# Python第一节课

Python学习 第一天

1.Python的发展及其概况

1.1Python出生及发展

• 1989，为了度过圣诞假期，Guido开始编写Python语言编译器。Python这个名字来自Guido的喜爱的电视连续剧《蒙蒂蟒蛇的飞行马戏团》。他希望新的语言Python能够满足他在C和Shell之间创建全功能、易学、可扩展的语言的愿景。
• Python发展史
  1989年由荷兰人Guido van Rossum于1989年发明，第一个公开发行版发行于1991年
  Granddaddy of Python web frameworks, Zope 1 was released in 1999
  Python 1.0 - January 1994 增加了 lambda, map, filter and reduce.
  Python 2.0 - October 16, 2000，加入了内存回收机制，构成了现在Python语言框架的基础
  Python 2.4 - November 30, 2004, 同年目前最流行的WEB框架Django 诞生
  Python 2.5 - September 19, 2006
  Python 2.6 - October 1, 2008
  Python 2.7 - July 3, 2010
  Python 3.0 - December 3, 2008
  Python 3.1 - June 27, 2009
  Python 3.2 - February 20, 2011
  Python 3.3 - September 29, 2012
  Python 3.4 - March 16, 2014
  Python 3.5 - September 13, 2015

1.2Python是什么样的编程语言

• 高级计算机语言：高级语言与低级语言的区别：高级语言大部分不能直接跟硬件打交道，这使得相对来的程序运行速度降低，总之一句话来说那种语言更接近人性化的语言就更高级。

• 动态：动态性语言是指在程序运行期间才给变量指定数据的类型，常见于python和Ruby，而静态类型语言则恰好相反，在写程序代码的时候就要指定变量的类型

• 弱类型：

  C语言中，一个变量只能定义为一种类型，如float类型，那么它就只能是float类型而不能在不发生转化的情况下赋予int类型，这就是强制的具体体现。
  而python不是，python中的变量可以任意的复制，而没有类型的界限。这就是弱类型

• 编译型：编译型语言是离不开解释程序的，这也导致了解释性语言对于运行时候的速度比价慢，解释型语言只要有解释器，移植起来比较方便，而编译型语言则要对于不同的系统进行编译，是的工作繁琐，且在调试程序的时候比较慢

  综上Python时一种编译型，动态弱类型的高级计算机语言。

1.3Python优缺点

Python的优点

1.作为初学python的科班出身的小白，python非常简单，非常适合人类阅读。阅读一个良好的Python程序就感觉像是在读英语一样，尽管这个英语的要求非常严格！Python的这种伪代码本质是它最大的优点之一。它使你能够专注于解决问题而不是去搞明白语言本身。

​ 2.易学。python虽然是用c语言写的，但是它摈弃了c中非常复杂的指针，简化了python的语法。

​ 3.Python是FLOSS（*/开放源码软件）之一。简单地说，你可以*地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的*软件中。Python希望看到一个更加优秀的人创造并经常改进。

​ 4.可移植性————由于它的开源本质，Python已经被移植在许多平台上（经过改动使它能够工作在不同平台上）。如果你小心地避免使用依赖于系统的特性，那么你的所有Python程序无需修改就可以在下述任何平台上面运行。这些平台包括Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、Amiga、AROS、AS/400、BeOS、OS/390、z/OS、Palm OS、QNX、VMS、Psion、Acom RISC OS、VxWorks、PlayStation、Sharp Zaurus、Windows CE甚至还有PocketPC、Symbian以及Google基于linux开发的Android平台！

5.在计算机内部，Python解释器把源代码转换成称为字节码的中间形式，然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行。事实上，由于你不再需要担心如何编译程序，如何确保连接转载正确的库等等，所有这一切使得使用Python更加简单。由于你只需要把你的Python程序拷贝到另外一台计算机上，它就可以工作了，这也使得你的Python程序更加易于移植。

6.Python既支持面向过程的函数编程也支持面向对象的抽象编程。在面向过程的语言中，程序是由过程或仅仅是可重用代码的函数构建起来的。在面向对象的语言中，程序是由数据和功能组合而成的对象构建起来的。与其他主要的语言如C++和Java相比，Python以一种非常强大又简单的方式实现面向对象编程。

7. 可扩展性和可嵌入性。如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，你可以把你的部分程序用C或C++编写，然后在你的Python程序中使用它们。你可以把Python嵌入你的C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能。

8.丰富的库。Python标准库确实很庞大。python有可定义的第三方库可以使用。它可以帮助你处理各种工作，包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI（图形用户界面）、Tk和其他与系统有关的操作。记住，只要安装了Python，所有这些功能都是可用的。这被称作Python的“功能齐全”理念。除了标准库以外，还有许多其他高质量的库，如wxPython、Twisted和Python图像库等等。

9. Python确实是一种十分精彩又强大的语言。它合理地结合了高性能与使得编写程序简单有趣的特色。

10.规范的代码。Python采用强制缩进的方式使得代码具有极佳的可读性。

python语言的缺点：

很多时候不能将程序连写成一行，如import sys;for i in sys.path:print i。而perl和awk就无此限制，可以较为方便的在shell下完成简单程序，不需要如Python一样，必须将程序写入一个.py文件。（对很多用户而言这也不算是限制）

1.运行速度，有速度要求的话，用C++改写关键部分吧。不过对于用户而言，机器上运行速度是可以忽略的。因为用户根本感觉不出来这种速度的差异。

2.既是优点也是缺点，python的开源性是的Python语言不能加密，但是目前国内市场纯粹靠编写软件卖给客户的越来越少，网站和移动应用不需要给客户源代码，所以这个问题就是问题了。国随着时间的推移，很多国内软件公司，尤其是游戏公司，也开始规模使用他。

3. 构架选择太多（没有像C#这样的官方.net构架，也没有像ruby由于历史较短，构架开发的相对集中。Ruby on Rails 构架开发中小型web程序天下无敌）。不过这也从另一个侧面说明，python比较优秀，吸引的人才多，项目也多

1.4Python的种类

• CPython：
  当 从Python官方网站下载并安装好Python2.7后，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，在命名行下运行python，就是启动CPython解释器，CPython是使用最广的Python解释器。
• 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，但内核其实是调用了IE。
• 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，所以可以显著提高Python代码的执行速度。
• 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。

在Python的解释器中，使用广泛的是CPython，对于Python的编译，除了可以采用以上解释器进行编译外，技术高超的开发者还可以按照自己的需求自行编写Python解释器来执行Python代码，十分的方便！

2.Python基础

2.1两条常用函数语句

• print()函数

print("Hello,Python")
print("to be,or not to be,it's a question")
print("to be,or not to be,it's up to you ")
print("Make it")
print("面朝大海，春暖花开")

打印语句

print(value, …, sep=’ ‘, end=’\n’, file=sys.stdout, flush=False)

Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
Optional keyword arguments:
file: a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
sep: string inserted between values, default a space.
end: string appended after the last value, default a newline.
flush: whether to forcibly flush the stream.

• input()函数

作用：从外部获取值

用法：Help on built-in function input in module builtins:

input(prompt=None, /)
Read a string from standard input. The trailing newline is stripped.

The prompt string, if given, is printed to standard output without a
trailing newline before reading input.
If the user hits EOF (*nix: Ctrl-D, Windows: Ctrl-Z+Return), raise EOFError.
On *nix systems, readline is used if available.

返回值为字符串

a=input(‘please input something:’)
please input something:i’m icon man
a
“i’m icon man”
type(a)
<class ‘str’>

2.2注释

• 单行注释：

# 这是单行注释

多行注释：

三个单引号或者三个双引号

'''
多行注释
'''

demo：

print("Hello,Python") #向Python致敬
'''
下面是一些东西
'''
print("to be,or not to be,it's a question")
print("to be,or not to be,it's up to you ")
print("Make it")
print("面朝大海，春暖花开")

2.3 运行python程序的三种方式

• 1.解释器环境运行

• 2.脚本运行

• 3.IDE

  • pycharm

  • sublime

  • VS Code

  • Atom

2.4 Python中的常见数据类型

• 数据的概念：

• Python中数据类型（常见）：

  • 数字(number)
    • 整型 int
    • 浮点型 float
    • 布尔型 bool
    • 复数 complex
  • 字符串(string)

• 列表(list)

  • 元组(tuple)

  • 字典(dict)

  • 集合(set)

2.5 变量和常量

变量：没有固定值，能够改变的量

• 概念：

  • 程序可操作性的存储区的名称；

  • 程序运行时存储区中能够改变的数据；

  • 每个变量都有自己特定的数据类型

• 作用：

• 将数据存储到内存

• 定义：

  • 命名

    • 规则：
      • 必须是字母,下划线,数字组合
      • 不能数字开头
      • 不可以是Python中的关键字
      • 注意：见名知意，区分大小写，在Python中单双下划线开头的变量有特殊用途，一般不推荐使用

  • 定义:

    val_name = 初始值
    

    拓展：

    关键字的查看：

    >>> import keyword
    >>> keyword.kwlist
    ['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', '
    def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if',
     'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'retu
    rn', 'try', 'while', 'with', 'yield']
    

    以下变量那些是正确的：_city

  • 类型测试type()

    type(val_name)
    

  • 内存地址id()

    id(val_name)
    

常量：不变化的量

通常用大写，如

PI=3.14159

>>> g=1,2,3 #默认逗号为创建元组
>>> x,y,z=g
>>> g
(1, 2, 3)
>>> type(g)
<class 'tuple'>
>>> type(x)
<class 'int'>
>>>

互换两元素的值

>>> a=123
>>> b=234
>>> a=a^b
>>> b=a^b
>>> a=a^b
>>> a
234
>>> b
123
>>> x=123
>>> y=234
>>> x,y=y,x
>>> x
234
>>> y
123

2.6数字

• 整型(int)

  • 32bit,取值范围$-2^{31} - 2^{31}-1$−231−231−1

  • 64bit,取值范围$-2^{63} -2^{63}-1$−263−263−1

    以前Python区分短整型和长整型，现在不区分

• 浮点型(float)

  • 带有小数点的数字

• 布尔型(bool)

  • ture
  • false

• 复数型(complex)

  • 实部(complex.real)
  • 虚部(complex.iamg)
  • 共轭(complex.conjugate())

2.7常见数学函数

函数名	描述
abs(x)	绝对值
pow(x,y)	$x^y$xy
round(x,[n])	四舍五入返回n位小数的值
math.exp(x)	返回e的x次幂
math.fabs(x)	返回x的浮点型绝对值
math.ceil(x)	返回数字的’上入整数’
math.floor(x)	返回数字的’下舍整数’
math.log(x,y)	返回以y为底x为基的对数的值
math.modf(x)	返回浮点数的小数部分和整数部分
math.sqrt(X)	返回x的平方根
$max（x,y,z)$max（x,y,z)	返回最大值
$min(x,y,z)$min(x,y,z)	返回最小值

2.8表达式与运算符

• 表达式

  • 由变量，常量和运算符组成的式子

• 运算符

  • 算数
  • 比较
  • 逻辑
  • 赋值
  • 成员
  • 身份
  • 位

Python算数运算符

运算符	描述	实例
+	相加/拼接	a+b
-	相减/求差集	a-b
*	相乘/重复	a *b
/	相除	a/b
**	幂运算	a **b
%	取余数	a%b
//	取整数	a//b

拓展

divmod（a,b) 返回a除以b的商和余数(以元组形式)

>>> divmod(33,5)
(6, 3)

Python比较运算符

运算符	描述
>	判断大于
<	判断小于
==	判断等于
>=	判断大于等于
<=	判断小于等于
!=	判断不等于
===	判断全等

Python赋值运算符

运算符	描述	实例
=	简单的赋值运算符	a=b将b的值赋给a
+=	加法赋值运算符	c+=a等效于c=c+a
-=	减法赋值运算符	c-=a等效于c=c-a
/=	除法赋值运算符	c/=a等效于c=c/a
*=	乘法赋值运算符	c*=a等效于c=c*a
**=	除法赋值运算符	c ** =a等效于c=c ** a
//=	除法赋值运算符	c//=a等效于c=c//a

Python的位运算符

​ 按位运算是把数字看做二进制来计算，常见的位运算符如下：

运算符	描述
&	按位与,全为1才为1
|	按位或，有一个为1就为1
^	按位亦或
~	按位取反，~a其值为-x-1
<<	左移运算符
>>	右移运算符

a=15 —>0000 1111
b=30 —>0001 1110
a&b—>0000 1110=14
a|b—>0001 1111=31
a^b—>0001 0001=17
a>>2—>0000 0011=3

Python的成员运算符

​ 测试是否包含某个成员，一般测试字符串，列表，元组

运算符	描述
in	如果在指定的序列返回Yure，否则返回False
not in	如果在指定的序列中没有找到返回值返回True，否则返回False

demo:

>>> s='qwer'
>>> 'q' in  s
True
>>> 'e' not in s
False
>>> p=list(s)
>>> p
['q', 'w', 'e', 'r']
>>> 'p' in p
False

Python的身份运算符

运算符	描述
is	is时判断两个标识符是不是应用自一个对象
is not	is not 是判断 两个标识符是不是应用自不同对象

demo:

>>> a='zx'
>>> b='xc'
>>> a is b #类似判断id(a)==id(b)
False
>>> b='zx'
>>> a is b
True
>>> id(a)
41944488
>>> id(b)
41944488
>>> b='xc'
>>> id(b)
41938992

Python中的逻辑运算符

• and 同时为真 返回第二个值
• or
• not

2.9数据类型的强制转换

强转类型	描述
int(x,[base])	将x强制转换为整型，如果x为字符串就需要指定基数
float(x,)	将x强制转换为浮点型
complex(x)	将x强制转换为复数型
str(x)	将x强制转换为字符串型
repe(x)	将x强制转换为表达式字符串型
list(x)	将x强制转换为列表型
tuple(x)	将x强制转换为元组型
dict(x)	将x强制转换为字典型
set(x)	将x强制转换为集合型
chr(x)	将整数转换为字符 chr(65)—>‘A’
ord(x)	将字符转换为数值
bin(x)	转换为2进制
oct(x)	转换为8进制
hex(x)	转换为16进制

>>> a='123'
>>> int(a)
123
>>> int(a,8) #判定123为八进制数进行十进制转换
83
>>> int(a,16)#判定16为八进制数进行十进制转换
291
>>>

2.10随机函数

导入模块

import random

random的常见功能

• random.random():用来生成一个[0,1)的随机浮点数

  import random
  for i in range(100):
    a=random.random()
    print(a,end='')
  
  

• random.uniform(a,b):用来生成指定范围内的随机浮点数

  import random
  for i in range(100):
    a=random.uniform(1,2)
    print(a,end='')
  

• random.randint(a,b):生成[a,b]之间的整数

  import random
  for i in range(100):
    a=random.randint(1,2)
    print(a,end='')
  

• random.randrange([start],stop,[step]):从指定范围内按指定基数递增或递减的集合中随机取出一个值

import random
for i in range(100):
  a=random.randrange(1,6,0.2)
  print(a,end='')

• random.choice(sequence):从序列中随机获取一个元素,字典，元组，字符串皆可

  import random
  x=range(1,21,1)
  for i in range(100):
    a=random.choice(x)
    print(a,end='')
  

• random.shuffle(x,[random]):用来将一个列表中的元素打乱(重新排列)

  import random
  li=['a','b','c','d']
  for i in range(100):
    a=random.shuffl(li)
    print(li,end='')
  
  

• random.sample(sequence,k):用来从指定序列中获取指定长度的序列并重新排列，不修改原序列

  import random
  li=['a','b','c','d']
  for i in range(6):
      print(random.sample(li,2))