python學習【一】基礎入門

Python前世今生

python的創始人為吉多·範羅蘇姆（Guido van Rossum）。1989年的聖誕節期間，吉多·範羅蘇姆為了在阿姆斯特丹打發時間，決心開發一個新的腳本解釋程式，作為ABC語言的一種繼承。  

python的種類

Cpython

　　python的官方版，使用C語言實現，使用最為廣泛，Cpython實現會將python源文件（.py）轉換為python位元組碼（.pyc）然後運行在python虛擬機上

Jpython

　　python的java實現，Jpython會動態將python代碼動態編譯為java位元組碼，然後運行在JVM虛擬機

Ironpython

　　python的C#實現，Jronpython將python源碼動態便以為C#位元組碼，然後再CLR上運行。（與Jpython類似）

Pypy

　　python實現的python，將python的位元組碼編譯成機器碼

其他的還有 RubyPython，Brython

除pypy外，其他的python執行流程如下：

pypy對python位元組碼進一步處理，運行速度上大幅提升

安裝Python

Linux

linux自帶環境，無需安裝

ubuntu自帶python2.7，若使用3.0可安裝3.x版本

apt-get install python3

更新python

Python 入門

一.第一句python代碼

在~/dev/ 目錄下創建hello.py文件， 內容如下

#！/usr/bin/env python3
print('hello world')

執行hello.py 文件即： pyhton3 ~/dev/hello.py

python 內部執行過程如下：

#！/usr/bin/env python3 是明確告訴腳本用什麼程式執行以下內容，如此以來，我們只需要給hello.py加入可執行許可權就可以 直接通過 ~/dev/hello.py運行代碼了

print（‘hello world’）   列印 “hello world”

　　註：在3.x中 列印只能用print（） print “” 已棄用

二、字元串編碼

python解釋器在載入 .py 文件中的代碼時，會對內容進行編碼（預設ascill）

ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美國標準信息交換代碼）是基於拉丁字母的一套電腦編碼系統，主要用於顯示現代英語和其他西歐語言，其最多只能用 8 位來表示（一個位元組），即：2**8 = 256，所以，ASCII碼最多只能表示 256 個符號。

很顯然ASCII碼無法將世界上的各種文字和字元全部表示，所以就需要一種可以表示所有字元的的編碼，即：Unicode

Unicode(統一碼，萬國碼，單一碼)是一種在電腦上使用的字元編碼。Unicode 是為瞭解決傳統的字元編碼方案的局限而產生的，它為每種語言中的每個字元設定了統一併且唯一的二進位編碼，規定雖有的字元和符號最少由 16 位來表示（2個位元組），即：2 **16 = 65536，
註：此處說的的是最少2個位元組，可能更多

本著節約的精神，UTF-8編碼就誕生了，UTF-8是對Unicode編碼的壓縮和優化，他不再使用最少使用2個位元組，而是將所有的字元和符號進行分類：ascii碼中的內容用1個位元組保存、歐洲的字元用2個位元組保存，東亞的字元用3個位元組保存，只有很生僻的字元才會被編碼成4-6個位元組，如果要傳輸的文本包含大量英文字元，用UTF-8編碼就能節省空間...

在電腦記憶體中，統一使用Unicode編碼，當需要保存到硬碟或者需要傳輸的時候，就轉換為UTF-8編碼。

用記事本編輯的時候，從文件讀取的UTF-8字元被轉換為Unicode字元到記憶體里，編輯完成後，保存的時候再把Unicode轉換為UTF-8保存到文件：

瀏覽網頁的時候，伺服器會把動態生成的Unicode內容轉換為UTF-8再傳輸到瀏覽器：

所以很多網頁的源碼上會有類似<meta charset="UTF-8" />的信息，表示該網頁正是用的UTF-8編碼。python的字元串編碼對於單個字元的編碼，Python提供了ord()函數獲取字元的整數表示，chr()函數把編碼轉換為對應的字元：>>> ord('A') 65 >>> ord('中') 20013 >>> chr(66)

'B'

>>> chr(25991) '文'

如果知道字元的整數編碼，還可以用十六進位這麼寫:
>>>str('\u4e2d\u6587')
'中文'
這兩種寫法完全是等價的。

由於Python的字元串類型是str，在記憶體中以Unicode表示，一個字元對應若幹個位元組。如果要在網路上傳輸或是
保存到磁碟上,就需要把str變為以位元組為單位的 bytes。

Python對 bytes 類型的數據用帶b的首碼的單引號或雙引號表示：
x = b'ABC'
要註意區分'ABC'和b'ABC'，前者是str，後者雖然內容顯示得和前者一樣，但bytes的每個字元只占用一個位元組
以Unicode表示的str通過encode（）方法可以編碼為指定的bytes，例如：
>>>'ABC'.encode('ascii')
b'ABC'
>>> 'ABC'.encode('utf-8')
b'ABC'
>>> '中文'.encode('utf-8')
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> '中文'.encode('ascii')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)

純英文的str可以用ASCII編碼為bytes，內容是一樣的，含有中文的str可以用UTF-8編碼為bytes。含有中文的str無法用ASCII編碼，因為中文編碼的範圍超過了ASCII編碼的範圍，Python會報錯。

在bytes中，無法顯示為ASCII字元的位元組，用\x##顯示。

反過來，如果我們從網路或磁碟上讀取了位元組流，那麼讀到的數據就是bytes。要把bytes變為str，就需要用decode()方法：

>>> b'ABC'.decode('ascii')
'ABC'
>>> b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
'中文'

len()函數計算的是str的字元數，如果換成bytes，len（）函數就計算位元組數：

>>> len('ABC')
3
>>> len(b'ABC')
3

>>> len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
6
>>> len('中文'.encode('utf-8'))
6
可見，一個中文字元經過UTF-8編碼後站3個位元組，而一個英文字元只占一個位元組。

在操作字元串是，我們經常遇到str和bytes的互相轉換。為了避免亂碼問題，應當始終堅持使用UTF-8編碼對str和bytes進行轉換。

由於Python源代碼也是一個文本文件，所以，當你的源代碼中包含中文的時候，在保存源代碼時，就需要務必指定保存為UTF-8編碼。當Python解釋器讀取源代碼時，為了讓它按UTF-8編碼讀取，我們通常在文件開頭寫上這兩行：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

第一行註釋是為了告訴Linux/OS X系統，這是一個Python可執行程式，Windows系統會忽略這個註釋；

第二行註釋是為了告訴Python解釋器，按照UTF-8編碼讀取源代碼，否則，你在源代碼中寫的中文輸出可能會有亂碼。

申明瞭UTF-8編碼並不意味著你的.py文件就是UTF-8編碼的，必須並且要確保文本編輯器正在使用UTF-8 without BOM編碼：

我們已經講過了，字元串也是一種數據類型，但是，字元串比較特殊的是還有一個編碼問題。

因為電腦只能處理數字，如果要處理文本，就必須先把文本轉換為數字才能處理。最早的電腦在設計時採用8個比特（bit）作為一個位元組（byte），所以，一個位元組能表示的最大的整數就是255（二進位11111111=十進位255），如果要表示更大的整數，就必須用更多的位元組。比如兩個位元組可以表示的最大整數是65535，4個位元組可以表示的最大整數是4294967295。

由於電腦是美國人發明的，因此，最早只有127個字母被編碼到電腦里，也就是大小寫英文字母、數字和一些符號，這個編碼表被稱為ASCII編碼，比如大寫字母A的編碼是65，小寫字母z的編碼是122。

但是要處理中文顯然一個位元組是不夠的，至少需要兩個位元組，而且還不能和ASCII編碼衝突，所以，中國制定了GB2312編碼，用來把中文編進去。

你可以想得到的是，全世界有上百種語言，日本把日文編到Shift_JIS里，南韓把韓文編到Euc-kr里，各國有各國的標準，就會不可避免地出現衝突，結果就是，在多語言混合的文本中，顯示出來會有亂碼。

因此，Unicode應運而生。Unicode把所有語言都統一到一套編碼里，這樣就不會再有亂碼問題了。

Unicode標準也在不斷發展，但最常用的是用兩個位元組表示一個字元（如果要用到非常偏僻的字元，就需要4個位元組）。現代操作系統和大多數編程語言都直接支持Unicode。

現在，捋一捋ASCII編碼和Unicode編碼的區別：ASCII編碼是1個位元組，而Unicode編碼通常是2個位元組。

字母A用ASCII編碼是十進位的65，二進位的01000001；

字元0用ASCII編碼是十進位的48，二進位的00110000，註意字元'0'和整數0是不同的；

漢字中已經超出了ASCII編碼的範圍，用Unicode編碼是十進位的20013，二進位的01001110 00101101。

你可以猜測，如果把ASCII編碼的A用Unicode編碼，只需要在前面補0就可以，因此，A的Unicode編碼是00000000 01000001。

新的問題又出現了：如果統一成Unicode編碼，亂碼問題從此消失了。但是，如果你寫的文本基本上全部是英文的話，用Unicode編碼比ASCII編碼需要多一倍的存儲空間，在存儲和傳輸上就十分不划算。

所以，本著節約的精神，又出現了把Unicode編碼轉化為“可變長編碼”的UTF-8編碼。UTF-8編碼把一個Unicode字元根據不同的數字大小編碼成1-6個位元組，常用的英文字母被編碼成1個位元組，漢字通常是3個位元組，只有很生僻的字元才會被編碼成4-6個位元組。如果你要傳輸的文本包含大量英文字元，用UTF-8編碼就能節省空間：

從上面的表格還可以發現，UTF-8編碼有一個額外的好處，就是ASCII編碼實際上可以被看成是UTF-8編碼的一部分，所以，大量只支持ASCII編碼的歷史遺留軟體可以在UTF-8編碼下繼續工作。

搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的關係，我們就可以總結一下現在電腦系統通用的字元編碼工作方式：

在電腦記憶體中，統一使用Unicode編碼，當需要保存到硬碟或者需要傳輸的時候，就轉換為UTF-8編碼。

用記事本編輯的時候，從文件讀取的UTF-8字元被轉換為Unicode字元到記憶體里，編輯完成後，保存的時候再把Unicode轉換為UTF-8保存到文件：

瀏覽網頁的時候，伺服器會把動態生成的Unicode內容轉換為UTF-8再傳輸到瀏覽器：

所以你看到很多網頁的源碼上會有類似<meta charset="UTF-8" />的信息，表示該網頁正是用的UTF-8編碼。

Python的字元串

搞清楚了令人頭疼的字元編碼問題後，我們再來研究Python的字元串。

在最新的Python 3版本中，字元串是以Unicode編碼的，也就是說，Python的字元串支持多語言，例如：

>>> print('包含中文的str')
包含中文的str

對於單個字元的編碼，Python提供了ord()函數獲取字元的整數表示，chr()函數把編碼轉換為對應的字元：

>>> ord('A')
65
>>> ord('中')
20013
>>> chr(66)
'B'
>>> chr(25991)
'文'

如果知道字元的整數編碼，還可以用十六進位這麼寫str：

>>> '\u4e2d\u6587'
'中文'

兩種寫法完全是等價的。

由於Python的字元串類型是str，在記憶體中以Unicode表示，一個字元對應若幹個位元組。如果要在網路上傳輸，或者保存到磁碟上，就需要把str變為以位元組為單位的bytes。

Python對bytes類型的數據用帶b首碼的單引號或雙引號表示：

x = b'ABC'

要註意區分'ABC'和b'ABC'，前者是str，後者雖然內容顯示得和前者一樣，但bytes的每個字元都只占用一個位元組。

以Unicode表示的str通過encode()方法可以編碼為指定的bytes，例如：

>>> 'ABC'.encode('ascii')
b'ABC'
>>> '中文'.encode('utf-8')
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> '中文'.encode('ascii')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)

純英文的str可以用ASCII編碼為bytes，內容是一樣的，含有中文的str可以用UTF-8編碼為bytes。含有中文的str無法用ASCII編碼，因為中文編碼的範圍超過了ASCII編碼的範圍，Python會報錯。

在bytes中，無法顯示為ASCII字元的位元組，用\x##顯示。

反過來，如果我們從網路或磁碟上讀取了位元組流，那麼讀到的數據就是bytes。要把bytes變為str，就需要用decode()方法：

>>> b'ABC'.decode('ascii')
'ABC'
>>> b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
'中文'

要計算str包含多少個字元，可以用len()函數：

>>> len('ABC')
3
>>> len('中文')
2

len()函數計算的是str的字元數，如果換成bytes，len()函數就計算位元組數：

>>> len(b'ABC')
3
>>> len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
6
>>> len('中文'.encode('utf-8'))
6

可見，1個中文字元經過UTF-8編碼後通常會占用3個位元組，而1個英文字元只占用1個位元組。

在操作字元串時，我們經常遇到str和bytes的互相轉換。為了避免亂碼問題，應當始終堅持使用UTF-8編碼對str和bytes進行轉換。

由於Python源代碼也是一個文本文件，所以，當你的源代碼中包含中文的時候，在保存源代碼時，就需要務必指定保存為UTF-8編碼。當Python解釋器讀取源代碼時，為了讓它按UTF-8編碼讀取，我們通常在文件開頭寫上這兩行：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

第一行註釋是為了告訴Linux/OS X系統，這是一個Python可執行程式，Windows系統會忽略這個註釋；

第二行註釋是為了告訴Python解釋器，按照UTF-8編碼讀取源代碼，否則，你在源代碼中寫的中文輸出可能會有亂碼。

申明瞭UTF-8編碼並不意味著你的.py文件就是UTF-8編碼的，必須並且要確保文本編輯器正在使用UTF-8 without BOM編碼：

如果.py文件本身使用UTF-8編碼，並且也申明瞭# -*- coding: utf-8 -*-，打開命令提示符測試就可以正常顯示中文：

格式化

最後一個常見的問題是如何輸出格式化的字元串。我們經常會輸出類似'親愛的xxx你好！你xx月的話費是xx，餘額是xx'之類的字元串，而xxx的內容都是根據變數變化的，所以，需要一種簡便的格式化字元串的方式。

在Python中，採用的格式化方式和C語言是一致的，用%實現，舉例如下：

>>> 'Hello, %s' % 'world'
'Hello, world'
>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)
'Hi, Michael, you have $1000000.'

你可能猜到了，%運算符就是用來格式化字元串的。在字元串內部，%s表示用字元串替換，%d表示用整數替換，有幾個%?占位符，後面就跟幾個變數或者值，順序要對應好。如果只有一個%?，括弧可以省略。

常見的占位符有：

其中，格式化整數和浮點數還可以指定是否補0和整數與小數的位數：

>>> '%2d-%02d' % (3, 1)
' 3-01'
>>> '%.2f' % 3.1415926
'3.14'

如果你不太確定應該用什麼，%s永遠起作用，它會把任何數據類型轉換為字元串：

>>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True)
'Age: 25. Gender: True'

有些時候，字元串裡面的%是一個普通字元怎麼辦？這個時候就需要轉義，用%%來表示一個%：

>>> 'growth rate: %d %%' % 7
'growth rate: 7 %'

四、註釋

　　當行註視：# 被註釋內容

　　多行註釋：""" 被註釋內容 """

五、執行腳本傳入參數

Python有大量的模塊，從而使得開發Python程式非常簡潔。類庫有包括三中：

• Python內部提供的模塊
• 業內開源的模塊
• 程式員自己開發的模塊

Python內部提供一個 sys 的模塊，其中的 sys.argv 用來捕獲執行執行python腳本時傳入的參數

#！/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
import sys
print sys.argv

六、 pyc 文件

執行Python代碼時,如果導入了其他的.py文件，那麼執行過程中會自動生成.pyc文件，在2.x的python中pyc與.py在同級目錄，python3X中略有變動，將.pyc放置在源文件所在目錄的_pycache_目錄。該文件就是python編譯器編譯之後產生的位元組碼。

ps:代碼經過編譯可以產生位元組碼；位元組碼通過反編譯也可以得到代碼。

七、變數

1、聲明變數

#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-

a = 1

上述代碼即聲明瞭一個名為a的變數，變數的值為1

變數的的作用: 別名或昵稱，其指向記憶體某個地址保存的內容

變數定義規則：

　　a.變數只能是字母、數字、下劃線的任意組合，且第一個字元不能為數字

　　b.以下關鍵字不能聲明為變數名

['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']

八、輸入

#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
import getpass
usr = input('please input username:') #在python 2.x中要使用raw_input()
pwd = getpass.getpass('please input password:') #用getpass.getpass方法在輸入密碼時隱藏密碼
print('username:%s\npassword:%s'%(usr, pwd))

九、流程式控制制和縮進

windows：