1 Python 簡介

Python是一種相當流行（而且簡單易學）的高級編程語言。本書將以直觀的方式向你傳授Python。即使你沒有任何編程語言的經驗，也能掌握 Python 的基礎知識並加以運用。

1.1 什麼是Python？

Python一種高級編程語言，在編程界非常流行。它簡單、通用，並包含大量第三方框架庫。它也被認為是最流行的現代編程語言之一，對初學者來說非常容易上手。

斯坦福大學等大學將Python作為入門語言教授給電腦科學專業的畢業生。許多探索編程基礎的線上課程也將Python 作為預設語言，中小學也開始講授Python。正如您所看到的，Python非常流行，因此學習它非常有用。基於這些原因，我很高興您選擇本教程來幫助您快速、直觀地學習Python。

1.2 Python的歷史

創建Python的Guido van Rossum將其作為聖誕假期的業餘項目。他利用在ABC編程語言中學到的知識，創造了一種易於理解和使用的解釋型編程語言。他最初用Python給線上社區的黑客們留下了深刻印象，因為他瞭解 Unix是如何工作的。

但在得到其他程式員的反饋後，他花了幾個月的時間來改進它。於是，他創造了一種簡單易懂的編程語言。Guido van Rossum 被稱為Python社區的"仁慈的獨裁者"，因為他為Python 項目所做的一切。

根據TIOBE的排名，Python自問世以來一直是最受歡迎的10種編程語言之一。Python解決問題的簡單幫助它擊敗了Perl等其他編程語言，成為初學者最容易學習的編程語言之一。

Python是編程界的清流。它所基於的理念是，解決問題的方法只有一種，這與Perl等編程語言不同。

Python實現同樣功能所需的行數通常比Java, c, c++等少一半甚至一個數量級。

1.3 Python的應用

• Web
  Django、Flask、FastAPI和Tornado等框架在業界享有盛名。谷歌、Facebook和Netflix等大公司都在使用Python。一個名為 Django 的知名網路框架也可以幫助程式員為許多應用程式介面編寫後臺代碼。

Python在自動執行任務方面也很受歡迎，因此經常被用來製作Pinflux等機器人。也成為自動化測試、運維開發等領域的首選語言。

• 科學計算
  Python深受科學家的歡迎，因為任何人都可以免費使用。像 Numpy和Scipy這樣的能讓框架電腦科學家用更少的代碼更輕鬆地完成實驗。由於Python在數學計算和軟體方面也更勝一籌，也是該領域的首選語言。

• 數據分析

Pandas等庫已經成為辦公自動化的標配。

• 機器學習和人工智慧

人工智慧領域無法繞開Tensorflow和PyTorch等框架。
Python也非常擅長適應深度學習和自然語言處理等技術。這使它成為人工智慧相關技術的首選語言。

• Linux和資料庫管理

隨著全球企業的發展，對能夠很好地管理資料庫和內部系統的開發人員的需求很大。開發工程師需要對不同的操作系統（如 Linux）有足夠的瞭解，他們還需要對Python有足夠的瞭解，以便自動執行其他程式，這些程式是測試各種方法在內部網路上的運行情況所必需的。

• 滲透測試和黑客攻擊

黑客使用Python的目的有好有壞。例如，白帽黑客使用廣泛用於滲透測試的Python工具。另一方面，懷有不良企圖的黑客會使用Python腳本製作漏洞利用程式，自動竊取目標的敏感信息。

• GUI開發:

Python本身包含的Tkinter庫能夠支持簡單的GUI開發。但是越來越多的Python程式員選擇wxPython或者PyQt來開發跨平臺的桌面軟體。使用它們開發的桌面軟體運行速度快，與用戶的桌面環境相契合。通過PyInstaller還能將程式發佈為獨立的安裝程式包。與C++相比較，使用Python開發桌面軟體通常更快更容易。

• 跨語言協作：膠水語言:

python是各種語言交互的最佳語言。python本身有c，java，c#的實現，可以直接調用對應語言的相關功能。對於主流的語言，python都可以良好的交互。

• 游戲

很多游戲使用C++編寫圖形顯示等高性能模塊，而使用Python或者Lua編寫游戲的邏輯、伺服器。相較於Python，Lua的功能更簡單、體積更小；而Python則支持更多的特性和數據類型。很多游戲，如EVE Online使用Python來處理游戲中繁多的邏輯。

Python幾乎可用於電腦編程的任何領域，並影響了其他幾種高級編程語言，如 Go、Rust、Groovy和Swift等。

1.4 為什麼要學習Python

Python在20世紀90年代初開始流行起來，當時全世界的公司都開始利用互聯網的力量來製作複雜的網路應用程式。C和C++等傳統編程語言很難學習，程式員也很難快速編寫出優秀的代碼。在此期間，Python幫助許多公司製作了能與他們已有的C和C++庫很好配合的庫。此外由於Python比其他高級語言更易於使用，程式員開始使用 Python快速部署代碼。

通過瞭解Python的許多優點，你可以看到它對於具有不同電腦科學背景的開發人員來說是多麼強大和簡單。

• 解釋型語言

Python不像其他編程語言那樣使用編譯器來運行指令，而是使用一種稱為解釋器的新軟體。與使用編譯器運行程式所花費的大量時間不同，解釋器使用現代電腦技術在程式運行前解析代碼。這種動態解析時間可以減少程式運行時的等待時間。Python還使用了部分自然語言，以摒棄會降低生產速度的非生產性編碼方式。用 Python自動化也很容易，這也是系統開發人員和Linux管理員如此喜歡它的原因。

• 開源的

Python是引發開源革命的首要因素之一。由於Python是開源的，因此您可以修改任何代碼並自行共用。開源文化也讓全世界的程式員更容易分享他們的知識和資源，以創建庫和框架，幫助開發人員創建新項目。

作為初學者，一鍵訪問複雜和簡單的項目可以幫助你瞭解編程的工作原理，並輕鬆創建新的、有創意的項目。

• 多種範式

為了編寫和運行代碼，不同的編程語言使用不同的編程範式。Java使用面向對象範式，而C使用函數式範式。編程範式會改變開發人員的工作方式和解決問題的方法。

Python支持多種範式，如結構化、函數式和麵向對象範式。這使它成為那些希望以不同方式解決問題的程式員的不錯選擇。

• 垃圾回收機制

管理記憶體是應用程式開發人員必須掌握的一項重要技能。C和C++等高級語言使用複雜的數據管理技術。即使這些機制運行完美，也需要花費大量的時間來保持它們的良好狀態。而在Python中，記憶體是由垃圾回收器處理的。

• 易於理解
  開發人員喜歡 Python 的眾多原因之一就是它易於閱讀。所有的代碼都很容易理解，這就很容易跟上進度。當Python代碼更容易閱讀時，它的質量就會提高，而當質量提高時，修複代碼錯誤所需的時間就會減少。

• 可移植性

Python還可以在任何操作系統上運行，這使得開發人員只需花幾個小時的時間就可以輕鬆地以不同的方式使用它。用戶只需在系統中安裝解釋器，Python程式就能運行。

例如，假設程式員為Linux編寫了一個程式，可以輕鬆實現SQL資料庫管理自動化。然後，任何可以訪問該代碼的人只需修改其中的幾個部分，就可以把它放到Windows或Mac機器上。

• 強大的庫

如果你想讓一種編程語言得到廣泛應用，它就必須擁有優秀的庫。開發人員可以在Python中使用大量這些庫。

• 組件集成

Python 可讓程式員輕鬆地在已編寫的代碼中添加新代碼。此外，Python先進的組件集成使其成為為不同軟體應用程式提供高級定製選項的不錯選擇。

• 強大的社區

Python社區非常樂於助人，可以幫助新程式員快速解決編寫代碼時遇到的任何問題。除了Python論壇外，各種資深程式員提供的資源和精心編寫的指南也能幫助開發人員解決問題。
GitHub上有大量開源Python項目，業餘程式員只需查看代碼，就能瞭解軟體是如何實現複雜邏輯的。

1.5 如何安裝 Python

推薦使用Anaconda Python，安裝手冊參見：https://www.jianshu.com/p/059c177ea6ff, 註意儘量使用最新版本。

• 如何在 Linux 中安裝 Python？

Linux是大多數程式員和企業都使用的免費操作系統。因此，Python已經安裝在許多Linux發行版上。

$ python
Python 3.10.9 (main, Mar  1 2023, 18:23:06) [GCC 11.2.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 

如果系統中安裝了Python，終端中將顯示所安裝Python版本的許可證信息。反之，如果輸出 "command not found"（找不到命令），則表示系統中沒有安裝Python。

$ sudo apt-get upgrade
$ sudo apt-get install Python3

您可以使用上述代碼在基於Debian的Linux系統上安裝Python。
在基於Arch的系統上如下操作：

$ sudo pacman -S
$ pacman -u Python3

在其他Linux發行版（如 Gentoo 和 kali）上安裝 Python，請查看官方Python文檔。

• 如何在macOS上安裝 Python？
  macOS是Apple預設的操作系統。Python2預設安裝。
  確保從 "設置">"實用工具">"終端 "中打開一個新終端，以查看 MacOS 是否安裝在 Apple 支持的硬體上。

$ brew install Python3

• 如何在Windows上安裝 Python？

從Python官方網站(https://www.python.org/)下載一個可執行文件。下載完成後，雙擊即可安裝，您可能需要更改控制面板中的環境變數。打開命令提示符視窗，查看Python解釋器是否正確安裝。

$ python

如果命令提示已安裝Python的版本，則說明Python已在系統中正確安裝。否則，您可能需要將錯誤信息複製並粘貼到Google或Python論壇，以找出問題所在。

參考資料

• 軟體測試精品書籍文檔下載持續更新 https://github.com/china-testing/python-testing-examples 請點贊，謝謝！
• 本文涉及的python測試開發庫 謝謝點贊！ https://github.com/china-testing/python_cn_resouce
• python精品書籍下載 https://github.com/china-testing/python_cn_resouce/blob/main/python_good_books.md
• Linux精品書籍下載 https://www.cnblogs.com/testing-/p/17438558.html

1.6 Hello

讓我們編寫第一個程式：

• 互動式SHELL

>python
Python 3.10.9 | packaged by Anaconda, Inc. | (main, Mar  1 2023, 18:18:15) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("Hello, 有問題可以聯繫vx或釘ding: pythontesting")
Hello, 有問題可以聯繫vx或釘ding: pythontesting
>>>

• ipython

>ipython
Python 3.10.9 | packaged by Anaconda, Inc. | (main, Mar  1 2023, 18:18:15) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)]
Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
IPython 8.10.0 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.

In [1]: print("Hello, vx公眾號: pythontesting")
Hello, vx公眾號: pythontesting

• IDE

文件+命令行