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Python入门基础

Python 基础对象语言变量入门

2023-03-02 10:27:22 时间

# Python入门基础 #

## 什么是计算机语言 ##

计算机就是一台用来计算机的机器，人让计算机干什么计算机就得干什么！  
需要通过计算机的语言来控制计算机（编程语言）  
计算机语言其实和人类的语言没有本质的区别，不同点就是交流的主体不同！  
计算机语言发展经历了三个阶段：  
机器语言  
\- 机器语言通过二进制编码来编写程序  
\- 执行效率好，编写起来太麻烦

符号语言（汇编）  
\- 使用符号来代替机器码  
\- 编写程序时，不需要使用二进制，而是直接编写符号  
\- 编写完成后，需要将符号转换为机器码，然后再由计算机执行  
符号转换为机器码的过程称为汇编  
\- 将机器码转换为符号的过程，称为反汇编  
\- 汇编语言一般只适用于某些硬件，兼容性比较差

高级语言  
\- 高级语言的语法基本和现在英语语法类似，并且和硬件的关系没有那么紧密了  
\- 也就是说我们通过高级语言开发程序可以在不同的硬件系统中执行  
\- 并且高级语言学习起来也更加的容易，现在我们知道的语言基本都是高级语言  
\- C、C++、C\#、Java、JavaScript、Python ……

## 编译型语言和解释型语言 ##

计算机只能识别二进制编码（机器码），所以任何的语言在交由计算机执行时必须要先转换为机器码，  
也就是像 print('hello') 必需要转换为类似 1010101 这样的机器码

根据转换时机的不同，语言分成了两大类：  
编译型语言  
\- C语言  
\- 编译型语言，会在代码执行前将代码编译为机器码，然后将机器码交由计算机执行  
\- a(源码) --编译--> b(编译后的机器码)  
\- 特点：  
执行速度特别快  
跨平台性比较差

解释型语言  
\- Python 、JS、 Java  
\- 解释型语言，不会在执行前对代码进行编译，而是在执行的同时一边执行一边编译  
\- a（源码）--解释器--> 解释执行  
\- 特点：  
执行速度比较慢  
跨平台性比较好

## Python的介绍 ##

Python是解释型语言

Python（英国发音：/ˈpaɪθən/ 美国发音：/ˈpaɪθɑːn/），是一种广泛使用的高级编程语言，属于通用型编程语言，由吉多·范罗苏姆创造，第一版发布于1991年。可以视之为一种改良（加入一些其他编程语言的优点，如面向对象）的LISP。作为一种解释型语言，Python的设计哲学强调代码的可读性和简洁的语法（尤其是使用空格缩进划分代码块，而非使用大括号或者关键词）。相比于C++或Java，Python让开发者能够用更少的代码表达想法。不管是小型还是大型程序，该语言都试图让程序的结构清晰明了。

Life is short you need Python （人生苦短，我用Python）

Python的用途：  
WEB应用  
Facebook 豆瓣 ……  
爬虫程序  
科学计算  
自动化运维  
大数据（数据清洗）  
云计算  
桌面软件/游戏  
人工智能  
……

## Python开发环境搭建 ##

开发环境搭建就是安装Python的解释器  
Python的解释器分类：  
CPython（官方）  
用c语言编写的Python解释器  
PyPy  
用Python语言编写的Python解释器  
IronPython  
用.net编写的Python解释器  
Jython  
用Java编写的Python解释器

步骤：  
1.下载安装包 python-3.6.5.exe  
\- 3.x  
\- 2.x  
2.安装（傻瓜式）  
3.打开命令行窗口，输入python 出现如下内容  
Python 3.6.5 (v3.6.5:f59c0932b4, Mar 28 2020, 18:08:46) \[MSC v.1900 32 bit (Intel)\] on win32  
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.  
>>>

## Python的交互界面 ##

当我们通过命令行来输入Python，所进入到的界面就是Python的交互界面  
结构：  
版本和版权声明：  
Python 3.6.5 (v3.6.5:f59c0932b4, Mar 28 2018, 16:07:46) \[MSC v.1900 32 bit (Intel)\] on win32  
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.

命令提示符：  
>>>

在命令提示符后可以直接输入Python的指令！输入完的指令将会被Python的解释器立即执行！

安装Python的同时，会自动安装一个Python的开发工具IDLE，通过IDLE也可以进入到交互模式  
但是不同的是，在IDLE中可以通过TAB键来查看语句的提示。  
IDLE实际上就是一个交互界面，但是他可以有一些简单的提示，并且可以将代码保存

交互模式只能你输入一行代码，它就是执行一行，所以他并不适用于我们日常的开发  
仅可以用来做一些日常的简单的测试。

我们一般将Python代码编写到一个py文件中，然后通过python指令来执行文件中的代码

## 基本概念 ##

1.表达式  
表达式就是一个类似于数学公式的东西  
比如：10 + 5 8 - 4  
表达式一般仅仅用了计算一些结果，不会对程序产生实质性的影响  
如果在交互模式中输入一个表达式，解释器会自动将表达式的结果输出

2.语句  
在程序中语句一般需要完成某种功能，比如打印信息、获取信息、为变量赋值。。。  
比如：  
print()  
input()  
a = 10  
语句的执行一般会对程序产生一定的影响  
在交互模式中不一定会输出语句的执行结果

3.程序（program）  
程序就是由一条一条的语句和一条一条的表达式构成的。

4.函数（function）  
函数就是一种语句，函数专门用来完成特定的功能  
函数长的形如：xxx()  
函数的分类：  
内置函数  
\- 由Python解释器提供的函数，可以在Python中直接使用  
自定义函数  
\- 由程序员自主的创建的函数  
当我们需要完成某个功能时，就可以去调用内置函数，或者自定义函数  
函数的两个要素：  
参数  
\- ()中的内容就是函数的参数  
\- 函数中可以没有参数，也可以有多个参数，多个参数之间使用,隔开  
返回值  
\- 返回值是函数的返回结果，不是所有的函数都有返回值

## 基本语法 ##

1.在Python中严格区分大小写  
2.Python中的每一行就是一条语句，每条语句以换行结束  
3.Python中每一行语句不要过长（规范中建议每行不要超过80个字符）  
4.一条语句可以分多行编写，多行编写时语句后边以\\结尾  
5.Python是缩进严格的语言，所以在Python中不要随便写缩进  
6.在Python中使用\#来表示注释，\#后的内容都属于注释，注释的内容将会被解释器所忽略  
我们可以通过注释来对程序进行解释说明，一定要养成良好的编写注释的习惯  
注释要求简单明了，一般习惯上\#后边会跟着一个空格 ，注释会被解释器所忽略

## 字面量和变量 ##

字面量就是一个一个的值，比如：1，2，3，4，5，6，‘HELLO’  
字面量所表示的意思就是它的字面的值，在程序中可以直接使用字面量

变量 变量可以用来保存字面量，并且变量中保存的字面量是不定的  
变量本身没有任何意思，它会根据不同的字面量表示不同的意思

一般我们在开发时，很少直接使用字面量，都是将字面量保存到变量中，通过变量来引用字面量

Python中使用变量，不需要声明，直接为变量赋值即可

不能使用没有进行过赋值的变量，如果使用没有赋值过的变量，会报错 NameError: name 'a' is not defined

Python是一个动态类型的语言，可以为变量赋任意类型的值，也可以任意修改变量的值

## 变量和标识符 ##

在Python中所有可以自主命名的内容都属于标识符

比如：变量名、函数名、类名

标识符必须遵循标识符的规范

1.标识符中可以含有字母、数字、\_，但是不能使用数字开头

2.标识符不能是Python中的关键字和保留字， 也不建议使用Python中的函数名作为标识符,因为这样会导致函数被覆盖

3.命名规范： 在Python中注意遵循两种命名规范： 下划线命名法： 所有字母小写，单词之间使用\_分割  
帕斯卡命名法（大驼峰命名法） ： 首字母大写，每个单词开头字母大写，其余字母小写  
如果使用不符合标准的标识符，将会报错 SyntaxError: invalid syntax

## 数据类型 ##

数据类型指的就是变量的值得类型，也就是可以为变量赋哪些值  
数值：在Python数值分成了三种：整数、浮点数（小数）、复数  
整型：在Python中所有的整数都是int类型，Python中的整数的大小没有限制，可以是一个无限大的整数，如果数字的长度过 大，可以使用下划线作为分隔符，a = 123\_456\_789

10进制的数字不能以0开头，其他进制的整数，只要是数字打印时一定是以十进制的形式显示的，二进制 0b开头，八进制 0o开头，十六进制 0x开头  
布尔值：布尔值主要用来做逻辑判断，布尔值一共有两个 True 和 False，布尔值实际上也属于整型，True就相当于1， False就相当于0，True表示真 False表示假  
浮点型：浮点数（小数），在Python中所有的小数都是float类型  
字符串：在Python中字符串需要使用引号引起来，引号可以是双引号，也可以是单引号，但是注意不要混着用，相同的引号之间 不能嵌套，单引号和双引号不能跨行使用，使用三重引号来表示一个长字符串 ''' """，三重引号可以换行，并且会保留字 符串中的格式，可以使用 \\ 作为转义字符，通过转义字符，可以在字符串中使用一些特殊的内容

字符串之间也可以进行加法运算，如果将两个字符串进行相加，则会自动将两个字符串拼接为一个，字符串只能不能和其他的类型进行加法运算，如果做了会出现异常 ，例如：TypeError: must be str, not int。\* 在语言中表示乘法，如果将字符串和数字相乘，则解释器会将字符串重复指定的次数并返回。

在创建字符串时，可以在字符串中指定占位符， %s 在字符串中表示任意字符，%f 浮点数占位符， %d 整数占位符， %3.5s字符串的长度限制在3-5之间，格式化字符串，可以通过在字符串前添加一个f来创建一个格式化字符串，在格式化字符串中可以直接嵌入变量。  
None（空值）： None专门用来表示不存在

## 对象 ##

\- Python是一门面向对象的语言  
\- 一切皆对象  
\- 程序运行当中，所有的数据都是存储到内存当中然后再运行的  
\- 对象就是内存中专门用来存储指定数据的一块区域  
\- 对象实际上就是一个容器，专门用来存储数据  
\- 像数值、字符串、布尔值、None都是对象

## 对象的结构 ##

\- 每个对象中都要保存三种数据  
\- id（标识）  
> id用来标识对象的唯一性，每一个对象都有唯一的id  
> 对象的id就相当于人的身份证号  
> 可以通过id()函数来查看对象的id  
> id是由解析器生成的，在CPython中，id就是对象的内存地址  
> 对象一旦创建，则它的id永远不能再改变

\- type（类型）  
> 类型用来标识当前对象所属的类型  
> 比如：int str float bool ……  
> 类型决定了对象有哪些功能  
> 通过type()函数来查看对象的类型  
> Python是一门强类型的语言，对象一旦创建类型便不能修改

\- value（值）  
> 值就是对象中存储的具体的数据  
> 对于有些对象值是可以改变的  
> 对象分成两大类，可变对象 不可变对象  
可变对象的值可以改变  
不可变对象的值不能改变，之前的对象都是不可变对象

## 变量和对象 ##

\- 对象并没有直接存储到变量中，在Python中变量更像是给对象起了一个别名  
\- 变量中存储的不是对象的值，而是对象的id（内存地址），  
当我们使用变量时，实际上就是在通过对象id在查找对象  
\- 变量中保存的对象，只有在为变量重新赋值时才会改变  
\- 变量和变量之间是相互独立的，修改一个变量不会影响另一个变量

## 类型转换 ##

\- 所谓的类型转换就是将一个类型的对象转换为其他对象  
\- 类型转换不是改变对象本身的类型，而是根据当前对象的值创建一个新对象

类型转换四个函数 int() float() str() bool()， int() 可以用来将其他的对象转换为整型，规则：布尔值：True -> 1 False -> 0， 浮点数：直接取整，省略小数点后的内容，字符串：合法的整数字符串，直接转换为对应的数字， 如果不是一个合法的整数字符串，则报错 ValueError: invalid literal for int() with base 10: '11.5'，对于其他不可转换为整型的对象，直接抛出异常 ValueError，float() 和 int()基本一致，不同的是它会将对象转换为浮点数  
str() 可以将对象转换为字符串， True -> 'True'， False -> 'False'，123 -> '123'  
bool() 可以将对象转换为布尔值，任何对象都可以转换为布尔值，规则：对于所有表示空性的对象都会转换为False，其余的转换为True  
int()函数不会对原来的变量产生影响，他是对象转换为指定的类型并将其作为返回值返回，如果希望修改原来的变量，则需要对变量进行重新赋值

通过类型检查，可以检查只能值（变量）的类型，type()用来检查值的类型，该函数会将检查的结果作为返回值返回，可以通过变量来接收函数的返回值

## 运算符(操作符) ##

\- 运算符可以对一个值或多个值进行运算或各种操作  
\- 比如 + 、-、= 都属于运算符  
\- 运算符的分类：  
1.算术运算符：+ 加法运算符（如果是两个字符串之间进行加法运算，则会进行拼串操作），- 减法运算符，\* 乘法运算符（如 果将字符串和数字相乘，则会对字符串进行复制操作，将字符串重复指定次数），/ 除法运算符，运算时结果 总会返回一个浮点类型，// 整除，只会保留计算后的整数位，总会返回一个整型，\*\* 幂运算，求一个值的几次 幂，% 取模，求两个数相除的余数  
2.赋值运算符：= 可以将等号右侧的值赋值给等号左侧的变量  
3.比较运算符（关系运算符）：关系运算符用来比较两个值之间的关系，总会返回一个布尔值，如果关系成立，返回True，否则返回False，> 比较左侧值是否大于右侧值，>= 比较左侧的值是否大于或等于右侧的值，< 比较左侧值是否小于右侧值，<= 比较左侧的值是否小于或等于右侧的值，== 比较两个对象的值是否相等，!= 比较两个对象的值是否不相等，相等和不等比较的是对象的值，而不是id，is 比较两个对象是否是同一个对象，比较的是对象的id，is not 比较两个对象是否不是同一个对象，比较的是对象的id

在Python中可以对两个字符串进行大于（等于）或小于（等于）的运算，当对字符串进行比较时，实际上比较的是字符串的Unicode编码，比较两个字符串的Unicode编码时，是逐位比较的，利用该特性可以对字符串按照字母顺序进行排序，但是对于中文来说意义不是特别大，如果不希望比较两个字符串的Unicode编码，则需要将其转换为数字然后再比较  
4.逻辑运算符：逻辑运算符主要用来做一些逻辑判断， not 逻辑非， not可以对符号右侧的值进行非运算，对于布尔值，非运算会对其进行取反操作，True变False，False变True，对于非布尔值，非运算会先将其转换为布尔值，然后再取反；and 逻辑与， and可以对符号两侧的值进行与运算， 只有在符号两侧的值都为True时，才会返回True，只要有一个False就返回False，与运算是找False的， Python中的与运算是短路的与，如果第一个值为False，则不再看第二个值；or 逻辑或， or 可以对符号两侧的值进行或运算， 或运算两个值中只要有一个True，就会返回True， 或运算是找True的， Python中的或运算是短路的或，如果第一个值为True，则不再看第二个值； 非布尔值的与或运算， 当我们对非布尔值进行与或运算时，Python会将其当做布尔值运算，最终会返回原值，与运算的规则，与运算是找False的，如果第一个值是False，则不看第二个值， 如果第一个值是False，则直接返回第一个值，否则返回第二个值；或运算的规则， 或运算是找True的，如果第一个值是True，则不看第二个值， 如果第一个值是True，则直接返回第一个值，否则返回第二个值  
5.条件运算符（三元运算符） ： 语法： 语句1 if 条件表达式 else 语句2，执行流程： 条件运算符在执行时，会先对条件表达式进行求值判断， 如果判断结果为True，则执行语句1，并返回执行结果，如果判断结果为False，则执行语句2，并返回执行结果。

## 运算符的优先级 ##

和数学中一样，在Python运算也有优先级，比如先乘除 后加减，运算符的优先级可以根据优先级的表格来查询，在表格中位置越靠下的运算符优先级越高，优先级越高的越优先计算，如果优先级一样则自左向右计算， 在开发中如果遇到优先级不清楚的,则可以通过小括号来改变运算顺序，逻辑运算符可以连着使用。

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