快速上手

1.环境搭建

  • Python解释器，将程序员编写的python代码翻译成计算机能够识别的指令。
    • 主流CPython
    • 3.9.0版本
  • 学习编程本质上的3件事
    • 安装 CPython 3.9.0版本解释器
    • 学习Python语法并写代码
    • 解释器去运行代码

1.1 安装Python解释器

1.1.1 mac系统

  • 去Python官网下载Python解释器（3.9.0版本）

    https://www.python.org/

  • 安装

    默认Python解释器安装目录： /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9

有bin目录下有一个 python3.9 文件，他就是Python解释器的启动文件。
解释器路径：/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin/python3.9

  • 写一个简单的Python代码并且让解释器去运行。

    name = input("请输入用户名:")
print("欢迎使用NB系统：",name)

    将文件保存在：文稿/hello.py【/Users/wupeiqi/Documents/hello.py】

    接下来要让解释器去运行代码文件：

    - 打开终端
- 在终端输入：解释器 代码文件
  /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin/python3.9 /Users/wupeiqi/Documents/hello.py

  • 【补充】系统环境变量

    - 假设你有30个Python文件要运行
   /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin/python3.9 /Users/wupeiqi/Documents/hello1.py
   ...
   /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin/python3.9 /Users/wupeiqi/Documents/hello30.py

- Python解释器的路径每次不用再写这么长。
    - 将  /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin 添加到系统的环境变量中。
    - 以后再使用Python解释器去运行python代码时，就可以这样：
    	 python3.9 /Users/wupeiqi/Documents/hello1.py
    	 ...
    	 python3.9 /Users/wupeiqi/Documents/hello2.py

- 如何将 /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin 添加到系统的环境变量中 ？
	- 默认你不用添加，默认Python解释器在安装的过程中已经帮你添加了。
	- 自己手动想添加：
		 - 打开用户目录的下的  .bash_profile 文件（.zprofile）
		 - 在文件中写如下内容

    # Setting PATH for Python 3.9
# The original version is saved in .zprofile.pysave
PATH="/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin:${PATH}"
export PATH

1.1.2 windows系统

  • Python官网下载Python解释器

    https://www.python.org/downloads/release/python-390/

  • 在自己电脑上进行安装

    python解释器安装目录：C:\Python39
python解释器的路径：C:\Python39\python.exe

  • 编写一个Python代码并交给Python解释器去运行

    name = input("请输入用户名")
print("欢迎使用NB系统",name)

    并将文件保存在：Y:\hello.py

    怎么让解释器去运行写好的代码文件呢？

    - 打开终端
- 在终端输入：解释器路径 代码路径

  • 优化配置（让以后操作Python解释器去运行代码时候更加方便）

    - 写了30个Python代码，想要使用解释器去运行。
    C:\Python39\python.exe Y:\hello1.py
    C:\Python39\python.exe Y:\hello2.py
    ...
    C:\Python39\python.exe Y:\hello10.py

- 然你以后可以方便的去运行代码，不用再写Python解释器所在的路径。   
    只要你将 C:\Python39 路径添加到系统的环境变量中。以后你在终端就可以：
        python.exe Y:\hello1.py
        
- 如何将 C:\Python39 添加到环境变量呢？【默认在解释器安装的时已自动添加到环境变量了】

1.2 安装Pycharm编辑器（mac)

帮助我们快速编写代码，用Pycharm可以大大的提高咱们写代码的效率。 + 用解释器去运行代码。

print("asdfasdf")

  • 下载Pycharm

    https://www.jetbrains.com/pycharm/

  • 安装

  • 快速使用，写代码+运行代码

  • 破解Pycharm（专业版）

1.3 安装Pycharm编辑器（win)

  • 下载Pycharm

    https://www.jetbrains.com/pycharm/download/other.html

  • 安装

  • 快速使用：编写代码 + 运行代码

  • 破解Pycharm（专业版）

2.输出

关于输出：

  • 默认print在尾部会加换行符

    print("看着风景美如画")
print("本想吟诗增天下")

输出：
看着风景美如画
本想吟诗增天下

  • 想要不换行，则可以这样干

    print("看着风景美如画",end="")
print("本想吟诗增天下",end="")

输出：
看着风景美如画本想吟诗增天下

    print("看着风景美如画",end=",")
print("本想吟诗增天下",end=".")

输出：
看着风景美如画,本想吟诗增天下.

3. 变量

变量，其实就是我们生活中起别名和外号，让变量名指向某个值，格式为： 【变量名 = 值】，以后可以通过变量名来操作其对应的值。

name = "武沛齐"
print(name) # 武沛齐

age = 18
name = "alex"
flag = 1 > 18
address = "北京昌平" + "沙河"
addr = "北京昌平" + "沙河" + name   # "北京昌平沙河alex"

print(addr)
print(flag)

age = 18
number = 1 == 2

注意：

  • 给变量赋值 age = 18
  • 让age代指值 age=18

3.1 变量名的规范

age = 18
name = "alex"
flag = 1 > 18
address = "北京昌平" + "沙河"

三个规范（只要有一条就会报错）：

  • 变量名只能由 字母、数字、下划线 组成。

  • 不能以数字开头

    na9me9 = "alex"

  • 不能用Python内置的关键字

    def = "alex"
break = 123

    [‘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’]

两个建议：

  • 下划线连接命名（小写）

    father_name = "wupeiqi"
brother_age = 19

  • 见名知意

    age = 18
color = "red"
current_user_name = "吉诺比利"

3.2变量内存指向关系 👍

通过学习上述变量知识让我们对变量了有了初步认识，接下来我们就要从稍稍高级一些的角度来学习变量，即：内存指向（在电脑的内存中是怎么存储的）。

情景一

name = "wupeiqi"

在计算机的内存中创建一块区域保存字符串”wupeiqi”，name变量名则指向这块区域。

情景二

name = "wupeiqi"
name = "alex"

在计算机的内存中创建一块区域保存字符串”wupeiqi”，name变量名则指向这块区域。然后又再内存中创建了一块域保存字符串”alex”，name变量名则指向”alex”所在的区域，不再指向”wupeiqi”所在区域（无人指向的数据会被标记为垃圾，由解释器自动化回收）

情景三

name = "wupeiqi"
new_name = name

在计算机的内存中创建一块区域保存字符串”wupeiqi”，name变量名则指向这块区域。new_name变量名指向name变量，因为被指向的是变量名，所以自动会转指向到name变量代表的内存区域。

情景四

name = "wupeiqi"
new_name = name
name = "alex"

在计算机的内存中创建一块区域保存字符串”wupeiqi”，name变量名则指向这块区域(灰色线)， 然后new_name指向name所指向的内存区域，最后又创建了一块区域存放”alex”，让name变量指向”alex”所在区域.

情景五

num = 18
age = str(num)

在计算机的内存中创建一块区域保存整型18，name变量名则指向这块区域。通过类型转换依据整型18再在内存中创建一个字符串”18”, age变量指向保存这个字符串的内存区域。

至此，关于变量的内存相关的说明已讲完，由于大家都是初学者，关于变量的内存管理目前只需了解以上知识点即可，更多关于内存管理、垃圾回收、驻留机制等问题在后面的课程中会讲解。

4. 注释

写代码时候，如果想要对某写内容进行注释处理，即：解释器忽略不会按照代码去运行。

  • 单行注释

    # 声明一个name变量
name = "alex"

age = 19 # 这表示当前用户的年龄

注意：快捷点 command + ?  、   control + ?

  • 多行注释

    # 声明一个name变量
# 声明一个name变量
# 声明一个name变量
name = "alex"


"""
多行注释内容
多行注释内容
多行注释内容
"""
age = 19

5. 输入

输入，可以实现程序和用户之间的交互。

# 1. 右边 input("请输入用户名：") 是让用户输入内容。
# 2. 将用户输入的内容赋值给name变量。
name = input("请输入用户名：")

if name == "alex":
  print("登录成功")
else:
  print("登录失败")

data = input(">>>")
print(data)

特别注意：用户输入的任何内容本质上都是字符串。

  1. 提示输入姓名，然后给姓名后面拼接一个“烧饼”，提示输入姓名，然后给姓名后面拼接一个“烧饼”，最终打印结果。

    name = input("请输入用户名：")
text = name + "烧饼"
print(text)

  2. 提示输入 姓名/位置/行为，然后做拼接并打印：xx 在 xx 做 xx 。

    name = input("请输入用户名：")
address = input("请输入位置：")
action = input("请输入行为：")

text = name + "在" + address + action
print(text)

  3. 提示输入两个数字，计算两个数的和。

    number1 = input("请输入一个数字：") # "1"
number2 = input("请输入一个数字：") # "2"

value = int(number1) + int(number2)
print(value)

6.条件语句

if 条件 :
    条件成立之后的代码...
    条件成立之后的代码...
    条件成立之后的代码...
else:
    条件不成立之后执行的代码...
    条件不成立之后执行的代码...
    条件不成立之后执行的代码...

name = input("请输入用户名:")
if name == "alex":
  print("sb")
else:
  print("db")

提醒：统一缩进问题（都是使用四个空格 = tab）。

name = input("请输入用户名:")
if name == "alex":
    print("sb")
   print("sb")
else:
    print("db")

6.1 基本条件语句

  • 示例1

    print("开始")
if True:
  print("123")
else:
  print("456")
print("结束")

# 输出结果
开始
123
结束

  • 示例2

    print("开始")
if 5==5:
  print("123")
else:
  print("456")
print("结束")

  • 示例3

    num = 19
if num > 10:
	print("num变量对应值大于10")
else:
	print("num变量对应值不大于10")

  • 示例4

    username = "wupeiqi"
password = "666"
if username == "wupeiqi" and password == "666":
	print("恭喜你，登录成功")
else:
	print("登录失败")

  • 示例5

    username = "wupeiqi"

if username == "wupeiqi" or username == "alex":
	print("VIP大会员用户")
else:
	print("普通用户")

  • 示例6

    number = 19
if number%2 == 1:
	print("number是奇数")
else:
	print("number是偶数")

    number = 19
data = number%2 == 1
if data:
	print("number是奇数")
else:
	print("number是偶数")

  • 示例7

    if 条件:
  成立

    print("开始")
if 5 == 5:
  print("5等于5")
print("结束")

6.2 多条件判断

if 条件A:
  A成立，执行此缩进中的所有代码
  ...
elif 条件B:
  B成立，执行此缩进中的所有代码
  ...
elif 条件C:
  C成立，执行此缩进中的所有代码
  ...
else:
  上述ABC都不成立。

num = input("请输入数字")
data = int(num)
if data>6:
  print("太大了")
elif data == 6:
  print("刚刚好")
else:
  print("太小了")

score = input("请输入分数")
data = int(score)

if data > 90:
  print("优")
elif data > 80:
  print("良")
elif data > 70:
  print("中")
elif data > 60:
  print("差")
else:
  print("不及格")

6.3 条件嵌套

if 条件A:
  ...
elif 条件B:
  ...

if 条件A:
    if 条件A1:
        ...
    else：
   	    ...
elif 条件B:
    ...

模拟10086客服

print("欢迎致电10086，我们提供了如下服务： 1.话费相关；2.业务办理；3.人工服务")

choice = input("请选择服务序号")

if choice == "1":
    print("话费相关业务")
    cost = input("查询话费请按1;交话费请按2")
    if cost == "1":
        print("查询话费余额为100")
    elif cost == "2":
        print("交互费")
    else:
        print("输入错误")
elif choice == "2":
    print("业务办理")
elif choice == "3":
    print("人工服务")
else:
    print("序号输入错误")

7. 循环语句

  • while循环
  • for循环（后期）
while 条件:
    ...
    ...
    ...

print("123")
while 条件:
  ...
  ...
  ...
print(456)

7.1 循环语句基本使用

示例1：

print("开始")
while True:
    print("Alex是个小都比")
print("结束")

# 输出：
开始
Alex是个小都比
Alex是个小都比
Alex是个小都比
Alex是个小都比
...

示例2：

print("开始")
while 1 > 2:
	print("如果祖国遭受到侵犯，热血男儿当自强。")
print("结束")

# 输出：
开始
结束

示例3：

data = True
print("开始")
while data:
	print("如果祖国遭受到侵犯，热血男儿当自强。")
print("结束")

# 输出：
开始
如果祖国遭受到侵犯，热血男儿当自强。
如果祖国遭受到侵犯，热血男儿当自强。
如果祖国遭受到侵犯，热血男儿当自强。
...

示例4：

print("开始")
flag = True
while flag:
	print("滚滚黄河，滔滔长江。")
	flag = False
print("结束")

# 输出：
开始
滚滚黄河，滔滔长江。
结束

示例5：

print("开始")
num = 1
while num < 3:
	print("滚滚黄河，滔滔长江。")
	num = 5
print("结束")

# 输出：
开始
滚滚黄河，滔滔长江。
结束

示例6：

print("开始")
num = 1
while num < 5:
	print("给我生命，给我力量。")
	num = num + 1
print("结束")

# 输出：
开始
给我生命，给我力量。
给我生命，给我力量。
给我生命，给我力量。
给我生命，给我力量。
结束

练习题：重复3次输出我爱我的祖国。
num = 1
while num < 4:
	print("我爱我的祖国")
	num = num + 1
	
我爱我的祖国
我爱我的祖国
我爱我的祖国

7.2 综合小案例

请实现一个用户登录系统，如果密码错误则反复提示让用户重新输入，直到输入正确才停止。

# 请实现一个用户登录系统，如果密码错误则反复提示让用户重新输入，直到输入正确才停止。

print("开始运行路飞系统")

flag = True
while flag:
    user = input("请输入用户名：")
    pwd = input("请输入密码：")
    if user == "wupeiqi" and pwd == "luffy":
        print("登录成功")
        flag = False
    else:
        print("用户名或密码错误")

print("系统结束")

7.3 break

break，用于在while循环中帮你终止循环。

print("开始")
while True:
	print("1")
  break
	print("2")
print("结束")

# 输出
开始
1
结束

通过示例来更深入理解break的应用。

示例1：

print("开始")
while True:
	print("红旗飘飘，军号响。")
	break
	print("剑已出鞘，雷鸣电闪。")
	print("从来都是狭路相逢勇者胜。")
print("结束")

示例2：

print("开始")
i = 1
while True:
	print(i)
	i = i + 1
	if i == 101:
		break
print("结束")

# 输出
开始
1
2
...
100
结束

示例3：

print("开始运行系统")
while True:
	user = input("请输入用户名：")
	pwd =  input("请输入密码：")
	if user == 'wupeiqi' and pwd = "oldboy":
		print("登录成功")
		break
	else:
		print("用户名或密码错误，请重新登录")
print("系统结束")

# 输出
开始运行系统
>>> 用户名
>>> 密码
正确，登录成功
	系统结束
不正确，一直循环输出

所以，以后写代码时候，想要结束循环可以通过两种方式实现了，即：条件判断 和 break关键字，两种在使用时无好坏之分，只要能实现功能就行。

7.4 continue

continue，在循环中用于 结束本次循环，开始下一次循环。

print("开始")
while True:
  print(1)
  continue
  print(2)
  print(3)
print("结束")

示例1：

print("开始")
while True:
	print("红旗飘飘，军号响。")
	continue
	print("剑已出鞘，雷鸣电闪。")
	print("从来都是狭路相逢勇者胜。")
print("结束")

# 输出
开始
红旗飘飘，军号响。
红旗飘飘，军号响。
红旗飘飘，军号响。
红旗飘飘，军号响。
...

示例2：

print("开始")
i = 1
while i < 101:
	if i == 7:
		i = i + 1
		continue
	print(i)
	i = i + 1
print("结束")

# 输出
开始
1
2
3
4
5
6
8
9
10
...
100
结束

示例3：

print("开始")
i = 1
while True:
	if i == 7:
		i = i + 1
		continue
	print(i)
	i = i + 1
	if i == 101:
		break
print("结束")

# 输出
开始
1
2
3
4
5
6
8
9
10
...
100
结束

写在最后，对于break和continue都是放在循环语句中用于控制循环过程的，一旦遇到break就停止所有循环，一旦遇到continue就停止本次循环，开始下次循环。

当然，通过如果没有了break和continue，我们用while条件的判断以及其他协助也能完成很多功能，有了break和continue可以在一定程度上简化我们的代码逻辑。

7.5 while else

当while后的条件不成立时，else中的代码就会执行。

while 条件:
  代码
else:
  代码

while False:
  pass
else:
  print(123)

num = 1
while num < 5:
  print(num)
  num = num + 1
else:
  print(666)

# 输出 
1
2
3
4
666

while True:
  print(123)
	break
else:
  print(666)

# 输出
123

8.字符串格式化

字符串格式化，使用跟便捷的形式实现字符串的拼接。

8.1 %

8.1.1 基本格式化操作

name = "武沛齐"
# 占位符
# text = "我叫%s，今年18岁" %"武沛齐"
text = "我叫%s，今年18岁" %name

name = "武沛齐"
age = 18

# text = "我叫%s，今年%s岁" %("武沛齐",18)
# text = "我叫%s，今年%s岁" %(name,age)
text = "我叫%s，今年%d岁" %(name,age)

https://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5484747.html

message = "%(name)s你什么时候过来呀？%(user)s今天不在呀。" % {"name": "死鬼", "user": "李杰"}
print(message)

8.1.2 百分比

text = "兄弟，这个片我已经下载了90%了，居然特么的断网了"
print(text)

text = "%s，这个片我已经下载了90%%了，居然特么的断网了" %"兄弟"
print(text)
# 输出：
兄弟，这个片我已经下载了90%了，居然特么的断网了

一旦字符串格式化中存现百分比的显示，请一定要呀加 %% 以实现输出 %。

8.2 format（推荐）

text = "我叫{0}，今年18岁".format("武沛齐")

text = "我叫{0}，今年{1}岁".format("武沛齐",18)

text = "我叫{0}，今年{1}岁，真是的姓名是{0}。".format("武沛齐",18)

text = "我叫{}，今年18岁".format("武沛齐")

text = "我叫{}，今年{}岁".format("武沛齐",18)

text = "我叫{}，今年{}岁，真是的姓名是{}。".format("武沛齐",18,"武沛齐")

text = "我叫{n1}，今年18岁".format(n1="武沛齐")

text = "我叫{n1}，今年{age}岁".format(n1="武沛齐",age=18)

text = "我叫{n1}，今年{age}岁，真是的姓名是{n1}。".format(n1="武沛齐",age=18)

text = "我叫{0}，今年{1}岁"
data1 = text.format("武沛齐",666)
data2 = text.format("alex",73)

text = "我叫%s，今年%d岁"
data1 = text %("武沛齐",20)
data2 = text %("alex",84)

8.3 f

到Python3.6版本，更便捷。

text = f"嫂子喜欢{'跑步'}，跑完之后满身大汗"

action = "跑步"
text = f"嫂子喜欢{action}，跑完之后满身大汗"

name = "喵喵"
age = 19
text = f"嫂子的名字叫{name}，今年{age}岁"
print(text)

text = f"嫂子的名字叫喵喵，今年{19 + 2}岁"
print(text)

# 在Python3.8引入
text = f"嫂子的名字叫喵喵，今年{19 + 2=}岁"
print(text)

# 进制转换
v1 = f"嫂子今年{22}岁"
print(v1)

v2 = f"嫂子今年{22:#b}岁"
print(v2)

v3 = f"嫂子今年{22:#o}岁"
print(v3)

v4 = f"嫂子今年{22:#x}岁"
print(v4)

# 理解
text = f"我是{'alex'}，我爱大铁锤"

name = "alex"
text = f"我是{name}，我爱大铁锤"

name = "alex"
text = f"我是{ name.upper() }，我爱大铁锤"

# 输出：我是ALEX，我爱大铁锤

9. 运算符

提到运算符，我想大家首先想到的就是加、减、乘、除之类， 本节要系统的跟大家来聊一聊，我们写代码时常见的运算符可以分为5种：

  • 算数运算符，例如：加减乘除

  • 比较运算符，例如：大于、小于

注意：python3中不支持 <>

if 1 >2:
  pass
while 1>2:
  pass

data = 1 == 2
  • 赋值运算，例如：变量赋值

num = 1
while num < 100:
  print(num)
  # num = num + 1
  num += 1
  • 成员运算，例如：是否包含

v1 = "le" in "alex"  # True/False
# 让用户输入一段文本，检测文本中是否包含敏感词。
text = input("请输入内容：")
if "苍老师" in text:
  print("少儿不宜")
else:
  print(text)
  • 逻辑运算，例如：且或非

if username == "alex" and pwd == "123":
  pass

data = 1 > 2
if not data:
  pass

9.1 运算符优先级

运算符的优先级有很多，常见的没几个，推荐你记住3个即可：

  • 算数优先级优先级 大于 比较运算符

    if 2 + 10 > 11:
	print("真")
else:
	print("假")

  • 比较运算符优先级 大于 逻辑运算符

    if 1>2 and 2<10:
	print("成立")
else:
	print("不成立")

  • 逻辑运算符内部三个优先级 not > and > or

    if not 1 and 1>2 or 3 == 8:
	print("真")
else:
	print("假")

上述这3个优先级从高到低总结：加减乘除 > 比较 > not and or 。绝招：加括号。

9.2 面试题

逻辑运算中：and or

v1 = name == "alex" and pwd == "123"
# v1 = True and False

if name == "alex" and pwd == "123":
  pass

v2 = "wupeiqi" and "alex"

# 第一步：将and前后的只转换为布尔值 True and True
# 第二步：判断本次操作取悦于谁？由于前面的是True，所以本次逻辑判断取决于后面的值。
# 所以，后面的只等于多少最终结果就是多少。 v2 = "alex"


v3 = "" and "alex"
# 第一步：将and前后的只转换为布尔值 False and True
# 第二步：判断本次操作取悦于谁？由于前面的是False，所以本次逻辑判断取决于前面的值。
# 所以，前面的只等于多少最终结果就是多少。 v2 = ""

v4 = 1 or 8 
# 第一步：将and前后的只转换为布尔值 True or True
# 第二步：判断本次操作取悦于谁？由于前面的是True，所以本次逻辑判断取决于前面的值。
# v4 = 1

v5 = 0 or 8 
# 第一步：将and前后的只转换为布尔值 False or True
# 第二步：判断本次操作取悦于谁？由于前面的是False，所以本次逻辑判断取决于后面的值。
# v5 = 8

and，看第一个值，如果第一个值真，结果就应该是第二个值，否则结果就是第一个值。
or，看第一个值，如果第一个值为真，结果就应该是第一个值，否则就结果就是第二个值。
not，先计算not，在计算and，最后计算or。

10.进制

计算机中底层所有的数据都是以 010101的形式存在（图片、文本、视频等）。

  • 二进制

    0
1
10

  • 八进制

  • 十进制

  • 十六进制

10.1 进制转换 👍

v1 = bin(25) # 十进制转换为二进制
print(v1) # "0b11001"

v2 = oct(23) # 十进制转换为八进制
print(v2) # "0o27"

v3 = hex(28) # 十进制转换为十六进制
print(v3) # "0x1c"

i1 = int("0b11001",base=2) # 25

i2 = int("0o27",base=8) # 23 

i3 = int("0x1c",base=16) # 28

11. 计算机中的单位

由于计算机中本质上所有的东西以为二进制存储和操作的，为了方便对于二进制值大小的表示，所以就搞了一些单位。

  • b（bit），位

    1，1位
10，2位
111，3位
1001，4位

  • B（byte），字节

    8位是一个字节。

10010110，1个字节
10010110 10010110，2个字节

  • KB（kilobyte），千字节

    1024个字节就是1个千字节。

10010110 11010110  10010111 .. ，1KB
1KB = 1024B= 1024 * 8 b

  • M（Megabyte），兆

    1024KB就是1M
1M= 1024KB = 1024 * 1024 B = 1024 * 1024 * 8 b

  • G（Gigabyte），千兆

    1024M就是1G
1 G=  1024 M=  1024 *1024KB =  1024 * 1024 * 1024 B =  1024 * 1024 * 1024 * 8 b

  • T（Terabyte），万亿字节

    1024个G就是1T

  • ...其他更大单位 PB/EB/ZB/YB/BB/NB/DB 不再赘述。

做个小练习：

  • 假设1个汉字需要2个字节(2B=16位来表示，如：1000101011001100)，那么1G流量可以通过网络传输多少汉字呢？（计算机传输本质上也是二进制）

    1G = 1024M = 1024 * 1024KB = 1024 * 1024 * 1024 B
每个汉字需要2个字节表示
1024 * 1024 * 1024/2 = ?

  • 假设1个汉字需要2个字节(2B=16位来表示，如：1000101011001100)，那么500G硬盘可以存储多少个汉字？

    500G = 500 * 1024M = 500 * 1024 * 1024KB = 500 * 1024 * 1024 * 1024 B
500 * 1024 * 1024 * 1024 / 2 = ?

12.编码

编码，文字和二进制之间的一个对照表。

12.1 ascii编码

ascii规定使用1个字节来表示字母与二进制的对应关系。

00000000
00000001    w
00000010    B
00000011    a
...
11111111

2**8 = 256

12.2 gb-2312编码

gb-2312编码，由国家信息标准委员会制作（1980年）。

gbk编码，对gb2312进行扩展，包含了中日韩等文字（1995年）。

在与二进制做对应关系时，由如下逻辑：

  • 单字节表示，用一个字节表示对应关系。2**8 = 256
  • 双字节表示，用两个字节表示对应关系。2**16 = 65536中可能性。

12.3 unicode

unicode也被称为万国码，为全球的每个文字都分配了一个码位（二进制表示）。

  • ucs2

    用固定的2个字节去表示一个文字。

00000000 00000000     悟
...

2**16 = 65535

  • ucs4

    用固定的4个字节去表示一个文字。
00000000 00000000 00000000 00000000  无
...
2**32 = 4294967296

文字     十六进制            二进制 
 ȧ        0227           1000100111
 ȧ        0227         00000010 00100111                       ucs2
 ȧ        0227         00000000 00000000 00000010 00100111     ucs4
 
 乔       4E54           100111001010100
 乔       4E54         01001110 01010100                       ucs2
 乔       4E54         00000000 00000000 01001110 01010100     ucs4
 
 😆      1F606        11111011000000110
 😆      1F606        00000000 00000001 11110110 00000110      ucs4

无论是ucs2和ucs4都有缺点：浪费空间？

文字     十六进制     二进制
A        0041      01000001
A        0041      00000000 01000001
A        0041      00000000 00000000 00000000 01000001

unicode的应用：在文件存储和网络传输时，不会直接使用unicode，而在内存中会unicode。

12.4 utf-8编码

包含所有文字和二进制的对应关系，全球应用最为广泛的一种编码（站在巨人的肩膀上功成名就）。

本质上：utf-8是对unicode的压缩，用尽量少的二进制去与文字进行对应。

  unicode码位范围            utf-8      
   0000 ~ 007F              用1个字节表示
   0080 ~ 07FF              用2个字节表示
   0800 ~ FFFF              用3个字节表示
  10000 ~ 10FFFF            用4个字节表示

具体压缩的流程：

  • 第一步：选择转换模板

      码位范围（十六进制）                转换模板
   0000 ~ 007F              0XXXXXXX
   0080 ~ 07FF              110XXXXX 10XXXXXX
   0800 ~ FFFF              1110XXXX 10XXXXXX 10XXXXXX
  10000 ~ 10FFFF            11110XXX 10XXXXXX 10XXXXXX 10XXXXXX
  
  例如：
      "B"  对应的unicode码位为 0042，那么他应该选择的一个模板。
      "ǣ"  对应的unicode码位为 01E3，则应该选择第二个模板。
      "武" 对应的unicode码位为 6B66，则应该选择第三个模板。
      "沛" 对应的unicode码位为 6C9B，则应该选择第三个模板。
      "齐" 对应的unicode码位为 9F50，则应该选择第三个模板。
       😆  对应的unicode码位为 1F606，则应该选择第四个模板。            

注意：一般中文都使用第三个模板（3个字节），这也就是平时大家说中文在utf-8中会占3个字节的原因了。

  • 第二步：在模板中填入数据

    - "武"  ->  6B66  ->  110 101101 100110
- 根据模板去套入数据
	1110XXXX 10XXXXXX 10XXXXXX
	1110XXXX 10XXXXXX 10100110
	1110XXXX 10101101 10100110
	11100110 10101101 10100110
在UTF-8编码中 ”武“  11100110 10101101 10100110

- 😆  ->  1F606  ->  11111 011000 000110
- 根据模板去套入数据
	11110000 10011111 10011000 10000110

12.5 Python相关的编码

字符串（str）     "alex媳妇叫铁锤"             unicode处理               一般在内存
字节（byte）      b"alexfdsfdsdfskdfsd"      utf-8编码 or gbk编码       一般用于文件或网络处理

v1 = "武"

v2 = "武".encode("utf-8")
v2 = "武".encode("gbk")

将一个字符串写入到一个文件中。

name = "嫂子热的满身大汗"
data = name.encode("utf-8")

# 打开一个文件
file_object = open("log.txt",mode="wb")
# 在文件中写内容
file_object.write(data)
# 关闭文件
file_object.close()

总结

本章的知识点属于理解为主，了解这些基础之后有利于后面知识点的学习，接下来对本节所有的知识点进行归纳总结：

  1. 计算机上所有的东西最终都会转换成为二进制再去运行。

  2. ascii编码、unicode字符集、utf-8编码本质上都是字符与二进制的关系。

    • ascii，字符和二进制的对照表。
    • unicode，字符和二进制（码位）的对照表。
    • utf-8，对unicode字符集的码位进行压缩处理，间接也维护了字符和二进制的对照表。

  3. ucs2和ucs4指的是使用多少个字节来表示unicode字符集的码位。

  4. 目前最广泛的编码为：utf-8，他可以表示所有的字符且存储或网络传输也不会浪费资源（对码位进行压缩了）。

  5. 二进制、八进制、十进制、十六进制其实就是进位的时机不同。

  6. 基于Python实现二进制、八进制、十进制、十六进制之间的转换。

  7. 一个字节8位

  8. 计算机中常见单位b/B/KB/M/G的关系。

  9. 汉字，用gbk编码需要用2个字节；用utf-8编码需要用3个字节。

  10. 基于Python实现将字符串转换为字节（utf-8编码）

    # 字符串类型
name = "武沛齐"

print(name) # 武沛齐
# 字符串转换为字节类型
data = name.encode("utf-8")
print(data) # b'\xe6\xad\xa6\xe6\xb2\x9b\xe9\xbd\x90'

# 把字节转换为字符串
old = data.decode("utf-8")
print(old)

  11. 基于Python实现将字符串转换为字节（gbk编码）

    # 字符串类型
name = "武沛齐"
print(name) # 武沛齐
# 字符串转换为字节类型
data = name.encode("gbk")
# print(data) # b'\xe6\xad\xa6\xe6\xb2\x9b\xe9\xbd\x90'  utf8，中文3个字节
print(data) # b'\xce\xe4\xc5\xe6\xc6\xeb'              gbk，中文2个字节

# 把字节转换为字符串
old = data.decode("gbk")
print(old)
posted @ 2022-04-14 23:16  晚点心动。  阅读(41)  评论(0)    收藏  举报