第一阶段Python学习：1、基础知识、if语句、循环

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本文内容：

　　一、Python介绍级应用方向

　　二、Python 特性

　　三、hello world  程序

　　四、Python 格式化输出

　　五、变量、数据类型、注释

　　六、表达式if...else

　　七、表达式while loop

　　八、表达式for loop

一、Python介绍及应用方向

python的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。

1989年的圣诞节期间，吉多·范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言的一种继承。  Python崇尚优美、清晰、简单，是一个优秀并广泛使用的语言。

Python可以应用于众多领域，如：数据分析、组件集成、网络服务、图像处理、数值计算和科学计算等众多领域。目前业内几乎所有大中型互联网企业都在使用Python，如：Youtube、Dropbox、BT、Quora（中国知乎）、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!Facebook、NASA、百度、腾讯、汽车之家、美团等。

Python的优缺点

先看优点

1. Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”，所以Python程序看上去总是简单易懂，初学者学Python，不但入门容易，而且将来深入下去，可以编写那些非常非常复杂的程序。
2. 开发效率非常高，Python有非常强大的第三方库，基本上你想通过计算机实现任何功能，Python官方库里都有相应的模块进行支持，直接下载调用后，在基础库的基础上再进行开发，大大降低开发周期，避免重复造轮子。
3. 高级语言————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
4. 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程序无需修改就几乎可以在市场上所有的系统平台上运行
5. 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。
6. 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。

再看缺点：

1. 速度慢，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，因此这也是很多所谓的大牛不屑于使用Python的主要原因，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0.01s,用Python是0.1s,这样C语言直接比Python快了10倍,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。
2. 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。
3. 线程不能利用多CPU问题，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。关于这个问题的折衷解决方法，我们在以后线程和进程章节里再进行详细探讨。

Python解释器

当我们编写Python代码时，我们得到的是一个包含Python代码的以.py为扩展名的文本文件。要运行代码，就需要Python解释器去执行.py文件。

由于整个Python语言从规范到解释器都是开源的，所以理论上，只要水平够高，任何人都可以编写Python解释器来执行Python代码（当然难度很大）。事实上，确实存在多种Python解释器。

CPython

当我们从Python官方网站下载并安装好Python 2.7后，我们就直接获得了一个官方版本的解释器：CPython。这个解释器是用C语言开发的，所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。

CPython是使用最广的Python解释器。教程的所有代码也都在CPython下执行。

IPython

IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器，也就是说，IPython只是在交互方式上有所增强，但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同，但内核其实都是调用了IE。

CPython用>>>作为提示符，而IPython用In [序号]:作为提示符。

PyPy

PyPy是另一个Python解释器，它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术，对Python代码进行动态编译（注意不是解释），所以可以显著提高Python代码的执行速度。

绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行，但是PyPy和CPython有一些是不同的，这就导致相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy下执行，就需要了解PyPy和CPython的不同点。

Jython

Jython是运行在Java平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。

IronPython

IronPython和Jython类似，只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。

目前Python主要应用领域：

• 云计算: 云计算最火的语言， 典型应用OpenStack
• WEB开发: 众多优秀的WEB框架，众多大型网站均为Python开发，Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。， 典型WEB框架有Django
• 科学运算、人工智能: 典型库NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
• 系统运维: 运维人员必备语言
• 金融：量化交易，金融分析，在金融工程领域，Python不但在用，且用的最多，而且重要性逐年提高。原因：作为动态语言的Python，语言结构清晰简单，库丰富，成熟稳定，科学计算和统计分析都很牛逼，生产效率远远高于c,c++,java,尤其擅长策略回测
• 图形GUI: PyQT, WxPython,TkInter

二、Python 特性

Python是一种解释性的语言

 其他语言的类型：

编译型vs解释型

编译型
优点：编译器一般会有预编译的过程对代码进行优化。因为编译只做一次，运行时不需要编译，所以编译型语言的程序执行效率高。可以脱离语言环境独立运行。
缺点：编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。编译的时候根据对应的运行环境生成机器码，不同的操作系统之间移植就会有问题，需要根据运行的操作系统环境编译不同的可执行文件。

解释型
优点：有良好的平台兼容性，在任何环境中都可以运行，前提是安装了解释器（虚拟机）。灵活，修改代码的时候直接修改就可以，可以快速部署，不用停机维护。

缺点：每次运行的时候都要解释一遍，性能上不如编译型语言。

三、hello world  程序

创建文件，命名hello.py，并输入

1 print("Hello World!")

然后再执行 python hello.py，就可输出

1 localhost:~ jieli$ vim hello.py
2 localhost:~ jieli$ python hello.py
3 Hello World!

上一步中执行 python hello.py 时，明确的指出 hello.py 脚本由 python 解释器来执行。

如果想要类似于执行shell脚本一样执行python脚本，例： ./hello.py ，那么就需要在 hello.py 文件的头部指定解释器，如下：

#!/usr/bin/env python  # env：显示当前用户的环境变量

print ("Hello,World!")

如此一来，执行： ./hello.py 即可。

ps：执行前需给予 hello.py 执行权限，chmod 755 hello.py

四、Python 格式化输出

python print格式化输出。

%f 浮点数

%d 整数

%s 字符串

1. 打印字符串

print ("My name is %s"%("Honour"))

效果：

2.打印整数

print ("I‘m  %d years old"%(28)))

效果：

3.打印浮点数

print ("My height is %f m"%(1.94))

效果：

4.打印浮点数（指定保留小数点位数）

print ("My height is %.2f m"%(1.94))

效果：

5.指定占位符宽度

print ("Name:%10s Age:%8d Height:%8.2f"%("Honour",28,1.94))

效果：

6.指定占位符宽度（左对齐）

print ("Name:%-10s Age:%-8d Height:%-8.2f"%("Aviad",25,1.83))

效果：

7.指定占位符（只能用0当占位符）

print ("Name:%-10s Age:%08d Height:%08.2f"%("Aviad",25,1.83))

效果：

8.科学计数法

format(0.0015,‘.2e‘)

效果：

五、变量、数据类型、注释

Variables are used to store information to be referenced and manipulated in a computer program. They also provide a way of labeling data with a descriptive name, so our programs can be understood more clearly by the reader and ourselves. It is helpful to think of variables as containers that hold information. Their sole purpose is to label and store data in memory. This data can then be used throughout your program.

引用变量是用来存储信息和操作在一个计算机程序。他们还提供一种标签数据与一个描述性的名称,所以我们的程序可以被读者和我们自己更清楚地理解。它有助于认为变量保存信息的容器。他们的唯一目的是标签和数据存储在内存中。这些数据可以使用您的程序。（from baidu translation）

声明变量

1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 
3 name = "Honour"

上述代码声明了一个变量，变量名为： name，变量name的值为："Alex Li"　

变量定义的规则：

• 变量名只能是 字母、数字或下划线的任意组合
• 变量名的第一个字符不能是数字
• 以下关键字不能声明为变量名
  [‘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‘]

变量的赋值

1 #变量的赋值
2 
3 name = "Honour"
4 name2 = name
5 print("hello world!",name,name2)
6 
7 name="Janice"
8 
9 print("hello world!",name,name2)

直行结果

1 hello world! Honour Honour  
2 
3 hello world! Janice Honour

　　六、表达式if...else

练习一、用户名登录验证

 1 #if else 判断语句
 2 # 验证用户名和密码
 3 #     如果错误，则输出  Invalid username or password!
 4 #     如果成功，则输出  Welcomme user XXX!
 5 
 6 
 7 import getpass   #调用密文（不能在 pycharm中执行）
 8  
 9 _username = "honour"  #定义变量，帐号和密码
10 _password = "26904001"
11  
12  
13 username = input("username:") #input等待键入
14  
15 password = getpass.getpass("password:")  #密文输入密码
16  
17 #password = input("password:")
18  
19 if _username==username and _password == password:
20      print ("Welcomme user {name} login..".format(name=username))
21 
22 else:
23 print("Invalid username or password!")

 练习二：

猜年龄，用户输入年龄，根据他的输入提示用户输入的是否正确，如果错误，提示是猜大了还是小了

 1 #猜年龄
 2 #用户输入年龄，根据他的输入提示用户输入的是否正确，如果错误，提示是猜大了还是小了
 3 
 4 
 5 age_of_honour=28 #定义年龄变量
 6 
 7 guess_age = int(input("guess age:" ) ) #定义用户输入的年龄变量，将其转换成整数，以待对比
 8 if guess_age == age_of_honour :
 9      print("yes,you are right")
10 elif guess_age > age_of_honour:
11     print("bigger！")
12 else:
13     print("smaller!")

　　七、表达式while loop

Python 编程中 while 语句用于循环执行程序，即在某条件下，循环执行某段程序，以处理需要重复处理的相同任务。其基本形式为：

1 while 判断条件：
2     执行语句……

流程图

海枯石烂

1 #while True 判定为真则打印xxx，如果没有break，将一直打印
2 
3 count = 0
4 while True:
5     print("海枯石烂也不停息...",count)
6     count +=1

给海枯石烂个终点

1 count = 0
2 while True:
3     print("海枯石烂也不停息...",count)
4     count +=1
5     if count == 100: #if break 满足if条件后跳出while循环
6         print("沧海桑田...stop")
7         break

扩展： 

#猜年龄升级
#每猜三次，询问用户是否继续，输入指定字符则停止循环


age_of_honour=28

count =0

while count <3:  # while循环  条件（count<3） ，True 为死循环
    guess_age = int(input("guess age:" ) )
    if guess_age == age_of_honour :
        print("yes,you are right")
    elif guess_age > age_of_honour:
        print("smaller..")
    else:
        print("bigger!")
    if guess_age ==  age_of_honour:
        break # 结束整个循环
    count +=1 #每次loop 计数器+1

    if count ==3 :
        countine_confirm = input ("do you wang to guessing.(If the input N the end)")
        if countine_confirm !=‘n‘:
            count=0
    print(count)

else: # while   循环如果被 break 所结束，不执行该语句
    print("you are wrong")

　　八、表达式for loop

 Python for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。

for iterating_var in sequence:  #iterating_var 变量  sequence 序列
   statements(s)

示例1

1 for letter in ‘Python‘:  # 第一个实例
2     print (‘当前字母 :‘, letter)
3 
4 fruits = [‘banana‘, ‘apple‘, ‘mango‘]
5 for fruit in fruits:  # 第二个实例
6     print( ‘当前水果 :‘, fruit)
7 
8 print("Good bye!")

实力2

1 for i in range (0,100，2): #‘0’起始值；‘100’结束值；‘2’步长
2     if i<50: #判定
3         print("loop",i)
4     else:
5         continue   #跳出本次循环进入下一起循环
6     print("stop..") #执行50次之后就不再打印

第一阶段Python学习：1、基础知识、if语句、循环

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