1. Python 起源

1.1 解释器

计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言，所以必须要把程序员所写的程序语言翻译成机器语言，计算机才能执行程序。将其他语言翻译成机器语言的工具，被称为编译器。
编译器翻译的方式有两种：一个是编译，另外一个是解释。两种方式之间的区别在于翻译时间点的不同。当编译器以解释方式运行的时候，也称之为解释器。

  • 编译型语言：程序在执行之前需要一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言的文件，运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高，依赖编译器，跨平台性差些。如 C、C++。
  • 解释型语言：解释型语言编写的程序不进行预先编译，以文本方式存储程序代码，会将代码一句一句直接运行。在发布程序时，看起来省了道编译工序，但是在运行程序的时候，必须先解释再运行。

1.2 Python 特点

  • Python 是完全面向对象的语言
    • 函数、模块、数字、字符串都是对象，在 Python 中一切皆对象
    • 完全支持继承、重载、多重继承
    • 支持重载运算符，也支持泛型设计
  • Python 拥有一个强大的标准库，Python 语言的核心只包含 数字、字符串、列表、字典、文件 等常见类型和函数，而由 Python 标准库提供了 系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML 处理 等额外的功能。
  • Python 社区提供了大量的第三方模块，使用方式与标准库类似。它们的功能覆盖 科学计算、人工智能、机器学习、Web 开发、数据库接口、图形系统 多个领域。

1.3 Python 的优缺点

  • 优点
    • 简单、易学
    • 免费、开源
    • 面向对象
    • 丰富的库
    • 可扩展性
      • 如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以把这部分程序用 C 或 C++ 编写，然后在 Python 程序中使用它们
    • ……
  • 缺点
    • 运行速度
    • 国内市场较小
    • 中文资料匮乏

2. Python 程序

  1. Python 源程序就是一个特殊格式的文本文件，可以使用任意文本编辑软件做 Python 的开发
  2. Python 程序的 文件扩展名 通常都是 .py

Tips:（报错提示）

  • error 错误
  • name 名字
  • defined 已经定义
  • syntax 语法
  • invalid 无效
  • Indentation 索引
  • unexpected 意外的，不期望的
  • character 字符
  • line 行
  • encoding 编码
  • declared 声明
  • details 细节，详细信息
  • ASCII 一种字符编码

3. Python 2.x 与 3​​.x 版本简介

目前市场上有两个 Python 的版本并存着，分别是 Python 2.x 和 Python 3.x

新的 Python 程序建议使用 Python 3.0 版本的语法

  • Python 2.x 是 过去的版本
    • 解释器名称是 python
  • Python 3.x 是 现在和未来 主流的版本
    • 解释器名称是 python3
    • 相对于 Python 的早期版本，这是一个 较大的升级
    • 为了不带入过多的累赘，Python 3.0 在设计的时候 没有考虑向下兼容
      • 许多早期 Python 版本设计的程序都无法在 Python 3.0 上正常执行
    • Python 3.0 发布于 2008 年
    • 到目前为止，Python 3.0 的稳定版本已经有很多年了
      • Python 3.3 发布于 2012
      • Python 3.4 发布于 2014
      • Python 3.5 发布于 2015
      • Python 3.6 发布于 2016
  • 为了照顾现有的程序，官方提供了一个过渡版本 —— Python 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 年中推出的 Python 2.7 被确定为 最后一个Python 2.x 版本

提示：如果开发时，无法立即使用 Python 3.0（还有极少的第三方库不支持 3.0 的语法），建议

  • 先使用 Python 3.0 版本进行开发
  • 然后使用 Python 2.6、Python 2.7 来执行，并且做一些兼容性的处理

4. 执行 Python 程序的三种方式

4.1 解释器 python / python3

1) Python 的解释器

1
2
3
4
5
# 使用 python 2.x 解释器
$ python xxx.py

# 使用 python 3.x 解释器
$ python3 xxx.py

2) 其他解释器

Python 的解释器 如今有多个语言的实现，包括：

  • CPython —— 官方版本的 C 语言实现
  • Jython —— 可以运行在 Java 平台
  • IronPython —— 可以运行在 .NET 和 Mono 平台
  • PyPy —— Python 实现的，支持 JIT 即时编译

4.2 交互式运行 Python 程序

  • 直接在终端中运行解释器，而不输入要执行的文件名
  • 在 Python 的 Shell 中直接输入 Python 的代码，会立即看到程序执行结果

1) 交互式运行 Python 的优缺点

  • 优点
    • 适合于学习/验证 Python 语法或者局部代码
  • 缺点
    • 代码不能保存
    • 不适合运行太大的程序

2) 退出 官方的解释器

  • 1> 直接输入 exit()
1
>>> exit()
  • 2> 使用热键退出
    在 python 解释器中，按热键 ctrl + d 可以退出解释器

3) IPython

  • IPython 中 的 “I” 代表 交互 interactive

特点

  • IPython 是一个 python 的 交互式 shell，比默认的 python shell 好用得多
    • 支持自动补全
    • 自动缩进
    • 支持 bash shell 命令
    • 内置了许多很有用的功能和函数
  • IPython 是基于 BSD 开源的

版本

  • Python 2.x 使用的解释器是 ipython
  • Python 3.x 使用的解释器是 ipython3

要退出解释器可以有以下两种方式：

  • 1> 直接输入 exit
1
In [1]: exit
  • 2> 使用热键退出
    在 IPython 解释器中，按热键 ctrl + d，IPython 会询问是否退出解释器

4.3. Python 的 IDE —— PyCharm

1） 集成开发环境（IDE）

集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment）—— 集成了开发软件需要的所有工具，一般包括以下工具：

  • 图形用户界面
  • 代码编辑器（支持 代码补全／自动缩进）
  • 编译器／解释器
  • 调试器（断点／单步执行）
  • ……

2）PyCharm 介绍

  • PyCharm 是 Python 的一款非常优秀的集成开发环境
  • PyCharm 除了具有一般 IDE 所必备功能外，还可以在 Windows、Linux、macOS 下使用
  • PyCharm 适合开发大型项目
    • 一个项目通常会包含 很多源文件
    • 每个 源文件 的代码行数是有限的，通常在几百行之内
    • 每个 源文件 各司其职，共同完成复杂的业务功能