Python学习-01-初始Python

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

Python基础知识总结

一、前期

1.1解释型语言和编译型语言

编译型语言在程序执行之前，有一个单独的编译过程，将程序翻译成机器语言，以后执行这个程序的时候，就不用再进行翻译了。

解释型语言，是在运行的时候将程序翻译成机器语言，所以运行速度相对于编译型语言要慢。

C/C++ 等都是编译型语言，而Java，C#，Python等都是解释型语言。

1.2动态类型语言和静态类型语言

动态类型语言：指在运行期间才去做数据类型检查的语言。在用动态类型的语言编程时，永远也不用给任何变量指定数据类型，该语言会在你第一次赋值给变量时，在内部将数据类型记录下来。Python，Ruby，shell等就是一种典型的动态类型语言。

静态类型语言：它的数据类型是在编译期间检查的。在写程序时，要声明所有变量的数据类型。C/C++是静态类型语言的典型，其他的还有C#，JAVA等。

1.3强类型定义语言和弱类型定义语言

强类型定义语言：如果一个变量被指定了某个数据类型，如果不经过强制转换，那么它就永远是这个数据类型了。举个例子：如果你定义了一个整型变量a，那么程序根本不可能将a当做字符串类型处理。除非，你强制性的改变它的类型。强类型定义语言是类型安全的语言。如C、Python。

弱类型定于语言：数据类型可以被忽略的语言，与强类型定义语言相反，一个变量可以赋予不同数据类型的值。如shell。

强类型定义语言在速度上可能略逊于弱类型定义语言，但是强类型定于语言具有严谨性，能够有效的避免许多错误。

二、Python历史、优缺点、解释器

2.1历史

         1989年，为了打发圣诞节假期，Guido开始写Python语言的编译器。Python这个名字，来自Guido所挚爱的电视剧 Monty Python’s Flying Circus。他希望这个新的叫做Python的语言能符合他的理想：创造一种C和shell之间，功能全面，易学易用，可拓展的语言。

         1991年，第一个Python编译器诞生。它是用C语言实现的，并能够调用C语言的库文件。从一出生，Python已经具有：类，函数，异常处理，包含表和词典在内的核心数据类型，以及模块为基础的拓展系统。

         Python 1.0 – January 1994 增加了 lambda, map, filter and reduce.

1999年 Python的web框架之祖——Zope 1发布

Python 2.0 – 2000/10/16，加入了内存回收机制，构成了现在Python语言框架的基础

Python 2.4 – 2004/11/30, 同年目前最流行的WEB框架Django 诞生

Python 2.5 – 2006/09/19

Python 2.6 – 2008/10/1

Python 2.7 – 2010/07/03

Python 3.0 – 2008/12/03

Python 3.1 – 2009/06/27

Python 3.2 – 2011/02/20

Python 3.3 – 2012/09/29

Python 3.4 – 2014/03/16

Python 3.5 – 2015/09/13

Python 3.6 2016/12/23

2014年11月，Python2.7将在2020年停止支持的消息被发布，并且不会在发布2.8版本，建议用户尽可能的迁移到3.4+    Python最初发布时，在设计上有一些缺陷，比如Unicode标准晚于Python出现，所以一直以来对Unicode的支持并不完全，而ASCII编码支持的字符有限。例：对中文支持不好Python3相对Python早期的版本是一个较大的升级，Py3在设计的时候没有考虑向下兼容，所以很多早期版本的Python的程序无法再Py3上运行。为了照顾早期的版本，推出过渡版本2.6——基本使用了Python 2.x的语法和库，同时考虑了向Python 3.0的迁移，允许使用部分Python 3.0的语法与函数。2010年继续推出了兼容版本2.7，大量Python3的特性被反向迁移到了Python2.7，2.7比2.6进步非常多，同时拥有大量3中的特性和库，并且照顾了原有的Python开发人群。

2.2 Python2还是Python3？

py2.7是2.x系列的最后一个版本，已经停止开发，不再增加新功能。2020年终止支持。所有的最新的标准库的更新改进，只会在3.x的版本里出现。Guido决定清理Python2.x ，并且不再兼容旧版本。

最大的一个改变就是使用Unicode作为默认编码。Pyhton2.x中直接写中文会报错，Python3中可以直接写中文了。从开源项目看，支持py3的比例已经大大提高，知名的项目一般都支持py2.7和py3+。

py3比py2更规范统一、去掉了没必要的关键字Python3.x还在持续改进。

    所以推荐大家使用Python3.x。

2.3Python 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：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。也是按照Python后，默认的解释器。

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。

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：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。

小结：Python的解释器很多，但使用最广泛的还是CPython。如果要和Java或.Net平台交互，最好的办法不是用Jython或IronPython，而是通过网络调用来交互，确保各程序之间的独立性。

2.4Python的优缺点

2.4.1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，在基础库的基础上在进行二次开发，大大降低开发周期，避免重复。

         3）高级语言，当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑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。如果在编程中，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的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或者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。

2.4.2缺点

1)速度慢，Python的运行速度相比于C和JAVA要慢。一般执行速度，比C慢10倍。

2）代码不能加密，Python是解释性语言，它的源码都是以明文形式存放的，如果要加密，就不要用Python实现。

3）线程不能利用多CPU问题，即Python的多线程不能利用多核优势。一个Python解释器进程内只有一条主线程，以及多条用户程序的执行线程。即使在多核CPU上，由于Python的GIL（全局解释器锁，Global interpreter Lock）的存在，也禁止多线程的并行执行。

2.5Python安装

2.5.1下载安装包

https://www.python.org/downloads/release/python-361/

2.5.2安装

直接安装，python3.6会自动给我们添加路径

2.5.3 安装pycharm5.0.3

2.5.4激活成功教程pycharm5.0.3

https://jingyan.baidu.com/article/455a9950baf5bea167277877.html 百度经验

2.5.5汉化pycharm5.0.3

http://www.sd173.com/html/3458.html

三、python的基本语法

3.1变量与字符编码

         什么是变量，变量的功能？变量用来存东西的，Python属于动态类型语言，直接使用就可以了，无需申请。

         变量赋值，比如a=1，就定义了变量a，并且给a赋值为1

         变量命名规则：

1):变量名只能是字母、数字、下划线组成；

2):变量名的第一个字符不能是数字；

3):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,ralse,return,try,while,with,yield.

常量，一般用大写字母表示。但是Python中没法定义常量。

变量a=变量b，表示a和b都指在同一个空间，修改变量a的值，不会影响变量b的值。

字符编码：

最开始：ASCII  255  占用1字节

1980年，GB2312,表示7000多个中文字符

1995年，GBK1.0，表示20000+中文字符

2000年，GB18030，表示27000+中文字符

Unicode，2个字节

Utf-8，英文1个字节，中文三个字节

Python2，默认不支持中文，使用需添加：#-*-coding: utf-8 -*-

Python3默认支持中文。

注释：当行注释#;

      多行注释：”””注释内容”””(Python中，单引号和双引号含义一样)

3.2输入输出

3.2.1输入

         Python的输入，用的input()函数。默认输入的都是字符串。

         name=input(“what is your name?”)

其中“”之间的为提示内容。

如果你想让输入的是整形数据，就需要用强制性类型转换。

　　age=int(input(“age: “))

再输入时候，我们可能会遇到输入密码的情况，那么如何隐藏输入内容呢？

1 import getpass
2 username=input("username:")
3 passwd = getpass.getpass("passwd")
4 print(username,passwd)

View Code

3.2.2输出

Python 输出，用的是print()函数。

#格式化输出：方法1：
name=input("what is your name?")
age=int(input("age:"))
job=input("job:")
salary = input("salary:")
info='''
-------info of %s  ---------
Name:%s
Age :%d
Job :%s
Salary: %s
''' %(name,name,age,job,salary)
print(info)
#格式化输入方法2：
name=input("what is your name?")
age=int(input("age:"))
job=input("job:")
salary = input("salary:")
info2='''
-------info of {_name} ---------
Name:{_name}
Age :{_age}
Job :{_job}
Salary: {_salary}
''' .format(_name=name,
            _age=age,
            _job=job,
            _salary=salary)
print(info2)
#格式化输出，方法3
name=input("what is your name?")
age=int(input("age:"))
job=input("job:")
salary = input("salary:")
info3='''
-------info of {0} ---------
Name:{0}
Age :{1}
Job :{2}
Salary: {3}
''' .format(name,age,job,salary)
print(info3)

3.3分支

Python中分支语句需要注意的事情：用缩进代替括号  强制 缩进，省掉格式符，清晰，所有代码都要顶格写。

使用时候：注意冒号“：”。

"""
#分支结构 
单分支结构
双分支结构
if 条件：
    语句
else:
    语句
多分支：
if 条件：
    语句
elif 条件：
    语句
elif ……

else：
    语句
    
分支的嵌套：
if  条件：
    语句
    if 条件：
        语句
else:
    语句
"""

分支的结构

1）、if …else 语法格式举例

求两个数的最大值

a=int(input("请输入一个整数："))
b=int(input("请输入一个整数"))
if a>b:
    print(a)
else:
    print(b)

if elif  else 语法格式

a=int(input("请输入一个整数："))
b=int(input("请输入一个整数："))
c=int(input("请输入一个整数："))
if b <= a >= c:    #   b>=a>=c and c>=a>=b
    print(a)
elif a <= b >= c:
    print(b)
else:
    print(c)

求三个数的最大值

#猜数字
#随机生成一个数（1-100），输入一个数，如果是5，
# 输出猜对了 ，如果猜小了，就输出猜小了，
# 如果猜大了，就输出猜大了

from random import randinta=randint(1,100)b=int(input("请输入一个整数："))if a == b :    print("猜对了")elif b>a:    print("大了大了。。。。。。")else:    print("小了小了。。。。")

 1 #实现用户登录
 2 import re
 3 import getpass
 4 name=input("Please input username:")
 5 passwd=getpass.getpass("Please input passwd:")
 6 f=open('user.txt')
 7 for line in  f.readlines():
 8     #print(line,end='')
 9     if(name==re.split(":",line)[0]):
10         if(passwd==re.split(":",line)[1]):
11             if(1==int(re.split(":",line)[2])):
12                 print("Welcome,login success!")
13             else:
14                 print("The user is locked!")
15         else:
16             print("The password is wrong!")
17 else：
18      print("The username is not exist!")
19 
20 f.close()

实现用户登录的例子

1 daxiong:daxiong123:1
2 zhangsan:zhangsan123:0
3 lisi:lisi123:0
4 wangwu:wangwu123:1

user.txt

 

3.4循环

Python中循环一般使用while和for。循环要注意break语句和continue语句。其中break，表示终止当前循环，continue表示终止本次循环。

注意：

"""
#循环结构
while 条件：
    循环体
"""

1）while True：（死循环）

2）条件判断循环：

 1 age_of_oldboy = 56
 2 
 3 count = 0
 4 while count <3:
 5     guess_age = int(input("guess age:") )
 6     if guess_age == age_of_oldboy :
 7         print("yes, you got it. ")
 8         break
 9     elif guess_age > age_of_oldboy:
10         print("think smaller...")
11     else:
12         print("think bigger!")
13     count +=1
14     if count == 3:
15         countine_confirm = input("do you want to keep guessing..?")
16         if countine_confirm != 'n':
17             count =0
18 #代码 源自于老男孩视频

条件判断循环

　　3）while…else语句

　　表示while条件不成立，执行else语句。

while 条件：
    语句
else:#当条件不满足的时候，执行else语句
    语句

　　举例：

age_of_oldboy = 56

count = 0
while count <3:
    guess_age = int(input("guess age:") )
    if guess_age == age_of_oldboy :
        print("yes, you got it. ")
        break
    elif guess_age > age_of_oldboy:
        print("think smaller...")
    else:
        print("think bigger!")
    count +=1
else:
    print("you have tried too many times..fuck off")
#源自于老男孩视频

while…else

　　4） for循环

for 变量 in 取值范围：
    循环体

         首先介绍range（）函数，表示生成一个序列。默认步长为1。

　　（range(10)= 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9）

　　range（10）等价于range(0,10,1)

　　range(0,10,3)=(0,3,6,9)

1 for i in range(10):
2     print(i)

for 循环举例

　　5） for…else语句

　　for   else  语句 （for循环的语句正常执行完，就会执行else语句）

 1 age_of_oldboy = 56
 2 for i in range(3):
 3     guess_age = int(input("guess age:") )
 4     if guess_age == age_of_oldboy :
 5         print("yes, you got it. ")
 6         break
 7     elif guess_age > age_of_oldboy:
 8         print("think smaller...")
 9     else:
10         print("think bigger!")
11 else:
12     print("you have tried too many times..fuck off")
13 #代码源自老男孩视频

for …else

　　6）break，continue的举例

1 for i in range(10):
2     print('----------',i)
3     for j in range(10):
4         print(j)
5         if j >5:
6             break
7             #continue
8         print（j）

4作业：实现三级循环：

 1 #实现三级菜单，练习break和continue
 2 province={'sichuan':'guangyuan',
 3           'henan':'pingdingshan',
 4           'hebei':'handan'
 5           }
 6 city={'guangyuan':'jiange',
 7       'pingdingshan':'lushan',
 8       'handan':'cixian'
 9     }
10 country={'jiange':'jianmenguan',
11          'lushan':'shirenshan',
12          'cixian':'taihangshan'}
13 #q表示退出，b表示返回上一级，n表示进入下一级
14 q='q'
15 b='b'
16 n='n'
17 #循环间的标志，为了结束循环使用
18 flag=0
19 while True:
20     if flag==1:
21         break
22     for city1 in province:
23             print(province[city1])
24     request=input("Quit?(q)Next?(n)")
25     if request==q:
26         break
27     else:
28         while True:
29             if flag == 1 :
30                 break
31             for country1 in city:
32                 print(city[country1])
33             request1=input("Quit?(q)Next?(n)Back(b)")
34             if request1==q:
35                 flag=1
36                 break
37             elif request1==b:
38                break
39             else:
40                 for key in country:
41                     print(country[key])
42                 request2=input("Quit?(q)Back(b)")
43                 if request2==b:
44                     continue
45                 else:
46                     flag=1
47                     break

三级循环

 5.练习

1)判断一个年是否是闰年

year=int(input("请输入一个年份："))
if (year%4==0 and year%100!=0) or year%400==0 :
    print(year,"是闰年")
else:
    print(year,"不是闰年")

View Code

2）#给出一个百分制成绩，要求输出成绩等级 A，B，C，D，E。

# 90分以上为A，80-89分为B，70-79为C，60-69位D，
# 60分以下为 挂了，如果输入的数据不是0-100，输出错误

s=int(input())
if 90<=s<=100:
    print("A")
elif 80<=s<=89:
    print("B")
elif 70<=s<=79:
    pring("C")
elif 60<=s<=69:
    print("D")
elif 0<=s<60:
    print("挂了")
else:
    print("输入错误")

View Code

 3）.求一元二次方程的根。

View Code

4).求1000-2000之间有多少个闰年

i=1000
b=0
while i<=2000:
    if (i%4==0 and i%100!=0) or i%400==0:
        b=b+1
    i=i+1
print(b)

View Code

5)#鸡兔同笼问题,有90只脚，有30个头,求多少只鸡，多少只兔

x=0
while x<=30:
    y=30-x
    if 2*x+4*(30-x)==90:
        print(x,y)
    x=x+1

View Code

6)#水仙花数100-999，#例如：153=1*1*1+5*5*5+3*3*3

i=100
while i<1000:
    ge=i%10
    shi=i//10%10
    bai=i//100
    s=ge**3+shi**3+bai**3
    if s==i:
        print(s)
    i=i+1

View Code

7)#猜数字升级版,随机生成一个数（1-20），输入一个数，如果是相等， 输出猜对了 ,程序结束， 如果猜小了，就输出猜小了，继续猜， 如果猜大了，就输出猜大了，继续猜.

只有三次猜的机会，超过三次，游戏结束

import random
a=random.randint(1,20)
b=int(input("...."))
i=1
while b!=a and i<3:
    if a>b:
        print("小了。。。")
        b=int(input("...."))
    else:
        print("大了。。。。")
        b = int(input("...."))
    i=i+1
else:#b==a
    if a==b:
        print("猜对了")
    else:
        print("次数用完，游戏结束")

方法一

import random
a=random.randint(1,20)
b=int(input("...."))
i=1
while i<3:
    if a>b:
        print("小了。。。")
        b=int(input("...."))
    elif a<b:
        print("大了。。。。")
        b = int(input("...."))
    else:
        print("猜对了")
    i=i+1
else:
    print("游戏结束")

方法2

8）猴子偷桃：

猴子吃桃问题：猴子第一天摘下若干个桃子，当即吃了一半，
还不瘾，又多吃了一个 第二天早上又将剩下的桃子吃掉一半，
又多吃了一个。以后每天早上都吃了前一天剩下的一半零一个。
到第10天早上想再吃时，见只剩下一个桃子了。
求第一天共摘了多少。

i=1
a=1
while i<10:
    a=(a+1)*2
    i=i+1
print(a)

View Code

9）设计一个验证用户密码程序，用户只有三次机会输入错误！

 1 username="xinan"
 2 password="123456"#123456
 3 i=1
 4 while i<=3:
 5     username1=input("....")
 6     password1=input("..密码")
 7     if username==username1 and password==password1:
 8         print("登录成功")
 9         break
10     else:
11         print("用户名和密码不匹配")
12     i=i+1
13 else:
14     print("超过三次，退出")

View Code

10）#百钱百鸡，一百钱买一百鸡，小鸡一钱三个，母鸡三钱一个， 公鸡五钱一个，求买了几只小鸡，母鸡，公鸡。

for x in range(0,100,3):
    for y in range(0,33,1):
        z=100-x-y
        if x/3+3*y+5*z==100 and z>=0:
            print(x,y,z)

View Code

11）#有红、黄、绿三种颜色的球，其中红球 3 个， 黄球 3 个，绿球 6 个。 先将这 12 个球混合放在一个盒子中， 从中任意摸出 8 个球，编程计算摸出球的各种颜色搭配。

#输出情况总数

i=0
for red in range(0,4,1):
    for yellow in range(4):
        for green in range(0,7,1):
            if red + yellow + green == 8:
                print(red,yellow,green)
                i=i+1
print(i)

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12）#判断一个数是否是素数

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13）求两个数的最小公倍数和最大公约数

14）求1000以内的所有的素数， 要求输出时：每行5个，上下对齐