Python介紹

Python語言介紹

Python是一門高階的、面向物件的、解釋性、指令碼語言。

高階語言：貼近開發者，對應底層語言，底層語言貼近機器；java、C#、php 、ruby

面向物件對應於面向過程，是開發人員在開發過程當中的思路，是程式設計師的世界觀

解釋性對應於編譯性語言。

解釋性語言：編譯型語言在程式執行之前，有一個單獨的編譯過程，將程式翻譯成機器語言就不用再進行翻譯了。

編譯性語言：
編譯型語言在程式執行之前，有一個單獨的編譯過程，將程式翻譯成機器語言，以後執行這個程式的時候，就不用再進行翻譯了。

指令碼語言是一種解釋性的語言,例如vbscript,javascript,installshield script,ActionScript等等,它不象c\c++等可以編譯成二進位制程式碼,以可執行檔案的形式存在.
指令碼語言不需要編譯，可以直接用，由直譯器來負責解釋。 指令碼語言一般都是以文字形式存在,類似於一種命令.

起源

Python的作者，Guido von Rossum（吉多·範羅蘇姆），荷蘭人。1982年，Guido從阿姆斯特丹大學獲得了數學和計算機碩士學位。然而，儘管他算得上是一位數學家，但他更加享受計算機帶來的樂趣。用他的話說，儘管擁有數學和計算機雙料資質，他總趨向於做計算機相關的工作，並熱衷於做任何和程式設計相關的活兒。在那個時候，Guido接觸並使用過諸如Pascal [ˈpæskəl]、C、Fortran[ˈfɔ:træn] 等語言。這些語言的基本設計原則是讓機器能更快執行。在80年代，雖然IBM和蘋果已經掀起了個人電腦浪潮，但這些個人電腦的配置很低。比如早期的Macintosh(麥金塔電腦)，只有8MHz的CPU主頻和128KB的RAM，一個大的陣列就能佔滿記憶體。所有的編譯器的核心是做優化，以便讓程式能夠執行。為了增進效率，語言也迫使程式設計師像計算機一樣思考，以便能寫出更符合機器口味的程式。在那個時代，程式設計師恨不得用手榨取計算機每一寸的能力。有人甚至認為C語言的指標是在浪費記憶體。至於動態型別，記憶體自動管理，面向物件…… 別想了，那會讓你的電腦陷入癱瘓。

這種程式設計方式讓Guido感到苦惱。Guido知道如何用C語言寫出一個功能，但整個編寫過程需要耗費大量的時間，即使他已經準確的知道了如何實現。他的另一個選擇是shell。Bourne Shell(是一個交換式的命令直譯器和命令程式語言)作為UNIX系統的直譯器已經長期存在。UNIX的管理員們常常用shell去寫一些簡單的指令碼，以進行一些系統維護的工作，比如定期備份、檔案系統管理等等。shell可以像膠水一樣，將UNIX下的許多功能連線在一起。許多C語言下上百行的程式，在shell下只用幾行就可以完成。然而，shell的本質是呼叫命令。它並不是一個真正的語言。比如說，shell沒有數值型的資料型別，加法運算都很複雜。總之，shell不能全面的調動計算機的功能。

HOW TO用於定義一個函式。一個Python程式設計師應該很容易理解這段程式。ABC語言使用冒號和縮排來表示程式塊。行尾沒有分號。for和if結構中也沒有括號() 。賦值採用的是PUT，而不是更常見的等號。這些改動讓ABC程式讀起來像一段文字。 儘管已經具備了良好的可讀性和易用性，ABC語言最終沒有流行起來。在當時，ABC語言編譯器需要比較高配置的電腦才能執行。而這些電腦的使用者通常精通計算機，他們更多考慮程式的效率，而非它的學習難度。除了硬體上的困難外，ABC語言的設計也存在一些致命的問題： 可拓展性差。ABC語言不是模組化語言。如果想在ABC語言中增加功能，比如對圖形化的支援，就必須改動很多地方。 不能直接進行IO。ABC語言不能直接操作檔案系統。儘管你可以通過諸如文字流的方式匯入資料，但ABC無法直接讀寫檔案。輸入輸出的困難對於計算機語言來說是致命的。你能想像一個打不開車門的跑車麼？ 過度革新。ABC用自然語言的方式來表達程式的意義，比如上面程式中的HOW TO 。然而對於程式設計師來說，他們更習慣 用function或者define來定義一個函式。同樣，程式設計師更習慣用等號來分配變數。儘管ABC語言很特別，但學習難度 也很大。 傳播困難。ABC編譯器很大，必須被儲存在磁帶上。當時Guido在訪問的時候，就必須有一個大磁帶來給別人安裝ABC編譯器。 這樣，ABC語言就很難快速傳播。 1989年，為了打發聖誕節假期，Guido開始寫Python語言的編譯器。Python這個名字，來自Guido所摯愛的電視劇Monty Python's Flying Circus(飛行馬戲團)。他希望這個新的叫做Python的語言，能符合他的理想：創造一種C和shell之間，功能全面，易學易用，可拓展的語言。Guido作為一個語言設計愛好者，已經有過設計語言的嘗試。這一次，也不過是一次純粹的hacking(搬運)行為。

一門語言的誕生

1991年，第一個Python編譯器誕生。它是用C語言實現的，並能夠呼叫C語言的庫檔案。從一出生，Python已經具有了 ：類，函式，異常處理，包含表和詞典在內的核心資料型別，以及模組為基礎的拓展系統。 Python語法很多來自C，但又受到ABC語言的強烈影響。來自ABC語言的一些規定直到今天還富有爭議，比如強制縮排。 但這些語法規定讓Python容易讀。另一方面，Python聰明的選擇服從一些慣例，特別是C語言的慣例，比如迴歸等號賦值。Guido認為，如果“常識”上確立的東西，沒有必要過度糾結。 Python從一開始就特別在意可拓展性。Python可以在多個層次上拓展。從高層上，你可以直接引入. py檔案。在底層，你可以引用C語言的庫。Python程式設計師可以快速的使用Python寫. py檔案作為拓展模組。但當效能是考慮的重要因素時，Python程式設計師可以深入底層，寫C程式，編譯為.so檔案引入到Python中使用。Python就好像是使用鋼構建房一樣，先規定好大的框架。而程式設計師可以在此框架下相當自由的拓展或更改。 最初的Python完全由Guido本人開發。Python得到Guido同事的歡迎。他們迅速的反饋使用意見，並參與到Python的改進。Guido和一些同事構成Python的核心團隊。他們將自己大部分的業餘時間用於hack(熟練地編輯) Python。隨後，Python拓 展到研究所之外。Python將許多機器層面上的細節隱藏，交給編譯器處理，並凸顯出邏輯層面的程式設計思考。Python程式設計師可以花更多的時間用於思考程式的邏輯，而不是具體的實現細節。這一特徵吸引了廣大的程式設計師。Python開始流行。

人生苦短，我用python

時勢造英雄，我們不得不暫停我們的Python時間，轉而看一看瞬息萬變的計算機行業。1990年代初，個人計算機開始進入普通家庭。

啟示錄

Python崇尚優美、清晰、簡單，是一個優秀並廣泛使用的語言。Python在TIOBE排行榜中排行第四，它是Google的第三大開發語言，Dropbox的基礎語言，豆瓣的伺服器語言。Python的發展史可以作為一個代表，帶給我許多啟示。 在Python的開發過程中，社群起到了重要的作用。Guido自認為自己不是全能型的程式設計師，所以他只負責制訂框架。如果問題太複雜，他會選擇繞過去，也就是cut the corner（走捷徑）。這些問題最終由社群中的其他人解決。社群中的人才是異常豐富的，就連建立網站，籌集基金這樣與開發稍遠的事情，也有人樂意於處理。如今的專案開發越來越複雜，越來越龐大，合作以及開放的心態成為專案最終成功的關鍵。 Python從其他語言中學到了很多，無論是已經進入歷史的ABC，還是依然在使用的C和Perl，以及許多沒有列出的其他 語言。可以說，Python的成功代表了它所有借鑑的語言的成功。同樣，Ruby借鑑了Python，它的成功也代表了Python某些方面的成功。每個語言都是混合體，都有它優秀的地方，但也有各種各樣的缺陷。同時，一個語言“好與不好”的評 判，往往受制於平臺、硬體、時代等等外部原因。程式設計師經歷過許多語言之爭。其實，以開放的心態來接受各個語言，說不定哪一天，程式設計師也可以如Guido那樣，混合出自己的語言。

關鍵點常識

Python/ˈpaɪθən/ 的發音與拼寫

Python的意思是蟒蛇，源於作者喜歡的一部電視劇

Python的作者是Guido van Rossum（吉多·範羅蘇姆）

Python是龜叔在1989年聖誕節期間，為了打發無聊的聖誕節而用C編寫的一個程式語言

Python正式誕生於1991年

Python的直譯器如今有多個語言實現，我們常用的是CPython（官方版本的C語言實現），其他還有Jython（可以執行在Java平臺）、IronPython（可以執行在.NET和Mono平臺）、PyPy（Python實現的，支援JIT即時編譯）

Python目前有兩個版本，Python2和Python3，最新版分別為2.7.12和3.5.2，現階段大部分公司用的是Python2

Life is shot, you need Python. 人生苦短，我用Python。

TIOBE 2018釋出了 8 月份的程式語言排行榜，前四名依然不變，分別是 Java、C、C++ 與 Python，其中值得關注的是 Python 以 6.992% 的佔比逼近 7.471% 的 C++，另外 C 指數繼續保持增長。

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Python優缺點

優點

簡單————Python是一種代表簡單主義思想的語言。閱讀一個良好的Python程式就感覺像是在       讀英語一樣，Python的這種虛擬碼本質是它最大的優點之一。它使你能夠專注於解決問題而不是去搞明白語言本身。

易學————就如同你即將看到的一樣，Python極其容易上手。前面已經提到了，Python有極其簡單的語法。

免費、開源————Python是FLOSS（自由/開放原始碼軟體）之一。簡單地說，你可以自由地釋出這個軟體的拷貝、閱讀它的原始碼、對它做改動、把它的一部分用於新的自由軟體中。FLOSS是基於一個團體分享知識的概念。這是為什麼Python如此優秀的原因之一——它是由一群希望看到一個更加優秀的Python的人創造並經常改進著的。

高層語言————當你用Python語言編寫程式的時候，你無需考慮諸如如何管理你的程式使用的記憶體一類的底層細節。

可移植性————由於它的開源本質，Python已經被移植在許多平臺上（經過改動使它能夠工作在不同平臺上）。如果你小心地避免使用依賴於系統的特性，那麼你的所有Python程式無需修改就可以在下述任何平臺上面執行。這些平臺包括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甚至還有PocketPC、Symbian以及Google基於linux開發的Android平臺！

解釋性————這一點需要一些解釋。一個用編譯性語言比如C或C++寫的程式可以從原始檔（即C或C++語言）轉換到一個你的計算機使用的語言（二進位制程式碼，即0和1）。這個過程通過編譯器和不同的標記、選項完成。當你執行你的程式的時候，連線/轉載器軟體把你的程式從硬碟複製到記憶體中並且執行。而Python語言寫的程式不需要編譯成二進位制程式碼。你可以直接從原始碼執行程式。在計算機內部，Python直譯器把原始碼轉換成稱為位元組碼的中間形式，然後再把它翻譯成計算機使用的機器語言並執行。事實上，由於你不再需要擔心如何編譯程式，如何確保連線轉載正確的庫等等，所有這一切使得使用Python更加簡單。由於你只需要把你的Python程式拷貝到另外一臺計算機上，它就可以工作了，這也使得你的Python程式更加易於移植。

面向物件————Python既支援面向過程的程式設計也支援面向物件的程式設計。在“面向過程”的語言中，程式是由過程或僅僅是可重用程式碼的函式構建起來的。在“面向物件”的語言中，程式是由資料和功能組合而成的物件構建起來的。與其他主要的語言如C++和Java相比，Python以一種非常強大又簡單的方式實現面向物件程式設計。

可擴充套件性————如果你需要你的一段關鍵程式碼執行得更快或者希望某些演算法不公開，你可以把你的部分程式用C或C++編寫，然後在你的Python程式中使用它們。

豐富的庫————Python標準庫確實很龐大。它可以幫助你處理各種工作，包括正則表示式、文件生成、單元測試、執行緒、資料庫、網頁瀏覽器、CGI、FTP、電子郵件、XML、XML-RPC、HTML、WAV檔案、密碼系統、GUI（圖形使用者介面）、Tk和其他與系統有關的操作。記住，只要安裝了Python，所有這些功能都是可用的。這被稱作Python的“功能齊全”理念。除了標準庫以外，還有許多其他高質量的庫，如wxPython、Twisted（是用Python實現的基於事件驅動的網路引擎框架）和Python影象庫等等。規範的程式碼————Python採用強制縮排的方式使得程式碼具有極佳的可讀性。

缺點

執行速度，有速度要求的話，用C++改寫關鍵部分吧。

國內市場較小（國內以python來做主要開發的，目前只有一些web2.0公司）。但時間推移，目前很多國內軟體公司，尤其是遊戲公司，也開始規模使用他。

中文資料匱乏（好的python中文資料屈指可數）。託社群的福，有幾本優秀的教材已經被翻譯了，但入門級教材多，高階內容還是隻能看英語版。構架選擇太多（沒有像C#這樣的官方.net構架，也沒有像ruby由於歷史較短，構架開發的相對集中。Ruby on Rails 構架開發中小型web程式天下無敵）。不過這也從另一個側面說明，python比較優秀，吸引的人才多，專案也多。

Python應用場景

Web應用開發

Python經常被用於Web開發。比如，通過mod_wsgi模組，Apache可以執行用Python編寫的Web程式。Python定義了WSGI（是Python應用程式或框架和Web伺服器之間的一種介面）標準應用介面來協調Http伺服器與基於Python的Web程式之間的通訊。一些Web框架，如Django,TurboGears,web2py,Zope等，可以讓程式設計師輕鬆地開發和管理複雜的Web程式。

作業系統管理、伺服器運維的自動化指令碼

在很多作業系統裡，Python是標準的系統元件。 大多數Linux發行版以及NetBSD、OpenBSD和Mac OS X都集成了Python，可以在終端下直接執行Python。有一些Linux發行版的安裝器使用Python語言編寫，比如Ubuntu的Ubiquity安裝器,Red Hat Linux和Fedora的Anaconda安裝器。Gentoo Linux使用Python來編寫它的Portage包管理系統。Python標準庫包含了多個呼叫作業系統功能的庫。通過pywin32這個第三方軟體 包，Python能夠訪問Windows的COM服務及其它Windows API。使用IronPython，Python程式能夠直接呼叫.Net Framework。一般說來，Python編寫的系統管理指令碼在可讀性、效能、程式碼重用度、擴充套件性幾方面都優於普通的shell指令碼。

科學計算

NumPy,SciPy,Matplotlib可以讓Python程式設計師編寫科學計算程式。

桌面軟體

PyQt、PySide、wxPython、PyGTK是Python快速開發桌面應用程式的利器。

伺服器軟體（網路軟體）

Python對於各種網路協議的支援很完善，因此經常被用於編寫伺服器軟體、網路爬蟲。第三方庫Twisted[ˈtwɪstɪd] 支援非同步網路程式設計和多數標準的網路協議(包含客戶端和伺服器)，並且提供了多種工具，被廣泛用於編寫高效能的伺服器軟體。

遊戲

很多遊戲使用C++編寫圖形顯示等高效能模組，而使用Python或者Lua編寫遊戲的邏輯、伺服器。相較於Python，Lua的功能更簡單、體積更小；而Python則支援更多的特性和資料型別。

構思實現，產品早期原型和迭代

YouTube、Google、Yahoo!、NASA都在內部大量地使用Python。

上課主要以Python3為主

國內是python2和python3並存，官方現在極力推薦使用Python3

Python2與Python3的比較

Python2與Python3的比較：

 print語句

python2中print是一個語句，不論想輸出什麼，直接放到print關鍵字後面即可。python3裡，print()是一個函式，像其他函式一樣，print()需要你將要輸出的東西作為引數傳給它。

<>比較運算子

Python2支援<>作為!=的同義詞，　python3只支援!=, 不再支援<>

UNICODE字串

python2中有兩種字串型別：Unicode字串和非Unicode字串。Python3中只有一種型別：Unicode字串。

long 長整型

Python 2有為非浮點數準備的int和long型別。int型別的最大值不能超過sys.maxint，而且這個最大值是平臺相關的。可以通過在數字的末尾附上一個L來定義長整型，顯然，它比int型別表示的數字範圍更大。在Python 3裡，只有一種整數型別int，大多數情況下，它很像Python 2裡的長整型。由於已經不存在兩種型別的整數，所以就沒有必要使用特殊的語法去區別他們。

Python3的安裝

python安裝目錄介紹

安裝目錄介紹：

目錄組織方式

關於如何組織一個較好的Python工程目錄結構，已經有一些得到了共識的目錄結構。

假設你的專案名為foo, 我比較建議的最方便快捷目錄結構這樣就足夠了:

Foo/

|-- bin/

|   |-- foo

|

|-- foo/

|   |-- tests/

|   |   |-- __init__.py

|   |   |-- test_main.py

|   |

|   |-- __init__.py

|   |-- main.py

|

|-- docs/

|   |-- conf.py

|   |-- abc.rst

|

|-- setup.py

|-- requirements.txt

|-- README

簡要解釋一下:

bin/: 存放專案的一些可執行檔案，當然你可以起名script/之類的也行。

foo/: 存放專案的所有原始碼。(1) 原始碼中的所有模組、包都應該放在此目錄。不要置於頂層 目錄。(2) 其子目錄tests/存放單元測試程式碼； (3) 程式的入口最好命名為main.py。

docs/: 存放一些文件。

setup.py: 安裝、部署、打包的指令碼。

requirements.txt: 存放軟體依賴的外部Python包列表。

README: 專案說明檔案。

Tools目錄：Python 提供的一些工具
wiki/ 如果有wiki，可以建立此目錄

scripts/ 專案用到的各種指令碼
tests/ 測試程式碼

lib/   庫檔案，放自定義模組和包

etc 是Linux下的配置檔案的老家， 很多管理和使用的修改都在這裡

Share 是Python共享目錄

Include是Python包含、共享目錄

Tcl 桌面程式設計包

python目錄 lib 和libs有什麼區別

兩者還是有區別的，放在lib中的是被reference（引用）的，放在libs中的是被include的。放在libs中的檔案會自動被Eclipse（下載）所include（包含）。所以不要把API（應用程式接）放到libs裡去。比如ndk生成的so，是在libs中的，這時候你就需要把它拷貝到lib中，而不是libs中，否則你ref

python環境變數配置

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Python指令碼結構

Python指令碼結構

.py 檔案

以 .py 作副檔名的檔案是 Python 原始碼檔案，由 python.exe 解釋，可在控制檯下執行。當然，也可用文字編輯器進行修改。

.pyc 檔案

以 .pyc 作副檔名的檔案是 python 編譯檔案。.pyc 檔案是不能用文字編輯器進行編輯的，其優點是 .pyc 檔案的執行速度要遠快於 .py 檔案。至於為什麼要有 .pyc 檔案，這個需求太明顯了，因為 .py 檔案是可直接看到原始碼的，若是軟體開發商的話，不可能把原始碼洩漏出去？所以，就需編譯成 .pyc 後再發布。

.pyw 檔案

.pyc 檔案執行時，桌面會出現類似 CMD 命令的黑色 shell 視窗，十分難看，於是 .pyw 檔案就應運而生了。.pyw 檔案與 .pyc 檔案的執行，本質上並沒什麼區別，只是 .pyw 檔案執行的時候不會出現類似 CMD 命令的黑色 shell 視窗。.pyw 檔案格式主要是設計用來執行純 GUI 圖形使用者介面程式的。 純 GUI 圖形使用者介面程式的使用者不需要看到類似 CMD 命令的黑色 shell 控制檯視窗。.pyw 檔案執行時，所有 stdout、stderr 輸出無效，所有原 stdin 的讀取只會得到 EOF。
值得一提的是，開發純 GUI 圖形使用者介面程式時，可暫時把 .pyw 改成 .py，以便執行時調出控制檯視窗，看到所有錯誤資訊，方便修改、除錯。

.pyo 檔案

.pyo 檔案是優化編譯後的程式。 “python -O 原始檔” 即可將源程式編譯為 .pyo 檔案。同樣，.pyo 檔案也是不能用文字編輯器進行編輯的。

.pyd 檔案

.pyd 檔案並不是用 python 編寫成的，.pyd 檔案一般是其他語言編寫的 python 擴充套件模組。.pyd 檔案是用 D 語言按照一定格式編寫，並處理成二進位制的檔案。

窗用 python.exe 執行 .py ，用 pythonw.exe 執行 .pyw 。

這純粹是因為安裝視窗版 Python 時，副檔名 .py 自動被登記為用 python.exe 執行的檔案，

而 .pyw 則被登記為用 pythonw.exe 執行。

.py 和 .pyw 之間的“其它差別”全都是 python.exe 和 pythonw.exe 之間的差別。

跟 python.exe 比較起來，pythonw.exe 有以下的不同：

1）執行時不會彈出控制檯視窗（也叫 DOS 視窗）

2）所有向原有的 stdout 和 stderr 的輸出都無效

3）所有從原有的 stdin 的讀取都只會得到 EOF

.pyw 格式是被設計來執行開發完成的純圖形介面程式的。

純圖形介面程式的使用者不需要看到控制檯視窗。

Python指令碼執行

安裝完成，開啟命令視窗：輸入python3

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列印Python的第一個程式hello world （在 Windows命令提示符(cmd)中輸入以下命令進行 pip的更新:python -m pip install -U pip）

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