编程基本概念

程序的构成

1. python程序由模块组成，一个模块对应一个python源文件，后缀为.py
2. 模块由语句组成，运行python程序时，按照模块中的语句顺序依次执行
3. 语句是python程序的构造单元，用于创建对象，变量赋值，调用函数，控制语句等

对象的基本组成

python中，一切皆为对象，对象由三部分组成： 标志，类型，值

1. 标志一般对应计算机内存地址，可以使用内置函数id 返回对象obj的标识
2. 类型限制对象的取值范围以及可执行的操作，可以使用type获得对象的所属类型
3. 值则为对象存储数据的信息，直接使用print打印输出
   所以，对象其实就是一个内存块，然后拥有特定的值，支持特定类型的相关操作

标识符

简单理解，标识符其实就是名字，就好像我们每个人也都有自己的名字一样，它的主要作用是作为变量、函数、类、模块以及其他对象的名称

python中的标识符的命名并不是随意的，需要遵守一定的命名规则：

1. 标识符需要由字母、下划线以及数字组成，且第一个字符不能是数字
2. 标识符不能和python中的保留字相同，保留字可以通过以下代码查看：

import keyword
print(keyword.kwlist)

3. 标识符不能包含各种特殊字符，比如说空格 百分号等等
4. 标识符中的字母是区分大小写的，这个一定要注意
5. python中以下划线开头的标识符通常有特殊含义，譬如类属性、类的私有成员、专有标识符等
6. 标识符的命名，除了要遵守以上这几条规则外，不同场景中的标识符，其名称也有一定的规范可循，例如：
   1. 当标识符用作模块名时，应尽量短小，并且全部使用小写字母，可以使用下划线分割多个字母，例如 game_mian、game_register 等
   2. 当标识符用作包的名称时，应尽量短小，也全部使用小写字母，不推荐使用下划线，例如 com.mr、com.mr.book 等
   3. 当标识符用作类名时，应采用单词首字母大写的形式。例如，定义一个图书类，可以命名为 Book，模块内部的类名，可以采用 “下划线+首字母大写” 的形式，如 _Book
   4. 函数名、类中的属性名和方法名，应全部使用小写字母，多个单词之间可以用下划线分割；常量命名应全部使用大写字母，单词之间可以用下划线分割

变量

因为python中不需要声明变量类型，所以使用变量之前直接进行赋值，然后变量就会被创建，使用=对变量进行赋值，左侧为变量名，右侧为存储在变量中的值

变量类型

数字

1. int 有符号整型
2. float 浮点型
3. long 长整型，也可以代表八进制和十六进制
4. complex 复数

字符串

数字、字母、下划线组成的一串字符，用单引号或者双引号进行标识

元组

tuple使用()标识

列表

list使用[]标识

字典

dict使用{}标识

布尔

True / False

垃圾回收机制

主要需要了解三个方面

引用计数

每个对象维护一个ob_ref，用来记录当前对象被引用的次数，也就是来追踪到底有多少引用指向这个对象，说明白点：

1. 对象被创建 +1
2. 对象被引用 +1
3. 对象被作为参数传入函数 +1
4. 对象作为元素被存储进容器 +1
5. 对象别名被显示销毁 也就是使用del函数 -1
6. 对象的引别名被赋予新的对象 -1
7. 元素从容器被删除或者容器被销毁 -1
8. 对象离开作用域，譬如函数执行完毕之后函数里面的局部变量 -1

而当指向该对象的内存的引用计数器为0的时候，该内存被python虚拟机销毁
引用计数法优缺点也很明显
优点：

1. 高效
2. 实时性，一旦没有引用，内存就直接释放了，不需要等到特定的时机，而且回收内存的时间也被分摊到了平时
3. 对象有确定的生命周期
4. 易于实现
   缺点：
5. 维护引用计数消耗资源，维护引用计数的次数和引用赋值成正比，而不像mark and sweep等基本与回收的内存数量有关
6. 无法解决循环引用的问题。A和B相互引用而再没有外部引用A与B中的任何一个，它们的引用计数都为1，但显然应该被回收。
   也正是因为引用计数的缺点，对于循环引用的情况，或许代码内部有一组未使用的、互相指向的对象，但是谁都没有外部引用，但是因为引用计数都是1而不是0，所以不可能由python的垃圾回收机制去释放这些对象并且回收它们占用的内存空间，也因此python引入了两种GC机制

标记-清除

标记清除算法是一种基于追踪回收技术实现的垃圾回收算法。
它分为两个阶段,首先是标记阶段，GC会把所有的活动对象打上标记，然后是把那些没有标记的对象也就是非活动对象进行回收。
而GC判断活动对象和非活动对象的方法为：
对象之间通过引用（指针）连在一起，构成一个有向图，如下图所示，对象为节点，引用关系则为线。从根对象出发，沿着有向边遍历对象，可达的对象标记为活动对象，不可达的对象就是要被清除的非活动对象。
根对象就是全局变量、调用栈、寄存器。

上图中，我们从小圆圈，也就是全局变量开始，可以直达或者间接到达的是对象1、2、3，而4、5不可达，因为4、5将作为非活动对象而被GC回收

标记清除算法作为python的辅助垃圾收集技术，主要处理一些容器对象，例如列表，字典，元组等等
不过这种简单粗暴的标记清除算法也有明显的缺点，毕竟它需要顺序扫描整个堆内存

分代回收

分代回收是一种以空间换时间的操作方式，Python将内存根据对象的存活时间划分为不同的集合，每个集合称为一个代，Python将内存分为了3“代”，分别为年轻代（第0代）、中年代（第1代）、老年代（第2代），他们对应的是3个链表，它们的垃圾收集频率与对象的存活时间的增大而减小。新创建的对象都会分配在年轻代，年轻代链表的总数达到上限时，Python垃圾收集机制就会被触发，把那些可以被回收的对象回收掉，而那些不会回收的对象就会被移到中年代去，依此类推，老年代中的对象是存活时间最久的对象，甚至是存活于整个系统的生命周期内。同时，分代回收是建立在标记清除技术基础之上。分代回收同样作为Python的辅助垃圾收集技术处理那些容器对象.