Python——第一章：语言介绍

随着Python的语言在世界受欢迎程度持续高涨，如今也成功夺得了第一的宝座。

在计算机领域，没有谁（诺基亚、微软、苹果、亚马逊等等）能永远稳坐第一，随着时间更迭，就会推陈出新，一定会有更好的、更先进的语言、系统、算法出现。在IT界，这种现象会一直周而复始的存在。

世界上的编程语⾔言有600多种，但真正大家主流在使⽤用的最多二、三十种，不同的语言有自己的特点和擅长领域，随着计算机的不断发展，新语言在不断诞生，也同时有很多老旧的语言慢慢无人用了。有个权威的语言排名网站，可以看到主流的编程语言都有哪些。

编程语言排名网站：

http://www.tiobe.com/tiobe-index

https://hellogithub.com/report/tiobe

不同语言的优势也完全不同，不同的场景需要选择不同的语言：

比如：

• C语言具有高效性和灵活性，许多操作系统的内核是使用C语言编写的，包括Unix、Linux和Windows的部分组件。还有大型游戏，在嵌入式图形和游戏开发中也得到广泛应用。
• Java语音适合大型的工业软件开发，ERP这类产品和大型网站等——如淘宝。Java是Android平台上主要的编程语言。通过使用Java和Android开发工具包（Android SDK），您可以创建功能强大且兼容性广泛的Android应用程序。
• 甚至有的是定向功能的语言。比如R语言主做数据分析，Rust语言是专门为电梯设计开发的语言。

Python语言在软件开发领域中具有许多优点，特别是在以下方面：（摘自ChatGPT的解释）

1. 简洁而易读的语法：Python拥有简洁、直观的语法，使得代码易于编写和阅读。它采用明确的语法结构和简洁的代码风格，使开发者能够更加专注于解决问题，而不是纠结于语法细节。

2. 强大的标准库和第三方库：Python拥有广泛且强大的标准库，覆盖了各种领域，包括文件处理、网络通信、数据处理、图形界面等。此外，Python还拥有丰富的第三方库和框架，例如NumPy、Pandas、Django等，可帮助开发人员快速构建各种应用。

3. 跨平台性：Python是一种跨平台的语言，可以在多个操作系统上运行，包括Windows、Linux、Mac等。这意味着开发的Python代码可以在不同平台上无需修改即可运行，提高了开发效率和可移植性。

4. 快速开发和迭代：由于Python的语法简洁，以及丰富的库和工具支持，使用Python进行软件开发通常比其他语言更快速。开发人员可以迅速构建原型、实现功能并进行迭代，从而加快产品开发周期。

5. 大型社区支持：Python拥有庞大的开源社区，有许多开发者和贡献者积极参与，共享代码、解决问题并提供支持。这意味着开发人员可以从社区中获得大量的资源、教程和解决方案，并且能够与其他开发者交流和合作。

6. 数据科学和机器学习支持：Python在数据科学和机器学习领域非常流行。它拥有许多强大的库和工具，如NumPy、Pandas、SciPy、scikit-learn和TensorFlow，使得数据分析、机器学习和人工智能的开发变得更加便捷。

总之，Python语言以其简洁、易读、跨平台、快速开发和强大的库支持等优点，成为了许多开发者的首选语言。无论是构建Web应用、数据分析、科学计算还是人工智能，Python都提供了丰富的工具和生态系统，使得开发变得更加高效和愉快。

Python能做到业内领先具有如下几点重点优势：

1、开发效率第一（优势）
模块库很丰富，想用什么就有什么工具直接供你选用。

2、学习曲线第一（优势）
Python是最适合小白上手的语言，学习曲线由简入深，由易到难。
C语言是属于最难的语言，像指针、链表等，属于很难上手的语言

3、生态圈第一（优势）
Python自1989年诞生已30余年，在IT技术的各个领域的生态圈都发展的比较庞大，人工智能、数据分析、爬虫等功能都是以Python为首选开发语言，其他领域如游戏开发、Web开发，Python也比较强。软件开发、自动化开发、后端开发、图形化开发、科学运算等领域，也都全面开花，Python称为编程界的瑞士军刀（多功能较强）

对比去看PHP语言的没落，也是由于PHP几乎只能做网站，因此局限性相当大（虽然PHP也可以做爬虫、数据分析但是PHP本身并不擅长这些）

4、运行速度一般（弱势）
Python是一门动态的解释形语言，在执行过程中始终需要一个翻译（解释器），去翻译Python中各种代码，而再去命令底层硬件参与运算。因此他的运行速度并不快。

对比去看C语言（被称为最快的编程语言），C语言是直接与CPU、内存去沟通的，直接操作最底层硬件，他的运行速率肯定是更快，这也是C语言需要学习控制内存指针等困难的点。

C语言的运行速率大概是Python的10倍，但这些在Python的绝大多数脚本中，用户基本上算是感受不到的，这个就好比手机60Hz刷新和120Hz刷新率的区别。但是体系庞大的系统，还是能够体验出区别的，比如大型搜索引擎、大型网站，都会往C语言靠的。

Python主要应用领域

WEB开发——最火的Python web框架Django, 支持异步高并发的Tornado框架，短小精悍的flask,bottle, Django官方的标语把Django定义为the framework for perfectionist with deadlines(大意是：一个为完全主义者开发的高效率web框架)

网络编程——支持高并发的Twisted网络框架， py3引入的asyncio使异步编程变的非常简单。

爬虫——爬虫领域，Python几乎是霸主地位，Scrapy\Request\BeautifuSoap\urllib等，想爬什么爬什么。

云计算——目前最火最知名的云计算框架就是OpenStack,Python现在的火，很大一部分就是因为云计算。

人工智能、数据分析—— Python 是目前公认的人工智能和数据分析领域的必备语⾔

自动化运维——问问你认识的每个运维人员，运维人员必须会的语言是什么？10个人相信会给你一个相同的答案，它的名字叫Python（运维人员标配）。知名的运维工具Ansible\Saltstack都是Python写的。

金融分析——我个人在金融行业，2010年的时候，我们公司写的好多分析程序、高频交易易软件就是用的Python,到目前,Python是金融分析、量化交易领域里用的最多的语⾔。（C++也可以，难一些）

科学运算—— 97年开始，NASA就在大量使用Python在进行各种复杂的科学运算，随着NumPy,SciPy, Matplotlib, Enthought librarys等众多程序库的开发，使的Python越来越适合于做科学计算、绘制高质量的2D和3D图像。和科学计算领域最流行的商业软件Matlab相比，Python是一门通用的程序设计语言，比Matlab所采用的脚本语言的应用范围更广泛。

游戏开发——在网络游戏开发中Python也有很多应用。比如知名的游戏<文明>、网易易公司的《大话西游》 就是用Python写的

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扩展：

为什么C语言的运行速度比Python快，大型搜索引擎大都会选择C语言开发而不是Python？（来自ChatGPT的解释）

C语言的运行速度比Python快主要是因为它是一种编译型语言，而Python是一种解释型语言。这两种语言的执行方式有所不同，导致了它们的性能差异。

1. 编译型 vs. 解释型：C语言是编译型语言，它的代码在运行之前需要经过编译器的处理，将源代码转换成机器码，然后才能在计算机上执行。这个编译过程将代码转换为底层的二进制指令，因此执行速度非常快。Python则是解释型语言，它的代码在运行时由解释器逐行解释并执行。这个解释过程会导致Python的执行速度相对较慢。

2. 静态类型 vs. 动态类型：C语言是一种静态类型语言，意味着在编译时需要指定变量的数据类型。这使得编译器能够进行更多的优化，并在执行时更快地处理数据。Python是一种动态类型语言，变量的数据类型是在运行时确定的，这导致了一些额外的运行时开销。

3. 内存管理：C语言对内存管理具有更多的控制权，开发人员可以手动管理内存的分配和释放，这使得内存使用更加高效。Python使用自动内存管理（垃圾回收机制），这在一定程度上会带来一些性能开销。

虽然C语言在性能方面优于Python，但Python在其他方面具有优势，例如代码的可读性和开发速度。Python代码通常比C语言代码更易于理解和编写，这有助于提高开发人员的生产力。对于一些应用，性能可能不是首要考虑因素，而开发效率和可维护性更为重要。

至于大型搜索引擎为什么会选择C语言开发而不是Python，原因可能是为了追求更高的性能和效率。搜索引擎需要处理大量的数据和请求，对性能的要求非常高，使用C语言可以更好地满足这些要求。同时，大型搜索引擎可能会采用多种语言和技术的组合，针对不同的任务选择最适合的工具，以实现最佳的性能和可扩展性。

Windows环境下Python的安装与使用

https://www.python.org

安装 - 稳定版（Stable Release）、不要安装 - 预发布版本（Pre-release）

这里还是建议3.9.12或3.9.13版本，因为版本老嘛（一年前发布的），所以第三方插件、版本支持较多。

下载后安装时谨记，勾选Add Python 3.9 to PATH（安装3.9到全局环境变量中）

选择自定义安装到指定路径，因为默认路径一层层太蛋疼了，而且后期不好找

Optional Fearures界面什么都不要刻意勾选，这里会自动勾选机器需要的，如果你的跟我的不一样，也不要改，就默认继续Next

这里谨记2点

1、勾选Install for all users

2、手写路径，这里可以手写，建议到C:\Python39

Install

安装完成，直接点Close

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环境变量：

找到用户变量Path，

把Path中的WindowsApps（应用商店）,修改为WindowsApps_bak

找到下面的系统变量，查看Path

这里就是刚刚选择“Install for all users”帮你自动添加的，此处把Python39和Scripts的路径都加入进来了

如果你没有勾选，就手动添加，并且上移置顶，参考上一图

这样你在任意用户、任意目录路径，都可以直接运行调用Python命令了（全局环境变量概念）

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执行python

比如CMD中输入

python
print("hello world")

回显

hello world

如果你要执行py程序，你可以使用命令python+空格+路径
python C:\Users\Sylar\Desktop\hello.py

或者你直接python+空格+鼠标拖拽近这个窗口，机器会自动帮你添加路径信息