
文件。
以上是关于Python 复习的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章