Python学习笔记day01--Python基础

1 python的应用
     Python崇尚优美、清晰、简单，是一个优秀并广泛使用的语言。
     Python可以应用于众多领域，如：数据分析、组件集成、网络服务、图像处理、数值计算和科学计算等众多领域。
    
    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

 

2 python语言的分类

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。
    
    编译型：
        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;
        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：
        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.
        
        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。
        
        
    动态语言和静态语言
    通常我们所说的动态语言、静态语言是指动态类型语言和静态类型语言。

    （1）动态类型语言：动态类型语言是指在运行期间才去做数据类型检查的语言，也就是说，在用动态类型的语言编程时，永远也不用给任何变量指定数据类型，该语言会在你第一次赋值给变量时，在内部将数据类型记录下来。Python和Ruby就是一种典型的动态类型语言，其他的各种脚本语言如VBScript也多少属于动态类型语言。

    （2）静态类型语言：静态类型语言与动态类型语言刚好相反，它的数据类型是在编译其间检查的，也就是说在写程序时要声明所有变量的数据类型，C/C++是静态类型语言的典型代表，其他的静态类型语言还有C#、JAVA等。

    强类型定义语言和弱类型定义语言

    （1）强类型定义语言：强制数据类型定义的语言。也就是说，一旦一个变量被指定了某个数据类型，如果不经过强制转换，那么它就永远是这个数据类型了。举个例子：如果你定义了一个整型变量a,那么程序根本不可能将a当作字符串类型处理。强类型定义语言是类型安全的语言。

    （2）弱类型定义语言：数据类型可以被忽略的语言。它与强类型定义语言相反, 一个变量可以赋不同数据类型的值。

    强类型定义语言在速度上可能略逊色于弱类型定义语言，但是强类型定义语言带来的严谨性能够有效的避免许多错误。另外，“这门语言是不是动态语言”与“这门语言是否类型安全”之间是完全没有联系的！
    例如：Python是动态语言，是强类型定义语言（类型安全的语言）; VBScript是动态语言，是弱类型定义语言（类型不安全的语言）; JAVA是静态语言，是强类型定义语言（类型安全的语言）。

    通过上面这些介绍，我们可以得出，python是一门动态解释性的强类型定义语言。

 

 

3 python的优缺点

先看优点

    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。
    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。
    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
    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
    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。
    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：

    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。
    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。
    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。

    
python的种类：
    CPython

    当我们从Python官方网站下载并安装好Python 3.6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。
    

4 变量

    linux指定解释器：

#!/usr/bin/env python

 

 

　指定编码格式为uft-8：

 

#-*- encoding:utf-8 -*-  

 

 

    
    变量：把程序运行的中间结果临时的存在内存里，以便后续的代码调用。
    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']
    变量的定义要具有可描述性。
    变量不建议使用中文。
    
    推荐定义方式
    

    #驼峰体

AgeOfOldboy = 56

NumberOfStudents = 80

 

    #下划线

age_of_oldboy = 56

number_of_students = 80

 

 

    
    
5 常量
    常量：一直不变的量。比如：圆周率，新中国成立
    约定俗成全部大写为常量。放到文件最上面。
        

6 注释
    单行注释：#
    多行注释： '''  '''

7 基础数据类型

    int:数字（整型） 主要用于计算
        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。
    
        注意：在Python3里不再有long类型了，全都是int
    
    字符串类型（str）。主要用于储存简单的少量数据

        在Python中,加了引号的字符都被认为是字符串！
    
        type（对象）：可查看是什么数据类型
        
        字符串可以 加（字符串的拼接）、乘 （字符串与数字相乘）， 不可以减、除
        
    布尔值bool（True，False）。
        布尔类型很简单，就两个值 ，一个True(真)，一个False(假), 主要用记逻辑判断
        
    

8 用户交互 input
    input 出来的数据类型全部是字符串　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 　　
age = input('请输入你的年龄：')
print(age,type(age))　　#type用来显示数据类型

结果为：
请输入你的年龄：25
25 <class 'str'>

Process finished with exit code 0

 

 

9 if语句
    1、
    if 条件:
        结果

 

if 2>1:
    print(666)

结果为：
666

Process finished with exit code 0

 

        
    2、    
    if 条件:
        结果
    else:
        结果

 

if 2<1:
    print(666)
else:
    print(333)

结果为：
333

Process finished with exit code 0

 

 

       
    3、多种条件选一个结果
    if 条件:
        结果
    elif 条件:
        结果
    elif 条件:
        结果
    else:
        结果

 

num = input('请输入1-3的其中一个数字：')
if num == '1':
    print('你输入的数字为：'+num +'a')
elif num == '2':
    print('你输入的数字为：' + num + 'b')
elif num == '3':
    print('你输入的数字为:'+ num + 'c' )
else:
    print('你输入的数字不正确')

结果为：
请输入1-3的其中一个数字：2
你输入的数字为：2b

Process finished with exit code 

 

 

        
    4、嵌套

　

num = int(input('请输入1-3的其中一个数字：'))
if num == '1':
    print('你输入的数字为：'+num +'a')
elif num == '2':
    print('你输入的数字为：' + num + 'b')
elif num == '3':
    print('你输入的数字为:'+ num + 'c' )
else:
    if num > 10:
        print('你输入的数字太大')
    else:
        print('大了一点')

 

 

        
    
10 while语句

    while 条件:
        结果
        
    while 条件:
        结果
    else:
        结果
    如果while循环被break打断则不走else，如果正常循环完毕，则走else
  

如果在循环的过程中，因为某些原因，你不想继续循环了，怎么把它中止掉呢？这就用到break 或 continue 语句

 

• break用于完全结束一个循环，跳出循环体执行循环后面的语句
• continue和break有点类似，区别在于continue只是终止本次循环，接着还执行后面的循环，break则完全终止循环

   

num = 0
while num < 10:
    num += 1
    if num == 5:continue　　#num=5 跳过本次循环
    elif num == 8:break　　#num=8 跳出本次循环
    print(num)

 

结果为：

1
2
3
4
6
7

Process finished with exit code 0

 

            

11 格式化输出

    %s就是代表字符串占位符，除此之外，还有%d,是数字占位符

第一种：

 

name = input('name:')
age = int(input('age:'))
job = input('job:')
hobby = input('hobby:')

msg = '''------------ info of %s -----------
Name  : %s
Age   : %d
job   : %s
Hobbie: %s
------------- end%% -----------------
''' %(name,name,age,job,hobby)
print(msg)

 

结果为：

name:青衫
age:25
job:IT
hobby:girl
------------ info of 青衫 -----------
Name  : 青衫
Age   : 25
job   : IT
Hobbie: girl
------------- end% -----------------

第二种：

dic = {'name':'青衫','age':25,'job':'it','hobby':'girl'}
msg = '''------------ info of %(name)s -----------
Name  : %(name)s
Age   : %(age)d
job   : %(job)s
Hobbie: %(hobby)s
------------- end -----------------
''' % dic

print(msg)

结果为：

------------ info of 青衫 -----------
Name  : 青衫
Age   : 25
job   : it
Hobbie: girl
------------- end -----------------

 

特殊情况需要用到%，可以再加个%来转义：

msg = "我是%s,年龄%d,目前学习进度为80%%"%('青衫',25)  第一个%是对第二个%的转译，告诉Python解释器这只是一个单纯的%，而不是占位符。
print(msg)

结果为：

我是青衫,年龄25,目前学习进度为80%

Process finished with exit code 0

 

12 初始编码

 

python2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）,而python3对内容进行编码的默认为utf-8。

 

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

 

1 2 3

#!/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：

 

 

1 2 3 4

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

13 逻辑运算
    and优先级大于or
    int --> bool  非0为true ，0为flase

 　x or y , x为真，值就是x，x为假，值是y；

     x and y, x为真，值是y,x为假，值是x。

 

 

print(1>2 or 1<2)
print(1>2 and 1<2)
print(1>2 or 1<2 and  1>2 or 1<2 )
print(1 or 2)
print(2 or 3)
print(0 or 6)
print(1 and 2)
print(2 and 3)
print(0 and 6)

 

结果为：

True
False
True
1
2
6
2
3
0

Process finished with exit code 0

 

作业：

1、使用while循环输入 1 2 3 4 5 6     8 9 10

num = 1
while num <= 10:
    if num != 7:
        print(num)
    num += 1



2、求1-100的所有数的和


num = 1
count = 0
while num <= 100:
    count=count+num
    num+=1
print(count)


3、输出 1-100 内的所有奇数

num = 1
while num<= 100:
    count = num%2
    if count == 1:
        print(num)
    num+=1



4、输出 1-100 内的所有偶数

num = 1
while num<= 100:
     count = num%2
     if count == 0:
         print(num)
     num+=1



5、求1-2+3-4+5 ... 99的所有数的和

num = 1
count = 0
while num < 100:
    if num%2 == 1:
        count=count+num
    else:
        count=count-num
    num+=1
print(count)

6、用户登陆（三次机会重试）

list = [{'username':'liu','password':'123'},{'username':'yi','password':'234'},{'username':'sai','password':'345'}]
count = 0
name = input('please input your username:')
pw = input('please input your password:')

while count < 3:
    for i in list:
        if i['username'] == name:
            if i['password'] == pw:
                print('Login Success!')
                count = 5
                break
            else:
                if count <2:
                    pw = input('Password error,please re enter:')
                    count+=1
                else:
                    a = input('Will you try again:y/n')
                    if a == 'y':
                        count = 0
                        pw = input('please input your pw:')
                    else:
                        print('goodbey!')
                        count = 5