Python

 

(计算机程序设计语言)

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Python [1]  (英国发音:/ˈpaɪθən/ 美国发音:/ˈpaɪθɑːn/), 是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言,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。
Python是纯粹的自由软件, 源代码解释器CPython遵循 GPL(GNU General Public License)协议。Python语法简洁清晰,特色之一是强制用空白符(white space)作为语句缩进。
Python具有丰富和强大的库。它常被昵称为胶水语言,能够把用其他语言制作的各种模块(尤其是C/C++)很轻松地联结在一起。常见的一种应用情形是,使用Python快速生成程序的原型(有时甚至是程序的最终界面),然后对其中有特别要求的部分,用更合适的语言改写,比如3D游戏中的图形渲染模块,性能要求特别高,就可以用C/C++重写,而后封装为Python可以调用的扩展类库。需要注意的是在您使用扩展类库时可能需要考虑平台问题,某些可能不提供跨平台的实现。
7月20日,IEEE发布2017年编程语言排行榜:Python高居首位 [2]  。
2018年3月,该语言作者在邮件列表上宣布 Python 2.7将于2020年1月1日终止支持。用户如果想要在这个日期之后继续得到与Python 2.7有关的支持,则需要付费给商业供应商。 [3] 
 

发展历程

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自从20世纪90年代初Python语言诞生至今,它已被逐渐广泛应用于系统管理任务的处理和Web编程。
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,作为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
ABC是由Guido参加设计的一种教学语言。就Guido本人看来,ABC 这种语言非常优美和强大,是专门为非专业程序员设计的。但是ABC语言并没有成功,究其原因,Guido 认为是其非开
标识标识
放造成的。Guido 决心在Python 中避免这一错误。同时,他还想实现在ABC 中闪现过但未曾实现的东西。
就这样,Python在Guido手中诞生了。可以说,Python是从ABC发展起来,主要受到了Modula-3(另一种相当优美且强大的语言,为小型团体所设计的)的影响。并且结合了Unix shell和C的习惯。
Python [5]  已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。2011年1月,它被TIOBE编程语言排行榜评为2010年度语言。自从2004年以后,python的使用率呈线性增长 [6]  。
由于Python语言的简洁性、易读性以及可扩展性,在国外用Python做科学计算的研究机构日益增多,一些知名大学已经采用Python来教授程序设计课程。例如卡耐基梅隆大学的编程基础、麻省理工学院的计算机科学及编程导论就使用Python语言讲授。众多开源的科学计算软件包都提供了Python的调用接口,例如著名的计算机视觉库OpenCV、三维可视化库VTK、医学图像处理库ITK。而Python专用的科学计算扩展库就更多了,例如如下3个十分经典的科学计算扩展库:NumPy、SciPy和matplotlib,它们分别为Python提供了快速数组处理、数值运算以及绘图功能。因此Python语言及其众多的扩展库所构成的开发环境十分适合工程技术、科研人员处理实验数据、制作图表,甚至开发科学计算应用程序
2018年3月,该语言作者在邮件列表上宣布Python 2.7将于2020年1月1日终止支持。用户如果想要在这个日期之后继续得到与Python 2.7有关的支持,则需要付费给商业供应商。 [3] 
 

风格

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Python在设计上坚持了清晰划一的风格,这使得Python成为一门易读、易维护,并且被大量用户所欢迎的、用途广泛的语言
设计者开发时总的指导思想是,对于一个特定的问题,只要有一种最好的方法来解决就好了。这在由Tim Peters写的Python格言(称为The Zen of Python)里面表述为:There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it. 这正好和Perl语言(另一种功能类似的高级动态语言)的中心思想TMTOWTDI(There's More Than One Way To Do It)完全相反。
Python的作者有意的设计限制性很强的语法,使得不好的编程习惯(例如if语句的下一行不向右缩进)都不能通过编译。其中很重要的一项就是Python的缩进规则。
一个和其他大多数语言(如C)的区别就是,一个模块的界限,完全是由每行的首字符在这一行的位置来决定的(而C语言是用一对花括号{}来明确的定出模块的边界的,与字符的位置毫无关系)。这一点曾经引起过争议。因为自从C这类的语言诞生后,语言的语法含义与字符的排列方式分离开来,曾经被认为是一种程序语言的进步。不过不可否认的是,通过强制程序员们缩进(包括if,for和函数定义等所有需要使用模块的地方),Python确实使得程序更加清晰和美观。
 

Python2.x与3​​.x版本区别

Python的3​​.0版本,常被称为Python 3000,或简称Py3k。相对于Python的早期版本,这是一个较大的升级。

为了不带入过多的累赘,Python 3.0在设计的时候没有考虑向下相容。

许多针对早期Python版本设计的程式都无法在Python 3.0上正常执行。

为了照顾现有程式,Python 2.6作为一个过渡版本,基本使用了Python 2.x的语法和库,同时考虑了向Python 3.0的迁移,允许使用部分Python 3.0的语法与函数。

新的Python程式建议使用Python 3.0版本的语法。

除非执行环境无法安装Python 3.0或者程式本身使用了不支援Python 3.0的第三方库。目前不支援Python 3.0的第三方库有Twisted, py2exe, PIL等。

大多数第三方库都正在努力地相容Python 3.0版本。即使无法立即使用Python 3.0,也建议编写相容Python 3.0版本的程式,然后使用Python 2.6, Python 2.7来执行。

Python 3.0的变化主要在以下几个方面:


print 函数

print语句没有了,取而代之的是print()函数。 Python 2.6与Python 2.7部分地支持这种形式的print语法。在Python 2.6与Python 2.7里面,以下三种形式是等价的:

print "fish"
print ("fish") #注意print后面有个空格
print("fish") #print()不能带有任何其它参数
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然而,Python 2.6实际已经支持新的print()语法:

from __future__ import print_function
print("fish", "panda", sep=', ')
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Unicode

Python 2 有 ASCII str() 类型,unicode() 是单独的,不是 byte 类型。

现在, 在 Python 3,我们最终有了 Unicode (utf-8) 字符串,以及一个字节类:byte 和 bytearrays。

 

由于 Python3.X 源码文件默认使用utf-8编码,这就使得以下代码是合法的:

>>> 中国 = 'china' 
>>>print(中国) 
china
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Python 2.x

>>> str = "我爱北京天安门"
>>> str
'\xe6\x88\x91\xe7\x88\xb1\xe5\x8c\x97\xe4\xba\xac\xe5\xa4\xa9\xe5\xae\x89\xe9\x97\xa8'
>>> str = u"我爱北京天安门"
>>> str
u'\u6211\u7231\u5317\u4eac\u5929\u5b89\u95e8'
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Python 3.x

>>> str = "我爱北京天安门"
>>> str
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'我爱北京天安门'

除法运算

Python中的除法较其它语言显得非常高端,有套很复杂的规则。Python中的除法有两个运算符,/和//

首先来说/除法:

在python 2.x中/除法就跟我们熟悉的大多数语言,比如Java啊C啊差不多,整数相除的结果是一个整数,把小数部分完全忽略掉,浮点数除法会保留小数点的部分得到一个浮点数的结果。

在python 3.x中/除法不再这么做了,对于整数之间的相除,结果也会是浮点数。

Python 2.x:

>>> 1 / 2
0
>>> 1.0 / 2.0
0.5
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Python 3.x:

>>> 1/2
0.5
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而对于//除法,这种除法叫做floor除法,会对除法的结果自动进行一个floor操作,在python 2.x和python 3.x中是一致的。

python 2.x:

>>> -1 // 2
-1
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python 3.x:

>>> -1 // 2
-1
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注意的是并不是舍弃小数部分,而是执行floor操作,如果要截取小数部分,那么需要使用math模块的trunc函数

python 3.x:

>>> import math
>>> math.trunc(1 / 2)
0
>>> math.trunc(-1 / 2)
0
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异常

在 Python 3 中处理异常也轻微的改变了,在 Python 3 中我们现在使用 as 作为关键词。

捕获异常的语法由 except exc, var 改为 except exc as var

使用语法except (exc1, exc2) as var可以同时捕获多种类别的异常。 Python 2.6已经支持这两种语法。

  • 1. 在2.x时代,所有类型的对象都是可以被直接抛出的,在3.x时代,只有继承自BaseException的对象才可以被抛出。
  • 2. 2.x raise语句使用逗号将抛出对象类型和参数分开,3.x取消了这种奇葩的写法,直接调用构造函数抛出对象即可。

 

在2.x时代,异常在代码中除了表示程序错误,还经常做一些普通控制结构应该做的事情,在3.x中可以看出,设计者让异常变的更加专一,只有在错误发生的情况才能去用异常捕获语句来处理。


xrange

在 Python 2 中 xrange() 创建迭代对象的用法是非常流行的。比如: for 循环或者是列表/集合/字典推导式。

这个表现十分像生成器(比如。"惰性求值")。但是这个 xrange-iterable 是无穷的,意味着你可以无限遍历。

由于它的惰性求值,如果你不得仅仅不遍历它一次,xrange() 函数 比 range() 更快(比如 for 循环)。尽管如此,对比迭代一次,不建议你重复迭代多次,因为生成器每次都从头开始。

在 Python 3 中,range() 是像 xrange() 那样实现以至于一个专门的 xrange() 函数都不再存在(在 Python 3 中 xrange() 会抛出命名异常)。

import timeit

n = 10000
def test_range(n):
    return for i in range(n):
        pass

def test_xrange(n):
    for i in xrange(n):
        pass
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Python 2

print 'Python', python_version()

print '\ntiming range()' 
%timeit test_range(n)

print '\n\ntiming xrange()' 
%timeit test_xrange(n)
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Python 2.7.6
timing range()
1000 loops, best of 3: 433 µs per loop


timing xrange()
1000 loops, best of 3: 350 µs per loop
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Python 3

print('Python', python_version())

print('\ntiming range()')
%timeit test_range(n)

Python 3.4.1

timing range()
1000 loops, best of 3: 520 µs per loop
print(xrange(10))
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-5d8f9b79ea70> in <module>()
----> 1 print(xrange(10))

NameError: name 'xrange' is not defined
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八进制字面量表示

八进制数必须写成0o777,原来的形式0777不能用了;二进制必须写成0b111。

新增了一个bin()函数用于将一个整数转换成二进制字串。 Python 2.6已经支持这两种语法。

在Python 3.x中,表示八进制字面量的方式只有一种,就是0o1000。

python 2.x

>>> 0o1000
512
>>> 01000
512
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python 3.x

>>> 01000
  File "<stdin>", line 1
    01000
        ^
SyntaxError: invalid token
>>> 0o1000
512
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不等运算符

Python 2.x中不等于有两种写法 != 和 <>

Python 3.x中去掉了<>, 只有!=一种写法,还好,我从来没有使用<>的习惯


去掉了repr表达式``

Python 2.x 中反引号``相当于repr函数的作用

Python 3.x 中去掉了``这种写法,只允许使用repr函数,这样做的目的是为了使代码看上去更清晰么?不过我感觉用repr的机会很少,一般只在debug的时候才用,多数时候还是用str函数来用字符串描述对象。

def sendMail(from_: str, to: str, title: str, body: str) -> bool:
    pass

多个模块被改名(根据PEP8)

旧的名字新的名字
_winreg winreg
ConfigParser configparser
copy_reg copyreg
Queue queue
SocketServer socketserver
repr reprlib

StringIO模块现在被合并到新的io模组内。 new, md5, gopherlib等模块被删除。 Python 2.6已经支援新的io模组。

httplib, BaseHTTPServer, CGIHTTPServer, SimpleHTTPServer, Cookie, cookielib被合并到http包内。

取消了exec语句,只剩下exec()函数。 Python 2.6已经支援exec()函数。


5.数据类型

1)Py3.X去除了long类型,现在只有一种整型——int,但它的行为就像2.X版本的long

2)新增了bytes类型,对应于2.X版本的八位串,定义一个bytes字面量的方法如下:

>>> b = b'china' 
>>> type(b) 
<type 'bytes'>
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str对象和bytes对象可以使用.encode() (str -> bytes) or .decode() (bytes -> str)方法相互转化。

print "fish"
print ("fish") #注意print后面有个空格
print("fish") #print()不能带有任何其它参数
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3)dict的.keys()、.items 和.values()方法返回迭代器,而之前的iterkeys()等函数都被废弃。同时去掉的还有 dict.has_key(),用 in替代它吧 

 

Python Hello World 实例

以下实例为学习Python的第一个实例,即如何输出"Hello World!":

# -*- coding: UTF-8 -*-

# Filename : helloworld.py
# author by : www.runoob.com

# 该实例输出 Hello World!
print('Hello World!')
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一 什么是编码?

基本概念很简单。首先,我们从一段信息即消息说起,消息以人类可以理解、易懂的表示存在。我打算将这种表示称为“明文”(plain text)。对于说英语的人,纸张上打印的或屏幕上显示的英文单词都算作明文。

其次,我们需要能将明文表示的消息转成另外某种表示,我们还需要能将编码文本转回成明文。从明文到编码文本的转换称为“编码”,从编码文本又转回成明文则为“解码”。

编码问题是个大问题,如果不彻底解决,它就会像隐藏在丛林中的小蛇,时不时地咬你一口。
    那么到底什么是编码呢?

    //ASCII

    记住一句话:计算机中的所有数据,不论是文字、图片、视频、还是音频文件,本质上最终都是按照类似 01010101 的二进制存储的。
    再说简单点,计算机只懂二进制数字!
    所以,目的明确了:如何将我们能识别的符号唯一的与一组二进制数字对应上?于是美利坚的同志想到通过一个电平的高低状态来代指0或1,
    八个电平做为一组就可以表示出
    256种不同状态,每种状态就唯一对应一个字符,比如A--->00010001,而英文只有26个字符,算上一些特殊字符和数字,128个状态也够
    用了;每个电平称为一个比特为,约定8个比特位构成一个字节,这样计算机就可以用127个不同字节来存储英语的文字了。这就是ASCII编码。
    
    扩展ANSI编码
    刚才说了,最开始,一个字节有八位,但是最高位没用上,默认为0;后来为了计算机也可以表示拉丁文,就将最后一位也用上了,
    从128到255的字符集对应拉丁文啦。至此,一个字节就用满了!

    //GB2312

    计算机漂洋过海来到中国后,问题来了,计算机不认识中文,当然也没法显示中文;而且一个字节所有状态都被占满了,万恶的帝国主义亡
    我之心不死啊!我党也是棒,自力更生,自己重写一张表,直接生猛地将扩展的第八位对应拉丁文全部删掉,规定一个小于127的字符的意
    义与原来相同,但两个大于127的字符连在一起时,就表示一个汉字,前面的一个字节(他称之为高字节)从0xA1用到0xF7,后面一个字节
   (低字节)从0xA1到0xFE,这样我们就可以组合出大约7000多个简体汉字了;这种汉字方案叫做 “GB2312”。GB2312 是对 ASCII 的中文扩展。

    //GBK 和 GB18030编码

    但是汉字太多了,GB2312也不够用,于是规定:只要第一个字节是大于127就固定表示这是一个汉字的开始,不管后面跟的是不是扩展字符集里的
    内容。结果扩展之后的编码方案被称为 GBK 标准,GBK 包括了 GB2312 的所有内容,同时又增加了近20000个新的汉字(包括繁体字)和符号。

    //UNICODE编码:

    很多其它国家都搞出自己的编码标准,彼此间却相互不支持。这就带来了很多问题。于是,国际标谁化组织为了统一编码:提出了标准编码准
    则:UNICODE 。
    UNICODE是用两个字节来表示为一个字符,它总共可以组合出65535不同的字符,这足以覆盖世界上所有符号(包括甲骨文)

    //utf8:

    unicode都一统天下了,为什么还要有一个utf8的编码呢?
    大家想,对于英文世界的人们来讲,一个字节完全够了,比如要存储A,本来00010001就可以了,现在吃上了unicode的大锅饭,
    得用两个字节:00000000 00010001才行,浪费太严重!
    基于此,美利坚的科学家们提出了天才的想法:utf8.
    UTF-8(8-bit Unicode Transformation Format)是一种针对Unicode的可变长度字符编码,它可以使用1~4个字节表示一个符号,根据
    不同的符号而变化字节长度,当字符在ASCII码的范围时,就用一个字节表示,所以是兼容ASCII编码的。

    这样显著的好处是,虽然在我们内存中的数据都是unicode,但当数据要保存到磁盘或者用于网络传输时,直接使用unicode就远不如utf8省空间啦!
    这也是为什么utf8是我们的推荐编码方式。

    Unicode与utf8的关系:
    一言以蔽之:Unicode是内存编码表示方案(是规范),而UTF是如何保存和传输Unicode的方案(是实现)这也是UTF与Unicode的区别。
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posted on 2018-05-09 20:40  DisCover_ry  阅读(466)  评论(0)    收藏  举报