Python学习第一篇：初识Python

1.为什么要学python？

有以下公司都使用了python：
• 谷歌：Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬虫、Google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
• 豆瓣: 公司几乎所有的业务均是通过Python开发的
• 知乎: 国内最大的问答社区，通过Python开发(国外Quora)
• 春雨医生：国内知名的在线医疗网站是用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、果壳等公司都在使用Python完成各种各样的任务。

由于各种需求，运维行业必须得会一门开发语言了，而python正好可以满足运维需求。

不进步就是落后，落后就会被淘汰！


2.目前Python主要应用领域：
• 云计算: 云计算最火的语言， 典型应用OpenStack
• WEB开发: 众多优秀的WEB框架，众多大型网站均为Python开发，Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。， 典型WEB框架有Django
• 科学运算、人工智能: 典型库NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
• 系统运维: 运维人员必备语言
• 金融：量化交易，金融分析，在金融工程领域，Python不但在用，且用的最多，而且重要性逐年提高。原因：作为动态语言的Python，语言结构清晰简单，库丰富，成熟稳定，科学计算和统计分析都很牛逼，生产效率远远高于c,c++,java,尤其擅长策略回测
• 图形GUI: PyQT, WxPython,TkInter

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

3.Python 是一门什么样的语言？

编程语言主要从以下几个角度为进行分类，编译型和解释型、静态语言和动态语言、强类型定义语言和弱类型定义语言，每个分类代表什么意思呢，我们一起来看一下。

4.编译型和解释型

编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成二进制文件,这样运行时计算机可以直接以机器语言来运行此程序,速度很快; 

解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,所以运行速度是不如编译后的程序运行的快的. 
这是因为计算机不能直接认识并执行我们写的语句,它只能认识机器语言(是二进制的形式)

分类如下图：

 

优缺点：

编译型

优点：编译器一般会有预编译的过程对代码进行优化。因为编译只做一次，运行时不需要编译，所以编译型语言的程序执行效率高。可以脱离语言环境独立运行。
缺点：编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。编译的时候根据对应的运行环境生成机器码，不同的操作系统之间移植就会有问题，需要根据运行的操作系统环境编译不同的可执行文件。

解释型
优点：有良好的平台兼容性，在任何环境中都可以运行，前提是安装了解释器（虚拟机）。灵活，修改代码的时候直接修改就可以，可以快速部署，不用停机维护。
缺点：每次运行的时候都要解释一遍，性能上不如编译型语言。
---python php ruby java 边执行边翻译（解释） 速度慢
翻译官 = 解释器 精通八国语言===跨平台--->一处编译，到处执行

5.Python和其他语言对比：

Python：① 跨平台、可以不修改代码运行在linux、windows等环境；

            ② Python是解释型语言，不需要编译，直接运行在解释器；

            ③ Python更简洁，有强大的类库，实现同一个功能python只需要几行而C需要几十行甚至更多；

            ④ Python是由C开发来的，执行时：代码 -> C字节码 -> 机器码；

            ⑤ 在解释器上运行，不需要管底层如内存、cpu的调度；

C C++：① C是编译型，C语言本身是跨平台的，但程序不是；（https://zhidao.baidu.com/question/303516831788059004.html）

            ② 代码直接得到机器码，然后在CPU上执行，所以速度比python快。执行时：代码 -> 机器码；

            ③ C通常与底层打交道，需要自己创建内存，销毁内存；

JAVA C#：① 解释型语言，在解释器（虚拟机）上运行，速度上快于Python，慢于C；

               ② 也有强大的类库，代码行数也少；

               ③ 过于庞大，语法多；

               ④ java是由C开发出来的，C#是由？，执行时：代码 -> C字节码 -> 机器码；

               ⑤ C#用于windows平台，开发.net软件，现在也在linux平台有版本;

Ruby Perl:① 国内是Python的地盘，国外则都使用；

go        ：① 处理网络并发最好；

 

java 适合企业级应用，运行效率高；go 语言，网络请求最好；python 开发成本低。

     

6.Python的优缺点：

先看优点
1. 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。
2. 开发效率非常高，Python有非常强大的第三方库，基本上你想通过计算机实现任何功能，Python官方库里都有相应的模块进行支持，直接下载调用后，在基础库的基础上再进行开发，大大降低开发周期，避免重复造轮子。
3. 高级语言————当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节
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程序无需修改就几乎可以在市场上所有的系统平台上运行
5. 可扩展性————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。
6. 可嵌入性————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。
再看缺点：
1. 速度慢，Python 的运行速度相比C语言确实慢很多，跟JAVA相比也要慢一些，因此这也是很多所谓的大牛不屑于使用Python的主要原因，但其实这里所指的运行速度慢在大多数情况下用户是无法直接感知到的，必须借助测试工具才能体现出来，比如你用C运一个程序花了0.01s,用Python是0.1s,这样C语言直接比Python快了10倍,算是非常夸张了，但是你是无法直接通过肉眼感知的，因为一个正常人所能感知的时间最小单位是0.15-0.4s左右，哈哈。其实在大多数情况下Python已经完全可以满足你对程序速度的要求，除非你要写对速度要求极高的搜索引擎等，这种情况下，当然还是建议你用C去实现的。---pypy python新解释器，不慢
2. 代码不能加密，因为PYTHON是解释性语言，它的源码都是以名文形式存放的，不过我不认为这算是一个缺点，如果你的项目要求源代码必须是加密的，那你一开始就不应该用Python来去实现。
3. 线程不能利用多CPU问题，这是Python被人诟病最多的一个缺点，GIL即全局解释器锁（Global Interpreter Lock），是计算机程序设计语言解释器用于同步线程的工具，使得任何时刻仅有一个线程在执行，Python的线程是操作系统的原生线程。在Linux上为pthread，在Windows上为Win thread，完全由操作系统调度线程的执行。一个python解释器进程内有一条主线程，以及多条用户程序的执行线程。即使在多核CPU平台上，由于GIL的存在，所以禁止多线程的并行执行。关于这个问题的折衷解决方法，我们在以后线程和进程章节里再进行详细探讨。
 
Shell是个脚本语言，但Python不只是个脚本语言，能做的事情更多，然后又有钻牛角尖的人说完全没必要学Python, Python能做的事情Shell都可以做，只要你足够牛B,然后又举了用Shell可以写俄罗斯方块这样的游戏，对此我能说表达只能是，不要跟SB理论，SB会把你拉到跟他一样的高度，然后用充分的经验把你打倒。

7.Python/Python解释器的分类：

     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：

　　官方python版本，使用C语言编写，CPython运行会将源文件（py文件）转换成字节码文件（pyc文件）然后运行在Python虚拟机上（其他的也是这样）。

　　Jpython：

　　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:

　　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:

      Python的Python实现，用Python编写，将Python的字节码全部编译成机器码后再执行。（为了提升速度而编写）

 

以上除PyPy之外，其他的Python的对应关系和执行流程如下：

 

执行过程：

CPython   ： 代码 -> C字节码 -> 机器码 （一行一行执行）
pypy        ： 代码 -> C字节码 -> 机器码 （全部转换完再执行）
其他Python：代码 -> 其他语言字节码 -> 机器码

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。