Python初识与简介【开篇】

接触Python的一个契机是在做Nagios监控的时候，发现了Python语言的强大，也可以实现高度的自动化，所以才开始慢慢的触及它，最近看到学好Python还可以成为全栈工程师，全栈是什么，就是什么都能做，能写后端、前端、GUI、数值计算、科学运算、网络编程、大数据开发、组件集成、网络服务、图像处理等等

小提示：

社区：pypi（Python第三方库），GitHub，StackOverFlow，开源中国

2、Python历史

Guido为了打发圣诞节的无趣，于1989年发明在荷兰设计出来，第一个公开发行版发行于1991年。

Python语法简洁清晰，特色之一是强制用空白符作为语句缩进。

历史详见：维基百科、百度百科介绍

3、Python简介

说了那么多，现在客观的说些重点简介:

Python 的设计具有很强的可读性，相比其他语言经常使用英文关键字，其他语言的一些标点符号，它具有比其他语言更有特色语法结构。

Python 是一种解释型语言： 这意味着开发过程中没有了编译这个环节。类似于PHP和Perl语言。
Python 是交互式语言： 这意味着，您可以在一个Python提示符，直接互动执行写你的程序。
Python 是面向对象语言: 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。
Python 是初学者的语言：Python 对初级程序员而言，是一种伟大的语言，它支持广泛的应用程序开发，从简单的文字处理到 WWW 浏览器再到游戏。

4、Python应用

应用场景：

Web编程
系统管理任务
数学处理（数据分析、机器学习
文本处理（爬虫）
云计算
运维开发
自动化测试
图形处理、多媒体应用
网络编程
游戏开发
黑客（{}POC脚本、木马）
...

由于Python有太多知名公司在用了，如下数据可做参考：

谷歌：Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬虫、广告等项目都在大量使用Python开发

CIA: 美国中情局网站就是用Python开发的

NASA: 美国航天局(NASA)大量使用Python进行数据分析和运算

YouTube:世界上最大的视频网站YouTube就是用Python开发的

Dropbox:美国最大的在线云存储网站，全部用Python实现，每天网站处理10亿个文件的上传和下载

Instagram:美国最大的图片分享社交网站，每天超过3千万张照片被分享，全部用python开发

Facebook:大量的基础库均通过Python实现的

Redhat: 世界上最流行的Linux发行版本中的yum包管理工具就是用python开发的

除上面之外，还有搜狐、金山、腾讯、盛大、网易、百度、阿里、淘宝、土豆、新浪、果壳、豆瓣、知乎、春雨医生等公司都在使用Python完成各种各样的任务。

最新编程语言排名可见TIBOE编程语言社区

由上图可见，整体反映出Python应用越来越广泛并且也逐渐得到业内的认可！！！

互联网公司广泛使用Python来做的事一般有：自动化运维、自动化测试、大数据分析、爬虫、Web 等。

5、为什么是Python而不是其他语言？

C 和 Python、Java、C#等

C语言：代码编译得到机器码，机器码在处理器上直接执行，每一条指令控制CPU工作

其他语言：代码编译得到字节码，虚拟机执行字节码并转换成机器码再后在处理器上执行

Python这门语言是由C开发而来，对于使用：

　　Python的类库齐全并且使用简洁，如果要实现同样的功能，Python 10行代码可以解决，C可能就需要100行甚至更多.
　　Linux原装Python，其他语言没有；以上几门语言都有非常丰富的类库支持

所以，Python和其他语言没有什么本质区别，其他区别在于：擅长某领域、人才丰富、先入为主。

6、Python的种类

Cpython 程序----（c解释器）----（字节码）----（机器码）-----cpu
Python的官方版本，使用C语言实现，使用最为广泛，CPython实现会将源文件（py文件）转换成字节码文件（pyc文件），然后运行在Python虚拟机上。

Jyhton 程序----（java解释器）----（字节码）----（机器码）-----cpu
Python的Java实现，Jython会将Python代码动态编译成Java字节码，然后在JVM上运行。

IronPython 程序----（c#解释器）----（字节码）----（机器码）-----cpu
Python的C#实现，IronPython将Python代码编译成C#字节码，然后在CLR上运行。（与Jython类似）

PyPy（特殊） 程序----（c#解释器）----（字节码）----（机器码）-----cpu
Python实现的Python，将Python的字节码字节码再编译成机器码。

RubyPython、Brython ...

以上除PyPy之外，其他的Python的对应关系和执行流程如下：

PyPy，在Python的基础上对Python的字节码进一步处理，从而提升执行速度！

7、Python特点

1.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。
2.易于阅读：Python代码定义的更清晰。
3.易于维护：Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
4.一个广泛的标准库：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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.数据库：Python提供所有主要的商业数据库的接口。
9.GUI编程：Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。
10.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。

8、Python设计哲学

Python的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单”。Python开发者的哲学是“用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事”。

9、Python版本

python 2 vs 3:

   1. 默认支持中文
   2. 不兼容2.x
   3. 核心语法调整，更易学
   4. 新特性默认只在3.x上有

python 3.X不兼容 2.X版本，为什么要开发 3.X版本呢？因为 python发展了20多年，里面有很多重复的功能和模块，很多代码也变得不那么简洁,所以Guido决定进行一次彻底的升级，原则是去繁从简，从而有了后续的 Python 3.X版本。

2.7版本 print "yard" or print ("yard")
3.x版本 print ("yard")

python 3.X 源码文件默认使用utf-8编码

2.x = 默认编码 =ASSIC =不支持
3.x = 默认编码 =UNICODE =默认支持中文

两个版本模块名区别：

注：twisted模块还未完全支持python3.X

语法区别：

1）去除了<>，全部改用!=

2）去除``，全部改用repr()

3）关键词加入as 和with，还有True,False,None

4）整型除法返回浮点数，要得到整型结果，请使用//

5）加入nonlocal语句。使用noclocal x可以直接指派外围（非全局）变量

6）去除print语句，加入print()函数实现相同的功能。同样的还有 exec语句，已经改为exec()函数

7）改变了顺序操作符的行为，例如x<y，当x和y类型不匹配时抛出TypeError而不是返回随即的 bool值

8）输入函数改变了，删除了raw_input，用input代替：

9）去除元组参数解包。不能def(a, (b, c)):pass这样定义函数了

10) 新式的8进制字变量，相应地修改了oct()函数。

11) class Foo:这种写法不能用了，改成class Foo(object)

总结: python2.x 是遗产， python3.x是现在和未来的语言

10、Python环境

安装Python

windows：

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1、下载安装包

    https://www.python.org/downloads/

2、安装

    默认安装路径：C:\python27

3、配置环境变量

    【右键计算机】--》【属性】--》【高级系统设置】--》【高级】--》【环境变量】--》【在第二个内容框中找到变量名为Path 的一行，双击】 --> 【Python安装目录追加到变值值中，用；分割】

    如：原来的值;C:\python27，切记前面有分号

linux：

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3

无需安装，原装Python环境

ps：如果自带2.6，请更新至2.7

　　linux上安装python3.6.5

1、准备编译环境(环境如果不对的话，可能遇到各种问题，比如wget无法下载https链接的文件)
yum groupinstall 'Development Tools'
yum install zlib-devel bzip2-devel  openssl-devel ncurses-devel
2、下载 Python3.6.5代码包
wget https://www.python.org/ftp/python/3.6.5/Python-3.6.5.tar.xz

在安装包中有一个README的文件，里面有写如何安装
3、解压
tar Jxvf Python-3.6.5.tar.xz
4、编译安装
cd Python-3.6.5
./configure --prefix=/usr/local/python3
make && make install
5、做软链
ln -s /usr/local/python3/bin/python3 /usr/bin/python3
ln -s /usr/local/python3/bin/pip3 /usr/bin/pip3
6、升级pip到最新版本：
pip install --upgrade pip
7、测试
python3

8、如何设置默认Python3.6.5
如果我们需要设置默认python直接运行默认的Python3.6.5版本，那需要简单调整软链接。

备份默认文件
cd /usr/local/
mv python python.bak
mv pip pip.bak
重新创建软连接，其实这个时候我们就可以默认看到Python就是3.6.5版本
ln -s /usr/local/python3/bin/python3 /usr/bin/python
ln -s /usr/local/python3/bin/pip3 /usr/bin/pip

更新Python

windows:

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卸载重装即可

linux:

Linux的yum依赖自带Python，为防止错误，此处更新其实就是再安装一个Python

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查看默认Python版本

python -V

1、安装gcc，用于编译Python源码

    yum install gcc

2、下载源码包，https://www.python.org/ftp/python/

3、解压并进入源码文件

4、编译安装

    ./configure

    make all

    make install

5、查看版本

    /usr/local/bin/python2.7 -V

6、修改默认Python版本

    mv /usr/bin/python /usr/bin/python2.6

    ln -s /usr/local/bin/python2.7 /usr/bin/python

7、防止yum执行异常，修改yum使用的Python版本

    vi /usr/bin/yum

    将头部 #!/usr/bin/python 修改为 #!/usr/bin/python2.6

Python 入门

一、第一句Python代码

在 /home/dev/ 目录下创建 hello.py 文件，内容如下：

print "hello,world"

执行 hello.py 文件，即： python /home/dev/hello.py

python内部执行过程如下：

二、解释器

上一步中执行 python /home/dev/hello.py 时，明确的指出 hello.py 脚本由 python 解释器来执行。

如果想要类似于执行shell脚本一样执行python脚本，例： ./hello.py ，那么就需要在 hello.py 文件的头部指定解释器，如下：

#!/usr/bin/env python
 
print "hello,world"

如此一来，执行： ./hello.py 即可。

ps：执行前需给予 hello.py 执行权限，chmod 755 hello.py

三、内容编码

python解释器在加载 .py 文件中的代码时，会对内容进行编码（默认ascill）

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。

显然ASCII码无法将世界上的各种文字和符号全部表示，所以，就需要新出一种可以代表所有字符和符号的编码，即：Unicode

Unicode（统一码、万国码、单一码）是一种在计算机上使用的字符编码。Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的，它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，规定虽有的字符和符号最少由 16 位来表示（2个字节），即：2 **16 = 65536，
注：此处说的的是最少2个字节，可能更多

UTF-8，是对Unicode编码的压缩和优化，他不再使用最少使用2个字节，而是将所有的字符和符号进行分类：ascii码中的内容用1个字节保存、欧洲的字符用2个字节保存，东亚的字符用3个字节保存...

所以，python解释器在加载 .py 文件中的代码时，会对内容进行编码（默认ascill），如果是如下代码的话：

报错：ascii码无法表示中文

#!/usr/bin/env python
 
print "你好，世界" 

改正：应该显示的告诉python解释器，用什么编码来执行源代码，即：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
print "你好，世界"

四、注释

　　当行注视：# 被注释内容

　　多行注释：""" 被注释内容 """

五、执行脚本传入参数

Python有大量的模块，从而使得开发Python程序非常简洁。类库有包括三中：

Python内部提供的模块
业内开源的模块
程序员自己开发的模块

Python内部提供一个 sys 的模块，其中的 sys.argv 用来捕获执行执行python脚本时传入的参数

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import sys
 
print sys.argv 

六、 pyc 文件

执行Python代码时，如果导入了其他的 .py 文件，那么，执行过程中会自动生成一个与其同名的 .pyc 文件，该文件就是Python解释器编译之后产生的字节码。

ps：代码经过编译可以产生字节码；字节码通过反编译也可以得到代码。

七、变量

1、声明变量

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

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

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：

变量名只能是字母、数字或下划线的任意组合
变量名的第一个字符不能是数字
以下关键字不能声明为变量名
['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']

2、变量的赋值

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

name1 = "wupeiqi"
name2 = "alex"

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

name1 = "wupeiqi"
name2 = name1

八、输入

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

输入密码时，如果想要不可见，需要利用getpass 模块中的 getpass方法，即：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import getpass
 
# 将用户输入的内容赋值给 name 变量
pwd = getpass.getpass("请输入密码：")
 
# 打印输入的内容
print pwd

九、流程控制和缩进

需求一、用户登陆验证

# 提示输入用户名和密码
 
# 验证用户名和密码
#     如果错误，则输出用户名或密码错误
#     如果成功，则输出 欢迎，XXX!

需求二、根据用户输入内容输出其权限

# 根据用户输入内容打印其权限
 
# alex --> 超级管理员
# eric --> 普通管理员
# tony --> 业务主管
# 其他 --> 普通用户

外层变量，可以被内层变量使用

内层变量，无法被外层变量使用

十、初识基本数据类型

1、数字

2 是一个整数的例子。
长整数不过是大一些的整数。
3.23和52.3E-4是浮点数的例子。E标记表示10的幂。在这里，52.3E-4表示52.3 * 10-4。
(-5+4j)和(2.3-4.6j)是复数的例子。

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。
float（浮点型）
　　浮点数用来处理实数，即带有小数的数字。类似于C语言中的double类型，占8个字节（64位），其中52位表示底，11位表示指数，剩下的一位表示符号。
complex（复数）
　　复数由实数部分和虚数部分组成，一般形式为x＋yj，其中的x是复数的实数部分，y是复数的虚数部分，这里的x和y都是实数。

注：Python中存在小数字池：-5 ～ 257

2、布尔值

　　真或假

　　1 或 0

3、字符串

"hello world"

万恶的字符串拼接：

　　python中的字符串在C语言中体现为是一个字符数组，每次创建字符串时候需要在内存中开辟一块连续的空，并且一旦需要修改字符串的话，就需要再次开辟空间，万恶的+号每出现一次就会在内从中重新开辟一块空间。

字符串格式化

name = "alex"
print "i am %s " % name
 
#输出: i am alex

PS: 字符串是 %s;整数 %d;浮点数%f

字符串常用功能：

移除空白
分割
长度
索引
切片

4、列表

创建列表：

name_list = ['alex', 'seven', 'eric']
或
name_list ＝ list(['alex', 'seven', 'eric'])

基本操作：

索引
切片
追加
删除
长度
切片
循环
包含

5、元祖

创建元祖：

ages = (11, 22, 33, 44, 55)
或
ages = tuple((11, 22, 33, 44, 55))

基本操作：

索引
切片
循环
长度
包含

6、字典（无序）

创建字典：

person = {"name": "mr.wu", 'age': 18}
或
person = dict({"name": "mr.wu", 'age': 18})

常用操作：

索引
新增
删除
键、值、键值对
循环
长度

PS：循环，range，continue 和 break

十一、运算

算数运算：

比较运算：

赋值运算：

逻辑运算：

成员运算：

身份运算：

位运算：

运算符优先级：

Yared

——Standing on Shoulder of Giants