Python 开篇及第一个Python程序

本节内容

1. python 简单介绍
2. python 2.x 或者python 3.x
3. python 安装
4. 第一个python程序

一、python简单介绍

python的创始人为吉多.范罗苏姆(Guido van Rossum)。1989年的圣诞节期间，吉多.范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言的一种继承。

最新的TIOBE排行榜，python已经稳居前5位。python崇尚优美、清晰、简单，是一个优秀并广泛使用的语言。



由上图可见，python整体呈上升趋势，反映出python应用越来越广泛并且也逐渐得到业内的认可！！！

python可以应用众多领域，如：数据分析、组件继承、网络服务、图像处理、数值计算喝科学计算等众多领域。目前业内几乎所有大中型互联网企业都在使用python，如：Youtube、Dropbox、BT、Quora(中国知乎)、豆瓣、知乎、Google、Yahoo、Facebool、NASA、百度、腾讯、汽车之家、美团等。

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、豆瓣等等，典型的Web框架有django、tornado以及flask；

. 科学计算、人工智能：典型第三方库Numpy，Scipy，Matplotlib，Enthought librarys，pandas；

. 系统运维：自动化运维必备语言；

. 金融：量化交易，金融分析，在金融工程领域，python不但在用，而且用的最多，而且重要性逐年提高。原因是，作为动态语言的python，语言结构简单清晰，第三方库丰富，且成熟稳定，科学计算和统计分析都很厉害，成产效率远远高于C，C++，JAVA等语言，尤其擅长策略回测；

. 图形GUI：PyQT，WxPython，TKinter；

python在一些公司的应用：

. 谷歌：Google App Engine、code.google.com、Google Earth、谷歌爬虫、谷歌广告等项目都在大量使用python开发；

. CIA：美国中情局网站就是使用python开发的；

. NASA：美国航天局大量使用python进行数据运算和分析；

. YouTube：世界上最大的视频网站就是用python开发的；

. Dropbox：美国最大的在线云存储网站，全部用python实现，网站每天处理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包管理工具就是使用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开发的(国外Quora)；

. 春雨医生：国内著名的在线医疗网站是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；

Python是一门什么样的语言？

编程语言主要从以下几个角度进行分类，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

编译和解释的区别是什么？

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；

这是因为计算机不能直接认识并执行我们写的代码语句，它只能认识机器语言(二进制的形式)；

编译型 VS 解释型

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注释一边，性能不如编译型语言。

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采取做数据类型检查的语言，也就是说在用动态类型语言编程时，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期间检查的，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，其他类型的静态语言还有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，那么它永远就是这个数据类型了。举个例子：如果你定义了一个整形变量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与弱类型定义语言，但是强类型定义语言带来的严谨性能够有效地避免许多错误。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)。

因此，我们可以知道Python是一门动态解释型的强类型定义语言，正式这些基因成就了如下的Python优缺点：

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内存一类的细节；

4、可移植性---由于它的开源本质，Python已经被移植再许多平台上(经过改动使它工作在不同平台上)。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的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C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能；

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，比如用C运行一个程序花了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所有。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，这种情况下，当然还是建议使用C语言去实现；

2、代码不能加密，因为Python是解释型语言，它的源代码都是以明文形式存放的，不过笔者不认为这是一个缺点，如果你的项目要求源代码必须是加密的，那你一开始就不因该用Python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Winthread，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CPU平台上，由于GIL的存在，所以禁止多线程的并行执行。

Python解释器

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

当我们从Python官方网站下载并安装好Python2.7之后，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，所以叫做CPython，再命令行下运行Python就是启动CPython解释器，CPython是使用最广泛的Python解释器。

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代码都可以再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是运行在微软的.Net平台上的P樱桃红解释器，可以直接把Python代码编译成.Net字节码。

从上面可以看出，Python的解释器很多，但使用最广泛的还是CPython，如果要和JAVA或.Net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。

Python安装

Linux、Mac：无需安装，原装Python环境 PS：如自带2.6，请更新至2.7

Windows：

1、在Python官网下载安装程序

2、安装：默认安装路径：C:\python27

3、配置环境变量

第一个Python程序

在解释器中如下代码：

>>> print("Hello World!")
Hello World!