三、Python安装与初识

（一）开发语言

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1、高级语言

• 设计目标是让编程更加接近人类自然语言和数学表达，从而降低学习难度和提高开发效率。与机器语言和汇编语言相比，高级语言不依赖于具体的硬件结构，具有更高的可读性和可移植性
• 生成字节码，背后是C语言
• 常见高级语言：
• Java：面向对象，最大的特点是跨平台性，编写的代码可以在多种操作系统上运行，可前端可后台，丰富的类库和框架，如Spring、Hibernate等，可以大大提高开发效率，执行效率比Python高，做企业级应用更成熟
• Python：简洁、易读且功能强大，语法简洁易懂，上手容易，可前端可后台，开发效率比Java高，执行效率低于Java，Python应用领域广泛，如Web开发、数据分析、机器学习等领域。
• JavaScript：主要用于Web前端开发，是前端技术的重要组成部分。它可以实现动态交互效果，为网页提供丰富的功能。
• PHP：只适用于写网站页面。
• C#：面向对象，主要用于Windows平台的开发
• C++：面向对象，继承了C语言的优点并进行了扩展。它支持多种编程范式，包括过程化、面向对象等。C++具有高效性和灵活性，特别适用于系统开发、游戏开发等领域。
• Go：又称Golang，是由Google开发的一种静态强类型、编译型语言。它具有内存安全、垃圾回收、结构形态及CSP-style并发计算等特性，适用于系统编程、云计算和分布式系统等领域。
• ruby：动态、面向对象，语法优雅和高效，应用于Web开发，尤其是Ruby on Rails框架。
• ...

2、低级语言 

• 与计算机硬件直接交互的编程语言，其指令集和操作与计算机的硬件密切相关。相较于高级语言，低级语言更接近计算机底层，有以下特点：
• 编写和维护难度大。
• 生成机器码，需要注意内存管理。
• 直接控制硬件：低级语言提供了对计算机硬件的直接访问和控制的能力。
• 高效率：由于低级语言更接近计算机硬件，它可以更有效地利用计算机的资源，执行速度更快。
• 灵活性强：低级语言提供了更高度的编程灵活性，程序员可以根据需求自定义指令和数据结构4。
• 适合底层开发：低级语言特别适合进行底层开发，例如操作系统、设备驱动程序和嵌入式系统的开发

 常见低级语言：

• C语言
• 汇编语言
• 机器语言

3、Python种类：对程序员而言只需要学会一套规则。 

1）通常意义说的Python都是CPython
2）JPython
3）IronPython
4）JavaScriptPython
5）RubyPython
6）……
7）pypy：CPython开发的Python，相当于先执行一次得到机器码，再执行机器码，速度最快，但功能还不够稳定。

4、python安装 

Python解释器（内存管理，垃圾回收机制） 版本Python2和Python3：

• Windows：官网安装
• Linux：详查https://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5433925.html 

（二）python初识

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1、源文件类型 

源文件后缀名在解释器运行时可以随意，建议.py，但是导入模块必须是.py

2、命令行交互模式

设置好环境变量，进入控制台直接输入命令python2或python3，即可进入交互界面 

 3、运行python程序

• 控制台直接输入命令python 源文件
• 利用IDE工具，右键菜单点击run选项

4、源文件格式

4.1 源文件头部说明 

• #!/usr/bin/env python：首行（可选），Linux中用./.py源文件的命令运行（需要先加可执行权限）Python解释器时，指定Python解释器路径
• # -*- coding:utf8 -*-：次行（可选），指定字符编码为utf8（utf8能用多少位表示这个字符就用多少位，中文用3个字节表示，unicode万国码，至少用16位表示，gbk专中国用，2个字节表示中文），Python3默认是utf8，不用写，Python2默认使用ASCII编码（8位表示，最多表示25个字符），不能识别中文，要写这句
• 注1：这两行必须紧挨着写在文件头部，如果中间穿插代码，下面的就不生效了。
• 注2：utf8可以和unicode之间转换，gbk也可以和unicode之间转换，但utf8和gbk之间不能直接转换，Python3内部会做utf8到unicode，再从unicode到gbk的转换，所以用gbk的终端打开utf8的源文件可以正常显示中文，而Python2内部没做这个转换，所以中文会显示乱码。
• 注3：字符串前面加u，代表用原生的utf8编码，中文就不会显示乱码 

 4.2 注释

解释代码的内容，不会影响程序运行：

• 单行注释：#注释内容
• 多行注释："""注释内容"""

4.3 变量名

由字母、数字、下划线组成的标识符，不能以数字开头，不能是关键字，不能与内置的变量名和方法名重复，尽量有意义，多单词用_连接。

4.4 关键字

在Python中有特殊含义的标识符，Python的关键字数量可能会随着版本的更新而有所变化，但通常包含以下几类：

• 数据类型：int、float、complex、str、list、set、dict、tuple、bool
• 布尔操作符：False、True、not、and、or
• 控制流语句：if、elif、else、for、while、break、continue
• 函数定义：def
• 类定义：class
• 异常处理：try、except、finally
• 模块导入：import、from
• 变量声明：global、nonlocal
• 其他特殊用途：assert、pass、raise、return

5、python基本语法

5.1 变量的概念及定义 

• 变量的概念：程序就是处理一系列状态的变化，定义变量是为了记录状态的变化，变量的值存放的是状态。
• 定义变量时，无需声明变量的数据类型，直接对变量赋值后就可以使用，python解释器会自动根据变量值判断它的数据类型。
• 例如：name="alex"，就定义了一个值为“alex”的字符串（str）变量
• id（变量名）：查看变量指向的内存地址。

5.2 数据类型

可变不可变：重新赋值后，变量指向的内存地址是否变化，如变化，是不可变类型，一旦创建就不可修改，hashable（可哈希），如不变，是可变类型，创建后可以修改，unhashable（不可哈希）。

• 可变类型：列表、字典、set集合
• 不可变类型：字符串、数字、元组、frozenset集合（创建：frozenset(set集合)）

访问方式：

• 顺序访问：字符串、列表、元组
• 循环遍历访问：集合
• 映射访问：字典
• 直接访问：数字
• 字典查询速度比列表快，但占用空间更大。

存放元素个数：

• 容器类型：列表、元组、字典
• 原子类型（只能存放一个值）：数字、字符串、布尔值

（1）数字Numbers

不可变类型，Python3支持三种不同的数值类型：

• int：整数类型，Python3中整型没有大小限制，不管多大数字都是int类型，Python2里int有一个数值范围，超过int范围是long长整型。
• float：浮点数类型，可以用科学计算法表示，例如2.5e2=250.0。
• complex：复数类型，由实数部分和虚数部分构成，可以用a+bj表示。

（1.1）定义方式 

'''定义int数字变量'''
i_num_1 = 1  # 直接给变量赋值int数字
i_num_2 = int(2)  # 用int()方法创建int对象
# int()方法也可做float->int，以及纯数字字符（不包含小数点）的str->int的强制类型转换，如下：
i_num_3 = int(2.9)  # 将float数字2.9强制转换为int数字，只会截取小数点前面的数字，结果是2
i_num_4 = int("123")  # 将纯数字字符的str字符串"123"，强制转换为int数字，直接去掉引号，结果是123

'''定义float数字变量'''
f_num_1 = 1.2  # 直接给变量赋值flot数字
f_num_2 = float(2.3)  # 用float()方法创建float对象
# float()方法也可做int->float和纯数字字符(包含小数点)的str->float的强制类型转换，如下：
f_num_3 = float(2)  # 将int数字2强制转换为float数字2.0
f_num_4 = float("12.3")  # 将纯数字字符(包含小数点)的str字符串"12.3"，强制转换为float数字，直接去掉引号，结果是12.3

'''定义complex数字变量'''
c_num_1 = 1.2+1j  # 直接给变量赋值complex数字，j前面的数字就算是1也不可省略，结果是（1.2+1j）
c_num_2 = complex(2.3+0j)  # 用complex()方法创建complex对象
# complex()方法也可做int/float->complex和纯复数字符(包含括号、小数点和+虚数j)的str->float的强制类型转换，如下：
c_num_3 = complex(2)  # 将int数字2强制转换为complex数字（2+0j）
c_num_4 = complex(2.5)  # 将float数字2.5强制转换为complex数字(2.5+0j)
c_num_5 = complex("(12.3+j)")  # 将纯复数字符(包含括号、小数点和+虚数j)的str字符串"（12.3+j）"，强制转换为complex数字，直接去掉引号&#x