Python入门教程 持续更新

文章简介

这篇文章我会把python入门学习的经验，以及心得分享出来，其中内容不少是我在学习中的一些笔记，与大家分享，希望用这种文字的方式，能让大家快速了解这门编程语言，或者对这门语言产生兴趣以及学习的入门方式。一个人想学习任何的技术或者知识，只要你想学，能坚持的去学习，在这个世界上根本就不存在学不会的，以本人水平为例，我的水平只是一个**文凭，很多人会说这种人不可能学得会编程，其实非也，因为爱好的执行力很强，睡觉做梦都会去思考这个事情，坚持不懈的去研究，其实都一样都能学得会,我从接触互联网至今从未把一种技术当做功利性去学习，仅是对它的好奇心和兴趣，因为好奇，研究它的动力就很强，正好遇到了它几年后流行，就用得上了。也就是一直把学习作为主动，至于是否赚钱是被动的。哪怕学了不赚钱也不会因为学习这门编程语言而后悔，最起码它能为我个人的工作中提供很多的帮助。

现在ChatGPT已经非常热门，对于我这种自学编程语言来说真是大大的福利了，因为我几乎遇到不懂的问题，或者很难的问题不需要去请教大佬，我会把我的想法告诉它，把不懂没有学明白的问题讲给它听，自然会得到解决办法，效率高还不会嫌我啰嗦，同时也建议大家都去使用这类工具，会对我们的学习有非常大提升。

每天抽空就会写一点，持续更新的文章。

Python简介

python是著名的“龟叔”Guido van Rossum 在1989年圣诞节期间，为了打发无聊的圣诞节而编写的一个编程语言。最初Python只是一个项目，没想到后来竟然发展壮大，成为如今举世知名的编程语言。直到2023年6月Python在TIOBE排行榜已经成为流行度榜首。

牛人就是牛人，为了打发无聊的时间竟然写了一个这么牛的编程语言。

以下是2023年6月编程语言TOP20榜单。

TOP10编程语言TIOBE指数走势（2002-2023）

总的来说这些编程语言各有千秋，但不难看出，最近几年的Python发展速度非常快，特别近几年流行的机器学习，数据分析，自动化测试、爬虫等更让Python快速的发展起来。

Python是高级编程语言，它有一个特点就是能快速的开发。Python为我们提供了非常完善的基础代码库，涵盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容，被形象地称作“内置电池（batteries included）”。用Python开发，功能不必从零编写，直接使用现成的即可。而且Python还能开发网站，很多大型网站就是用Python开发的，例如youtube、instagram，还有国内的豆瓣。很多大公司，包括Google、Yahoo等，甚至NASA（美国航天局）都大量的使用Python。

当然，任何一种编程语言都有优缺点，Python也不例外。

缺点一：运行速度慢，和C程序相比它非常慢。因为Python是解释性语言，你的代码在执行时会一行一行的翻译成CPU能理解的机器码，这个翻译的过程相比C程序非常耗时，所以它比C程序慢，而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码，没有解释翻译的过程，所以C程序就非常快。

缺点二：代码不能加密。如果你发布你的Python程序，实际上就是发布源代码。像JAVA,C这些编译型语言，都没有这个问题，而解释型语言，则必需把源码发布出去。

对于如今缺点的解释如下

速度缺点并非致命性的，其中运行速度慢的情况主要出现在大量计算的场景，在日常脚本以及wbe等方面，速度完全是够用，我们只是说相对于C程序。随着Python解释器不断地优化，速度也在不断地提高，3.x和2.x相比已经大幅提升。对于计算密集型任务，可以采用Python于C交互的方式来来有效提升速度。

加密对许多用户来说不太重要，对于需要保护的用户，可以采用混淆编码或者外部函数等方式，有效增加反编译的难度，也可以用Cython将PYthon代码编译为加密的字节码。

学习的目的和动力

IT行业相对于一般传统行业，因为发展速度太快，一旦停止了学习，很快就会被行业所淘汰，但是我们要清楚，淘汰的永远只是那些初级水平的从业者，技术过硬的从业者永远都是稀缺的。因此对于学习，我们还是要踏踏实实的。

自学Python也是一样的，不要一开始因为头脑发热就不停地收藏各种资料网站，购买各种书籍，下载了大量的教学视频，过了几天，学习的热情开始褪去，再过几个星期，终于完成了学习课程——《从入门到放弃》。所以学习Python需要一步一个脚印踏踏实实的去学，一分耕耘一分收获，当然了有时候耕耘也不一定有收获。

学习编程最好的动力是：爱好，因为爱好不会去关心收入，目的只有成就感和责任感。你并不会因为市场不景气，或者其他外在原因导致你半途而废，你并不会找不到工作而不去学习，在我认识程序员当中的大佬们，那些真正稀缺的大牛们，内心对未知的好奇，喜欢探索，而不是功利性的学习，当然我说的这个并非绝对，仅供参考。

当然了，成年人基本都是功利性较大，得考虑收入养活家庭，不管哪种目的也好，我们都需要把这件事给想清楚，到底自己属于功利还是爱好，然后去指定自己的学习计划。

Python安装

python是跨平台的，它可以运行在Windows/Mac/Linux/Unix系统上。目前Python有两个版本，一个是2.x版本，一个是3.x版本，这两个版本是不兼容的。我安装的是3.10.6版本。

Windows系统下安装配置

官网地址：https://www.python.org/

点击Downloads对应选择自己的操作系统Windows

选择安装程序64位，点击进行下载安装包。因为版本太多你可以通过Ctrl+f来进行快速找到对应版本进行下载。

如果是Windows系统，下载安装包后直接勾选Add Python 3.10 to PATH，然后点击Install Now即可完成安装。

如果你一时手快，忘记勾选Add Python 3.10 to Path也没问题，只需要手动配置一下环境变量就OK。

在命令提示框中cmd输入：

path=%path%;C:\Python

特别要注意：C:\python是python的安装目录，如果你的安装目录是其他路径，就得对应填写。

安装完毕后，打开命令提示符，输入python回车后，出现下面的信息，证明python安装成功，

而你看到提示符>>>就表示我们已经在python交互式环境中了，可以输入任何python代码，回车后会立刻得到执行结果。

Mac系统安装配置

MAC系统一般都自带了Python2.x版本的环境，不过现在都不用2.x的版本了，所以直接在python官网下载最新版本即可。

先查看当前环境变量

echo $PATH

然后打开~/.bash_profile(没有请新建)

vi ~/.bash_profile

我装的是python3.7，python路径为：/Library/Frameworks/Python. Framework/Versions/3.7/bin 于是写入

export PATH="/Library/Frameworks/Python. Framework/Versions/3.7/bin:$PATH"

最后保存退出，激活运行一下文件:

source ~/.bash_profile

第一个Python程序

现在我们就来写第一个Python程序了，一开始写Python程序，个人不太建议用专门的工具来写，不方便熟悉语法，所以这里我先用Sublime Text来写，后期熟悉了可以改为用PyCharm。

第一个Python程序当然是打印Hello Python啦。

如果你没有编程经验，什么都不懂，第一个Python程序，只要跟着做，留下一个印象，尝试一下就OK。

Sublime Text

用Sublime Text新建文件，右下角设置为Python

输入print('Hello Python')  按Ctrl+s保存文件至自定义目录。命名为print('Hello Python').py，注意是以.py为后缀的文件。

最后我们按Ctrl+B就可以直接运行了，运行结果如下。

集成开发环境（IDE）PyCharm

我本人一直是建议在学习周期使用文本编辑器或者是Sublime Text 这个工具来写 Python 程序的，因为这样有利于我们了解整个流程。

当然，如果你有一定的编程基础，是可以使用集成的开发环境的，这样基本数据类型和变量可以提高效率。这时，你可以选择 PyCharm ，PyCharm 是由 JetBrains 打造的一款 Python IDE，支持 macOS、 Windows、 Linux 系统。

PyCharm 下载地址 : https://www.jetbrains.com/pycharm/download/

集成开发环境（IDE）VScode

VS code下载地址：https://code.visualstudio.com/

基本数据类型和变量

Python语法简要说明

每种语言都有自己的语法，不管是自然语言（英语/中文）还是计算机编程语言。

Python也不例外，它也有自己的语法规则，然后编辑器或者解释器根据符合语法的程序代码转换成CPU能够执行的机器码，然后执行。

Python的语法比较简单，采用缩进方式。

如上图的代码截图，以#开头的语句是注释，其他每一行都是语句，当语句以冒号：结尾时，缩进的语句视为代码块。

要主要的是Python程序是分大小写的，如果写错了程序也会直接报错。

print()函数

这里先说一下print()函数,如果你是新手，可能对函数不太了解，没关系，这里你只要了解他的组成部分和作用就可以了，后面函数这一块会详细说明的。

print()函数由两部分构成：

1. 指令：print
2. 指令的执行对象，在print后面的括号里的内容

而print()函数的作用是让计算机把你给它的指令结果显示在屏幕的终端上。这里的指令就是在print()函数里的内容。

比如在上一章节中我们第一个Python程序，打印print('Hello Python')

它的执行流程如下

1. 读取代码:计算机读取我们编写的Python代码print(‘Hello Python’)。
2. 分析代码:计算机分析代码,把代码分解成一个个词素,比如print和’Hello Python’。
3. 转换代码:计算机将这些词素转化成它自己能理解的形式。
4. 执行代码:计算机按照转换后的代码一个个地执行,遇到print,就打印出’Hello Python’。
5. 显示结果:计算机将打印的’Hello Python’显示在屏幕上。
6. 结束运行:计算机运行完成,整个程序结束。

可能有人会问，为什么要加单引号，直接print(Hello Python)不行吗？

如果你写代码过程中，有这样疑问，直接写一下代码，自己验证一下是最好的。

显然，去掉单引号后，运行结果就会报错，证明这是不可以的。

主要是因为这不符合Python的语法规则，去掉单引号后，Python解释器根本没办法看懂你写的是什么。

所以就报SyntaxError：invalid syntax的错误，意思是：语法错误。说明你的语句不合规则。

命名规范

模块

模块尽量使用小写命名,首字母保持小写,尽量不要用下划线(除非多个单词且数量不多的情况)

# 正确的模块名
import decoder
import html_parser

# 不推荐的模块名
import Decoder

类名

类名使用驼峰(CamelCase)命名风格,首字母大写,私有类可用一个下划线开头

class Farm():
pass

class AnimalFarm(Farm):
pass

class _PrivateFarm(Farm):
pass

将相关的类和顶级函数放在同一个模块里,不像Java,没必要限制一个类一个模块.

函数

函数名一律小写,如有多个单词,用下划线隔开

def run():
pass

def run_with_env():
pass

私有函数在函数前加一个下划线_

class Person():

def _private_func():
pass

变量名

变量名尽量小写,如有多个单词,用下划线隔开

if __name__ == '__main__':
count = 0
school_name = ''

常量采用全大写,如有多个单词,使用下划线隔开

MAX_CLIENT = 100
MAX_CONNECTION = 1000
CONNECTION_TIMEOUT = 600

常量

常量使用下划线分割的大写命名

MAX_OVERFLOW = 100

Class FooBar:

def foo_bar(self, print_):
print(print_)

注释

块注释

“#”号后加一个空格,段落件用空行分开(同样需要’#’号)

# 块注释
# 块注释
#
# 块注释
# 块注释

行注释

至少使用两个空格和语句分开,注意不要使用无意义的注释

# 正确的写法
x = x + 1 # 边框加粗一个像素

# 不推荐的写法(无意义的注释)
x = x + 1 # x加1

建议

• 在代码的关键部分(或比较复杂的地方)能写注释的要尽量写注释
• 比较重要的注释段,使用多个等号隔开,可以更加醒目,突出重要性

app = create_app(name, options)


# =====================================
# 请勿在此处添加 get post等app路由行为 !!!
# =====================================


if __name__ == '__main__':
app.run()

文档注释

作为文档的Docstring一般出现在模块头部,函数和类的头部,这样在Python中可以通过对象的_doc_对象获取文档.编辑器和IDE也可以根据Docstring给出自动提示

文档注释”””开头和结尾,首行不换行,如有多行,末行必需换行,以下是Google的Docstring风格实例

# -*- coding: utf-8 -*-
"""Example docstrings.

This module demonstrates documentation as specified by the `Google Python
Style Guide`_. Docstrings may extend over multiple lines. Sections are created
with a section header and a colon followed by a block of indented text.

Example:
Examples can be given using either the ``Example`` or ``Examples``
sections. Sections support any reStructuredText formatting, including
literal blocks::

$ python example_google.py

Section breaks are created by resuming unindented text. Section breaks
are also implicitly created anytime a new section starts.
"""

不要在文档注释复制函数定义原型,而是具体描述其具体内容,解释具体参数和返回值等

# 不推荐的写法(不要写函数原型等废话)
def function(a, b):
"""function(a, b) -> list"""
... ...


# 正确的写法
def function(a, b):
"""计算并返回a到b范围内数据的平均值"""
... ...

对函数参数、返回值等的说明采用numpy标准,如下所示

def func(arg1, arg2):
"""在这里写函数的一句话总结(如: 计算平均值).

这里是具体描述.

参数
----------
arg1 : int
arg1的具体描述
arg2 : int
arg2的具体描述

返回值
-------
int
返回值的具体描述

参看
--------
otherfunc : 其它关联函数等...

示例
--------
示例使用doctest格式, 在`>>>`后的代码可以被文档测试工具作为测试用例自动运行

>>> a=[1,2,3]
>>> print [x + 3 for x in a]
[4, 5, 6]
"""

• 文档注释不限于中英文,但不要中英文混用
• 文档注释不是越唱越好,通常一两句话能把情况说清楚即可
• 模块、公有类、公有方法，能写文档注释的，应该尽量写文档注释

Python的基本数据类型

字符串

字符串英文string是Python中随处可见的数据类型，字符串的识别也非常的简单，就是用它[引号]括起来的。

引号包括单引号' ' 双引号" "和三引号''' '''，比如'abc',"123"等等。

这里请注意，单引号' '或双引号" "和三引号''' '''本身只是一种表示方式，不是字符串的一部分，因此字符串'abc'只有a,b,c这三个字符。

如果善于思考的你，一定会问？

为什么要有单引号' '，双引号" "和三引号''' '''啊，直接定死一个不就好了，搞这么麻烦干什么？

是的，一般来说一种语法只用一个规则来表示是最好的，竟然现在字符串有三种不同的表示，证明是有原因的。

那么我们先看一下这三种方式，来定义同样内容的字符串，再把它打印出来，看看是怎样的。

可以看到，打印的结果都是一样的。

可是如果我们想要在打印的内容中包含引号呢？例如两'点'水这样呢？

我们可以看到结果，直接就给报错了。

这个时候，双引号的作用就来了。可以看到打印的结果也跟预期是一样的。

至于三引号，也是同理，要打印双引号内容时，就需要用三引号''' '''

那么用单引号，双引号定义的字符串就不能表示这样的内容吗？

并不是的，你可以使用转义字符。

比如单引号，你可以使用\'来表示，双引号可以用\"来表示

这里请注意，这里的是反斜杠\并不是斜杠/

了解之后，直接程序测试一下：

最后也提示一下，三引号”’ ”’是直接可以分行的。

整数

整数英文为integer。代码中的整数跟我们平常认识的整数一样，包括正整数、负整数和零，是没有小数点的数字。

Python可以处理任意大小的整数，例如：1,100，-6060,0，等等。

当然要注意，如果数字你用引号括起来了，那就属于字符串了，而不适于整数。比如'100'，这个100是字符串，不是整数。

在现实世界中，整数我们通常会做计算，因此代码世界也是一样，整数可以直接加减乘除。

比如：

这里提醒大家，看看上面的例子，有没有发现什么？

看一下int4打印出来的结果，是0.5，是一个小数。

而我们上面对整数的定义是什么？

是没有小数点的数字。

因此int4肯定不是一个整数。

这里我们可以使用type()函数来查看它的类型。

可以看到int4是float类型，而int1，int2，都是int整数类型。

那么float是什么类型呢？

float是浮点数类型，是我们下面会说到的。

在说浮点数之前，各位可以看一下Python的算术运算符都有哪些，有个印象。

浮点数

浮点数的英文名是float，是指带小数点的数字。

浮点数跟整数有很多类似的地方，但是浮点数是最折磨人的，也是最难让人琢磨透的。

就好比世界级的大佬Herb Sutter说：「世上的人可以分为3类：一种是知道自己不懂浮点运算的；一种是以为自己懂浮点运算的；最后一种是极少的专家级任务，他们想知道自己是否有可能，最终完全理解浮点运算。」

为什么这么说呢？

看下面这个例子，像整数一样，只是基本的浮点数加法运算。

这个运算结果对于初学者来说，可能会接受不了。

对于第一个还好，0.55+0.41等于0.96，运算结果完全一致。可是后面两个，你会发现怎么出现了那么多个零。

这是因为计算机对浮点数0.1和0.4不能准确的表示，计算机会使用近似值进行存储。保存在计算机中的是二进制数，二进制对有些数字不能准确的表达，只能非常接近这个数。

所以我们在对浮点数做运算和比较大小的时候就要小心了。

布尔值

布尔值和布尔代数的表示完全一致，一个布尔值只有True、False两种值，要么是True，要么是False，在Python中，可以直接用True、False表示布尔值（注意大小写），也可以通过布尔运算计算出来。

布尔值可以用and、or、not运算

and运算是与运算，只有所有都为True，and运算结果才是True

or运算是或运算，只要其中有一个为True，or运算结果就是True

not运算是非运算，它是一个单目运算符，把True变成False，False变成True

需要注意，and、or、not有优先级关系：not最高，然后是and，or最低。这个会影响复合判断的结果。

布尔值在编程中有着重要的意义,作为基础数据类型，是实现程序逻辑和流程控制的核心工具。

True代表“真”,表示一个条件为真,结果为肯定的情况。

False代表“假”,表示一个条件为假,结果为否定的情况。

2 > 1 返回True,因为2确实大于1,这个条件判断为真

1 == 2 返回False,因为1不等于2,这个条件判断为假

空值

基本上每种编程语言都有自己的特殊值——空值，在 Python 中，用 None 来表示。

None表示无值,可以把它看成一个空对象。当一个变量被赋值为None时,它就变成一个空值,不再指向任何对象。例如：

所以Python中的None表示空值,类似于其他语言中的null、nil等概念。但是它只有一个值None

字符串的编码问题

我们都知道计算机只能处理数字，如果要处理文本，就必需先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时用8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以一个字节表示的最大的整数就是255（二进制11111111=十进制255），0-255被用来表示大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大小写字母A的编码是65，小写字母z的编码是122.

如果要表示中文，显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和ASCII编码冲突，所以中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。

类似的日文和韩文等其他语言也有这个问题。为了统一所有文字的编码，Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有编码乱码的问题了。

Unicode通常用两个字节表示一个字符，原有的英文编码从单字节变成双字节，只需要把高字节全部填为0就可以了。

我举一个例子：

以字母’A’为例:在ASCII编码中,’A’用1个字节表示,二进制代码是:0100 0001在Unicode中,’A’需要2个字节表示,变成:0000 0000 0100 0001

因为Python的诞生比Unicode标准发布的时间还要早，所以最早的Python只支持ASCII编码，普通的字符串’abc’在Python内部都是ASCII编码的。

Python在后来添加了对Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u'...'表示

不过在最新的Python 3 版本中，字符串是以Unicode编码的，也就是说，Python的字符串支持多语言。就像上面的例子一样，我的代码中没有u'...'，也能正常显示。

不过由于Pyhton源代码也是一个文本文件，所以，当你的源代码中包含中文的时候，在保存源代码时，就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时，为了让它按UTF-8编码读取，我们通常在文件开头写上这两行：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

第一个注释是为了告诉Linux/OS X系统，这是一个Python 可执行程序，Windows系统会忽略这个注释；

第二行注释是为了告诉Python解释器，按照UTF-8编码读取源代码，否则，你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

申明了UTF-8 编码并不意味着你的.py文件就是 UTF-8编码的，必需且要确保文本编辑器正在使用 UTF-8 without BOM编码。

基本数据类型转换

python中基本数据类型转换的方法有下面几个。

注意：在Python 3 里，只有一种整数类型int，表示为长整型，没有 python 2 中的 Long。

这里我们可以尝试一下这些函数方法。

比如int()函数，将符合规则的字符串类型转化为整数。

注意：这里是符合规则的字符串类型，如果文字形式等字符串是不可以被int()函数强制转换的。因为int是整数型，只有整数才能使用这个函数。其中也包含了浮点数的字符串也是不能用int()函数转换的。

但是这并不意味着浮点数不能转化为整数，而是小数形式的字符串不能强转为字符串。

浮点数还是可以通过int()函数转换的。

但是你会发现，结果是15，后面的小数点0.52被去掉了。

这是因为int()函数是将数据转为整数。如果是浮点数转为整数，那么int()函数就会做取整的处理，只取整数部分。所以输出的结果为15.

其余的方法就不一一列具，只要多用，多试，这些方法都会慢慢熟悉，还有如果是初学者，完全可以每个方法都去玩玩试试，写一写，随便写，然后看运行结果，反正电脑也不会折腾坏。

Python中的变量

变量的创建和赋值

在Python程序中，变量是用一个变量名表示，可以是任意类型的数据，变量名必需是大小写英文、数字、下划线(_)的组合，且不能用数字开头，比如：

a=88

这里的a就是一个变量，代表一个整数，注意一点是Python是不用生命数据类型的。 在Python中= 是赋值语句，跟其他的编程语言也是一样的，因为Python定义变量时不需要声明数据类型，因此可以把任意数据类型赋值给变量，且同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同的数据类型。

这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言，预支对应的是静态语言，静态语言在定义变量时必需指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错，例如Java是静态语言。

变量的指向问题

我们来看一下这段代码，发现最后打印出来的变量b是Hello Python

这主要是变量 a 一开始是指向了字符串Hello Python，b=a 创建了变量b，变量b也指向了a指向的字符串Hello Python，最后a=123，把变量a重新指向了123，所以最后输出变量b是Hello Python

如果再简单的说就是最终结果显示b的赋值，而b=a，默认第一次出现的a，至于第二次出现的a是a的问题，和b没任何关系。所以结果就是b=第一次出现的aHello Python

我做一张图，你会再次理解它的执行原理。数字代表执行的的次序，最后的a被重新赋值，和B一点关系没有。

我们再加一个print(a)，就更加理解了这个原理。最后的打印命令的位置，也会影响它们的打印结果。

多动手尝试有利于我们更加理解它的原理，不要害怕敲错，就算是一个成熟的程序员每天也会出错。错误是我们成长的老师，多试错。

多个变量赋值

Python允许同时为多个变量赋值，例如：

a = b = c = 1

以上实例，创建一个整型对象，值为1，三个变量被分配到相同的内存空间上。

当然也可以为多个对象指定多个变量，例如：

a,b,c = 1, 2, "laotie"

以上实例，两个整型对象1和2的分配给变量a和b，字符串对象”laotie”分配给变量c