Python笔记——【Python 基础教程 04】超详细Python编程教程

1. 引言

1.1 Python的概念和应用

Python（Python，读音/'pa?θ(?)n/，中文常译为"蟒蛇"）是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言。它最早由Guido van Rossum在1989年底发明，第一个公开发行版发行于1991年。

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或者C++，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。

让我们看一个例子，假设我们要打印从1到10的所有数字。在C++中，我们可能会这样做：

#include <iostream>
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
   
   
    std::cout << i << std::endl;
}

#include <iostream>
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
   
   
    std::cout << i << std::endl;
}

在Python中，我们可以用更简洁的方式实现同样的功能：

for i in range(1, 11):
    print(i)

for i in range(1, 11):
    print(i)

Python中的range(1, 11)生成一个包含从1到10的整数序列，print(i)则在每次循环中打印出这个数字。

Python的这种简洁明了的语法使得它在诸多领域中都得到了广泛的应用，例如Web开发、数据科学、人工智能、机器学习、网络爬虫、自动化运维等。

在数据处理和人工智能领域，Python是最受欢迎的语言之一，一部分原因在于其强大的库支持，如NumPy, Pandas, Matplotlib, Scikit-Learn等。同时，Python简洁高效的语法也非常适合用于数据处理和实验性任务。

这篇文章的目的是为了帮助有C++基础的读者快速理解和掌握Python编程，让你能够在最短的时间内从一个Python初学者变成专家。通过本文，你将学会如何在Python中实现交互式编程和脚本式编程，理解CPython、IPython、Jython、PyPy等不同的Python解释器，并知道如何在实际的编程任务中选择最适合你的工具。

在接下来的内容中，我们将从实际例子出发，结合底层原理和名著观点，全面深入的介绍Python的特性和编程技巧，并时刻关注Python与C++之间的区别。现在，让我们开始这个旅程吧。

1.2 交互式编程与脚本式编程的关系和区别

交互式编程（Interactive Programming）和脚本式编程（Scripting Programming）是Python编程的两种基本模式。它们在编程过程中的应用和特点有着显著的不同。

交互式编程 (Interactive Programming)

交互式编程是一种程序设计方法，程序员可以在写代码的同时执行代码，看到代码的运行结果。这种方式非常适合学习新的编程概念，测试新的代码片段，或者进行快速的原型开发。

Python的交互式模式中，你可以在Python的交互式命令行界面（Python Interactive Shell，你也可以叫它REPL，即Read-Eval-Print Loop）中输入命令，Python会立即返回结果。例如：

>>> print("Hello, World!")
Hello, World!

>>> print("Hello, World!")
Hello, World!

脚本式编程 (Scripting Programming)

相比之下，脚本式编程更像是传统的编程方式。你在一个或多个文件中写下所有的代码，然后通过Python解释器一次性运行这个程序。这种方式适合开发更大、更复杂的应用。

一个Python脚本示例可能是这样的：

# file: hello_world.py
print("Hello, World!")

# 在命令行中运行这个脚本
$ python hello_w