python学习笔记-（一）初识python

1、python的前世今生

想要充分的了解一个人，无外乎首先充分了解他的过去和现在；咱们学习语言也是一样的套路

1.1 python的历史

Python（英国发音：/ˈpaɪθən/ 美国发音：/ˈpaɪθɑːn/）, 是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言，由Guido van Rossum于1989年发明，第一个公开发行版发行于1991年。

1.2 python的现在

TIOBE 编程语言社区排行榜是编程语言流行趋势的一个指标，每月更新，这份排行榜排名基于互联网上有经验的程序员、 课程和第三方厂商的数量。排名使用著名的搜索引擎（诸如 Google、MSN、Yahoo!、Wikipedia、YouTube 以及 Baidu 等）进行计算。以下为2016年6月份最新的编程语言排行榜top20榜单：（如图所示）

前10名编程语言长期走势图（如图所示）：

2.python的特点

2.1 python设计定位

Python的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单”。Python开发者的哲学是“用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事”。在设计Python语言时，如果面临多种选择，Python开发者一般会拒绝花俏的语法，而选择明确的没有或者很少有歧义的语法。这些准则被称为Python格言。在Python解释器内运行import this可以获得完整的列表。

2.2 python可以应用于哪些领域？

• 编程语言

Python语言可以用来作为批处理语言，写一些简单工具，处理些数据，作为其他软件的接口调试等。Python语言可以用来作为函数语言，进行人工智能程序的开发，具有Lisp语言的大部分功能。Python语言可以用来作为过程语言，进行我们常见的应用程序开发，可以和VB等语言一样应用。Python语言可以用来作为面向对象语言，具有大部分面向对象语言的特征，常作为大型应用软件的原型开发，再用C++改写，有些直接用Python来开发。

• 数据库

Python在数据库方面也很优秀，可以和多种数据库进行连接，进行数据处理，从商业型的数据库到开放源码的数据库都提供支持。例如：Oracle,Ms SQL Server等等。有多种接口可以与数据库进行连接，至少包括ODBC。有许多公司采用着Python＋MySql的架构。因此，掌握了Python使你可以充分利用面向对象的特点，在数据库处理方面如虎添翼。

• windows编程

Python不仅可以在Unix类型的操作系统上应用，同样可以在Windows系统里有很好的表现。通过添加PythonWin模块，就可以通过COM形式调用和建立各种资源，包括调用注册表、ActiveX控件以及各种COM等工作，最常见的例子就是通过程序对Office文档进行处理，自动生成文档和图表。
通过Python，还可以利用py2exe模块生成exe应用程序。还有许多其他的日常维护和管理工作也可以交给Python来做，从而减少维护的工作量。利用Python，你还可以开发出象VB,VC,Delphi那样的GUI程序，但却可以在多个平台上执行。这在许多方面并不逊色于Java。

• 多媒体

利用PIL、Piddle、ReportLab等模块,你可以处理图象、声音、视频、动画等，从而为你的程序添加亮丽的光彩。动态图表的生成、统计分析图表都可以通过Python来完成。另外，还有OpenGL。利用PyOpenGl模块，你可以非常迅速的编写出三维场景。

• 科学计算

Python可以广泛的在科学计算领域发挥独特的角色。有许多模块可以帮助你在计算巨型数组、矢量分析、神经网络等方面高效率完成工作。尤其是在教育科研方面，可以发挥出独特的优势。

• 网络编程

Python可以非常方便的完成网络编程的工作，提供了众多的解决方案和模块，可以非常方便的定制出自己的服务器软件，无论是c/s，还是b/s模式，都有很好的解决方法。

• 图形用户界面

Python可以非常方便的实现GUI编程，通过Tkinter,wxPython,QT等等模块，你就可以根据需要编写出强大的跨平台的用户界面程序。

• 游戏编程

Python在很早的时候就是一种游戏编程的辅助工具。在《星球大战》中扮演了重要的角色。在“阿贝斯(Abyss)”、“星球之旅(Star Trek)”、“Indiana Jones”超级大片中担当特技和动画制作的工业光魔公司(Industrial Light)就采用Python制作商业动画。目前，通过Python完全可以编写出非常棒的游戏程序。

• 企业与政务应用

目前，Python已经成功的实现企业级应用，在全球，已经有很多公司采用Python进行企业级软件的开发和应用，比如：ERP和CRM这样的应用。同时，通过Python技术，成功的实现了许多政务应用

• 其他

2.3 python的优缺点

2.3.1 优点

• 简单

Python是一种代表简单主义思想的语言。阅读一个良好的Python程序就感觉像是在读英语一样，尽管这个英语的要求非常严格！Python的这种伪代码本质是它最大的优点之一。它使你能够专注于解决问题而不是去搞明白语言本身。

• 易学

就如同你即将看到的一样，Python极其容易上手。前面已经提到了，Python有极其简单的语法。　　

• 免费、开源

Python是FLOSS（自由/开放源码软件）之一。简单地说，你可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的自由软件中。FLOSS是基于一个团体分享知识的概念。这是为什么Python如此优秀的原因之一，它是由一群希望看到一个更加优秀的Python的人创造并经常改进着的。　　

• 高层语言

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程序无需修改就可以在下述任何平台上面运行。这些平台包括Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、Amiga、AROS、AS/400、BeOS、OS/390、z/OS、Palm OS、QNX、VMS、Psion、Acom RISC OS、VxWorks、PlayStation、Sharp Zaurus、Windows CE甚至还有PocketPC、Symbian以及Google基于linux开发的android平台！

• 解释性

这一点需要一些解释。一个用编译性语言比如C或C++写的程序可以从源文件（即C或C++语言）转换到一个你的计算机使用的语言（二进制代码，即0和1）。这个过程通过编译器和不同的标记、选项完成。当你运行你的程序的时候，连接/转载器软件把你的程序从硬盘复制到内存中并且运行。而Python语言写的程序不需要编译成二进制代码。你可以直接从源代码 运行 程序。在计算机内部，Python解释器把源代码转换成称为字节码的中间形式，然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行。事实上，由于你不再需要担心如何编译程序，如何确保连接转载正确的库等等，所有这一切使得使用Python更加简单。由于你只需要把你的Python程序拷贝到另外一台计算机上，它就可以工作了，这也使得你的Python程序更加易于移植。

• 面向对象

Python既支持面向过程的编程也支持面向对象的编程。在“面向过程”的语言中，程序是由过程或仅仅是可重用代码的函数构建起来的。在“面向对象”的语言中，程序是由数据和功能组合而成的对象构建起来的。与其他主要的语言如C++和Java相比，Python以一种非常强大又简单的方式实现面向对象编程。　　

• 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。　　

• 丰富的库

Python标准库确实很庞大。它可以帮助你处理各种工作，包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI（图形用户界面）、Tk和其他与系统有关的操作。记住，只要安装了Python，所有这些功能都是可用的。这被称作Python的“功能齐全”理念。除了标准库以外，还有许多其他高质量的库，如wxPython、Twisted和Python图像库等等。　　

• 概括

Python确实是一种十分精彩又强大的语言。它合理地结合了高性能与使得编写程序简单有趣的特色。　　

• 规范的代码

Python采用强制缩进的方式使得代码具有极佳的可读性。

2.3.2 缺点

• 强制缩进

这也许不应该被称为局限，但是它用缩进来区分语句关系的方式还是给很多初学者带来了困惑。即便是很有经验的Python程序员，也可能陷入陷阱当中。最常见的情况是tab和空格的混用会导致错误，而这是用肉眼无法分别的。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0.1s,用Python是0.01s,这样C语言直接比Python快了10s,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）

• 运行速度

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。

• 线程不能利用多CPU

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。

3.编码

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）

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），所以如果不指定编码类型，如果有中文就会报错。

4.python的工作过程

Python先把代码（.py文件）编译成字节码，交给字节码虚拟机，然后虚拟机一条一条执行字节码指令，从而完成程序的执行。

5.python安装

5.1 安装

5.1.1 windows安装

首先，根据你的Windows版本（64位还是32位）从Python的官方网站下载Python 3.5对应的64位安装程序或32位安装程序；然后，运行下载的EXE安装包完成安装即可。

PS：特别要注意勾上Add Python 3.5 to PATH，然后点“Install Now”即可完成安装。

5.1.2 mac安装

如果你正在使用Mac，系统是OS X 10.8~10.10，那么系统自带的Python版本是2.7。要安装最新的Python 3.5，有两个方法：

方法一：从Python官网下载Python 3.5的安装程序，双击运行并安装；

方法二：如果安装了Homebrew，直接通过命令brew install python3安装即可。

5.1.3 linux安装

略过、、、

5.2 运行

安装成功后，打开命令提示符窗口，敲入python后，会出现两种情况：

1）如图所示：

看到上面的画面，就说明Python安装成功！

2）‘python’ 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。

这种情况就需要自行配置环境变量啦。。。