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Python基礎入門

既然學習 Python，那么至少得了解下這門編程語言，知道 Python 代碼執行過程吧。Python 的歷史有興趣的搜索下就有，這個不多說了。

1、我們先來了解下什么是解釋型語言和編譯型語言？

2、那么 Python 到底是什么？

3、簡述 Python 的運行過程

一、變量和字符串

首先：Python 每個語句結束可以不寫分號 ;，如 print('hello') 打印 hello

1.1 變量

有過編程基礎的話，變量就不用多說了。

變量的命名法：

駝峰式命名法
帕斯卡命名法

1.2 字符串

1、基本介紹

單引號 ' '或者雙引號 " " 都可以，再或者 ''' ''' 三個引號，其中三個引號被用于過于長段的文字或者是說明，只要是三引號不完你就可以隨意換行寫下文字。

2、字符串的分片與索引

字符串可以通過 string[x] 的方式進行索引、分片。

字符串的分片實際可以看作是從字符串中找出來你要截取的東西，復制出來一小段你要的長度，存儲在另一個地方，而不會對字符串這個源文件改動。分片獲得的每個字符串可以看作是原字符串的一個副本。

先看下面這段代碼：

如果感到困惑話，可以對照如下表格理解和分析：

3、字符串的方法

replace 方法：第一個參數表示被替代部分，第二個參數表示替代成怎樣的字符串。
字符串填空，如：

4、問題

問題1：

上面代碼將出錯？

解釋：整數型不能和字符串直接相加。可以先把該字符串轉為整數型，再相加，即 int(string)

二、函數

舉些你可能已經使用過的函數例子：

通過觀察規律不難發現，Python 中所謂的使用函數就是把你要處理的對象放到一個名字后面的括號就可以了。簡單的來說，函數就是這么使用，可以往里面塞東西得到處理結果。

其中，def 和 return 為關鍵字。

注意：函數縮進后面的語句被稱為是語句塊，縮進是為了表明語句的邏輯與從屬關系。縮進這個問題不能忽視，否則會導致代碼無法成功運行，這里需要特別注意。

2.2 函數參數

①位置參數，舉例，看代碼：

②不定長參數

有時我們在設計函數接口的時候，可會需要可變長的參數。也就是說，我們事先無法確定傳入的參數個數。

Python 提供了一種元組的方式來接受沒有直接定義的參數。這種方式在參數前邊加星號 * 。如果在函數調用時沒有指定參數，它就是一個空元組。我們也可以不向函數傳遞未命名的變量。例如：

通過輸出的結果可以知道，* hobby 是可變參數，且 hobby 其實就是一個 tuple （元祖）。

可變長參數也支持關鍵參數，沒有被定義的關鍵參數會被放到一個字典里。這種方式即是在參數前邊加 **，更改上面的示例如下：

通過對比上面的例子和這個例子，可以知道，* hobby 是可變參數，且 hobby 其實就是一個 tuple （元祖），** hobby是關鍵字參數，且 hobby 就是一個 dict （字典）。

④ 只接受關鍵字參數

關鍵字參數使用起來簡單，不容易參數出錯，那么有些時候，我們定義的函數希望某些參數強制使用關鍵字參數傳遞，這時候該怎么辦呢？將強制關鍵字參數放到某個*參數或者單個*后面就能達到這種效果,比如：

通過例子可以看，如果 age , sex 不適用關鍵字參數是會報錯的。

2.3 匿名函數

有沒有想過定義一個很短的回調函數，但又不想用 def 的形式去寫一個那么長的函數，那么有沒有快捷方式呢？

——答案是有的。

Python 使用 lambda 來創建匿名函數，也就是不再使用 def 語句這樣標準的形式定義一個函數。

匿名函數主要有以下特點：

lambda 只是一個表達式，函數體比 def 簡單很多。
lambda 的主體是一個表達式，而不是一個代碼塊。僅僅能在 lambda 表達式中封裝有限的邏輯進去。
lambda 函數擁有自己的命名空間，且不能訪問自有參數列表之外或全局命名空間里的參數。

基本語法：lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

示例：

這主要在于 lambda 表達式中的 num2 是一個自由變量，在運行時綁定值，而不是定義時就綁定，這跟函數的默認值參數定義是不同的。所以建議還是遇到這種情況還是使用第一種解法。

三、循環與判斷

3.1 布爾表達式和判斷

Python 中的布爾類型值：True 和 Flase 其中，注意這兩個都是首字母大寫。

但凡能夠產生一個布爾值的表達式為布爾表達式：

話說，布爾類型可以比較嗎？如：True > Flase，回答是可以的，Ture 和 Flase 對于計算機就像是 1 和 0 一樣，所以結果是真，即True。

3.2 條件控制

定義格式：

if 條件 :

內容

else :

內容

用一句話該結構作用：如果…條件是成立的，就做…；反之，就做…

3.3 循環

①for 循環

for x in ( ) :

循環內容

把 for 循環所的事情概括成一句話就是：于…其中的每一個元素，做…事情。

②while 循環

while 條件:

內容

總結：只要…條件一成立，就一直做…

在循環過程中，可以使用 break 跳過循環，使用 continue 跳過該次循環。

在 Python 的 while 循環中，可以使用 else 語句，while … else 在循環條件為 false 時執行 else 語句塊。如：

有 while … else 語句，當然也有 for … else 語句，for 中的語句和普通的沒有區別，else 中的語句會在循環正常執行完（即 for 不是通過 break 跳出而中斷的）的情況下執行，while … else 也是一樣。如：

四、數據結構

Python 有四種數據結構，分別是：列表、字典、元組、集合。我們先從整體上認識一下這四種數據結構：

4.1 列表（List）

列表中的每個元素都是可變的；
列表中的元素是有序的，也就是說每個元素都有一個位置；
列表中可以容納 Python 中的任何對象。如下：

另外，對于數據的操作，最常見的為增刪改查。在此就省略了，網上找下相應函數練習下即可。

4.2 字典（Dict）

字典中數據必須是以鍵值對的形式出現的；
邏輯上講，鍵是不能重復的；
字典中的鍵（key）是不可變的，也就是無法修改的，而值（value）是可變的，可修改的，可以是任何對象。

下面是個例子：

一個字典中鍵與值并不能脫離對方而存在，如果你寫成了 {'BIDU':} 會引發一個語法錯誤：invalid syntax。

如果試著將一個可變（mutable）的元素作為 key 來構建字典，比如列表：key_test = {[]:'a Test'} ，則會報一個錯：unhashable type:'list'。

同時字典中的鍵值不會重復，即便你這么做，相同的鍵值也只能出現一次：a = {'key':123,'key':123} 。

增刪改查操作，在此省略了。

備注：

列表中用來添加多個元素的方法為extend，在字典中添加多個元素的方法為update()
字典是不能切片的，即這樣的寫法是錯誤的：chart[1:4]

4.3 元組（Tuple）

元組可以理解為一個穩固版的列表，因為元組是不可以修改的，因此在列表中的存在的方法均不可以使用在元組上，但是元組是可以被查看索引的，方式和列表一樣。

相關的操作找代碼練習下即可。

4.4 集合（Set）

集合則更接近數學上集合的概念。每一個集合中是的元素是無序的、不重復的任意對象，我們可以通過集合去判斷數據的從屬關系，有時還可以通過集合把數據結構中重復的元素減掉。

集合不能被切片也不能被索引，除了做集合運算之外，集合元素可以被添加還有刪除：

五、類的理解

5.1 類的介紹

類的定義：

使用 class 來定義一個類，就如同創建函數時使用的 def 定義一個函數一樣簡單。如上你可以看到定義了名為 CocaCola 的類，接著在縮進的地方有一個裝載著列表的變量的 formula，這個在類里面定義的變量就是類的變量，而類的變量有一個專有的術語，我們稱之為類的屬性。

類的屬性：

類變量
方法

5.2 self

我想很多人會有關注到這個奇怪的地方——似乎沒有派上任何用場的self參數。我們來說明下原理，其實很簡單，我們修改下上面的代碼：

怎么樣，有些頭緒了吧！這個參數其實就是被創建的實例本身。也就是將一個個對象作為參數放入函數括號內，再進一步說，一旦一個類被實例化，那么我們其實可以使用和與我們使用函數相似的方式：

被實例化的對象會被編譯器默默地傳入后面方法的括號中，作為第一個參數。上面兩個方法是一樣的，但我們更多地會寫成前面那種形式。其實self這個參數名稱是可以隨意修改的（編譯器并不會因此而報錯）。

和函數一樣，類的方法也能有屬于自己的參數，如下：

5.3 魔術方法

5.4 類的繼承

總結：如圖所示，Python 中屬性的引用機制是自外而內的，當你創建了一個實例之后，準備開始引用屬性，這時候編譯器會先搜索該實例是否擁有該屬性，如果有，則引用；如果沒有，將搜索這個實例所屬的類是否有這個屬性，如果有，則引用，沒有那就只能報錯了。

六、使用第三方庫

6.1 安裝自己的庫

我們一般使用 pip 來進行第三方庫的安裝，那么自己的庫要怎么安裝呢？當然可以把自己的庫提交到 pip 上，但是還要添加一定量的代碼和必要的文件才行，在這里我們使用一個更簡單的方法：

1. 找到你的 Python 安裝目錄，找到下面的 site-packages 文件夾；

2. 記住你的文件名，因為它將作為引用時的名稱，然后將你寫的 py 文件放進去。

6.2 安裝第三方庫

令人驚嘆的第三方庫

安裝第三方庫方式：

①最簡單的方式：在 PyCharm 中安裝

在 PyCharm 的菜單中選擇：File –> Default Setting
搜索 project interpreter，選擇當前 python 版本，點擊“+”添加庫
輸入庫的名稱，勾選，并點擊 Install Package

在安裝成功后， PyCharm 會有成功提示。也可以在 project interpreter 這個界面中查看安裝了哪些庫，點“-”號就可以卸載不再需要的庫。

②最直接的方式：在終端/命令行中安裝

PyPI（Python Package Index）是 Python 官方的第三方庫的倉庫，PyPI 推薦使用 pip 包管理器來下載第三方庫。

安裝 pip

在 Python 3.4 之后，安裝好 Python 環境就可以直接支持 pip，你可以在終端/命令行里輸入這句檢查一下：pip --version （前提電腦 path 路徑已經配置好了），如果顯示 pip 版本，就說明 pip 已經成功安裝了；如果發現沒有安裝，則根據不同系統如下方式安裝：

windows 用戶如何安裝
mac 用戶如何安裝
linux 用戶如何安裝

使用 pip 安裝庫

在安裝好了 pip 之后，以后安裝庫，只需要在命令行里面輸入：pip3 install PackageName（注：如果你想要安裝到 Python 2 中，需要把 pip3 換成 pip）。補充：

python3中的pip和pip3
安裝python3后使用pip和pip3的區別

如果你安裝了 Python 2 和 3 兩種版本，可能會遇到安裝目錄的問題，可以換成：python3 -m pip install PackageName （注：如果你想安裝到 Python2 中，需要把 Python3 換成 Python）

如果遇到權限問題，可以輸入：sudo pip install PackageName

安裝成功之后會提示：Successfully insyalled PackageName

一些常用的 pip 指令：

更改方法：

臨時使用，添加 -i 或 --index 參數：pip install -i http://pypi.douban.com/simple/ flask
Linux下永久生效的配置方法

3. Windows 下永久生效的配置方法

③最原始的方式：手動安裝

進入 pypi.python.org，搜索你要安裝的庫的名字，這時候有 3 種可能：

第一種是 exe 文件，這種最方便，下載滿足你的電腦系統和 Python 環境的對應的 exe，再一路點擊 next 就可以安裝。
第二種是 .whl 類文件，好處在于可以自動安裝依賴的包。
1. 到命令行輸入pip3 install whell 等待執行完成，不能報錯（Python 2 中要換成 pip）
2. 從資源管理器中確認你下載的 .whl 類文件的路徑，然后在命令行繼續輸入：cd C:download，此處需要改為你的路徑，路徑的含義是文件所在的文件夾，不包含這個文件名字本身，然后再命令行繼續輸入：pip3 install xxx.whl，xxx.whl 是你下載的文件的完整文件名。
第三種是源碼，大概都是 zip、tar.zip、tar.bz2 格式的壓縮包，這個方法要求用戶已經安裝了這個包所依賴的其他包。例如 pandas 依賴于 numpy，你如果不安裝 numpy，這個方法是無法成功安裝 pandas 的。
1. 解壓包，進入解壓好的文件夾，通常會看見一個 setup.py 的文件，從資源管理器中確認你下載的文件的路徑，打開命令行，輸入：cd C:download 此處需要改為你的路徑，路徑的含義是文件所在的文件夾，不包含這個文件名字本身
2. 然后在命令行中繼續輸入：python3 setup.py install 這個命令，就能把這個第三方庫安裝到系統里，也就是你的 Python路徑，windows 大概是在 C:Python3.5Libsite-packages。