python安装、输入输出、注释、中文编码、编码规范等基础语法

一、概述

1、简介

Python的创始人为吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。1989年的圣诞节期间，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。

现在，全世界差不多有600多种编程语言，但流行的编程语言也就那么20来种。如果你听说过TIOBE排行榜，你就能知道编程语言的大致流行程度。这是最近10年最常用的10种编程语言的变化图：

总的来说，这几种编程语言各有千秋。C语言是可以用来编写操作系统的贴近硬件的语言，所以，C语言适合开发那些追求运行速度、充分发挥硬件性能的程序。而Python是用来编写应用程序的高级编程语言。

当你用一种语言开始作真正的软件开发时，你除了编写代码外，还需要很多基本的已经写好的现成的东西，来帮助你加快开发进度。比如说，要编写一个电子邮件客户端，如果先从最底层开始编写网络协议相关的代码，那估计一年半载也开发不出来。高级编程语言通常都会提供一个比较完善的基础代码库，让你能直接调用，比如，针对电子邮件协议的SMTP库，针对桌面环境的GUI库，在这些已有的代码库的基础上开发，一个电子邮件客户端几天就能开发出来。

Python就为我们提供了非常完善的基础代码库，覆盖了网络、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，许多功能不必从零编写，直接使用现成的即可。

除了内置的库外，Python还有大量的第三方库，也就是别人开发的，供你直接使用的东西。当然，如果你开发的代码通过很好的封装，也可以作为第三方库给别人使用。

许多大型网站就是用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（美国航空航天局）都大量地使用Python。

龟叔给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，可以编写那些非常非常复杂的程序。

2、Python的缺点

任何编程语言都有缺点，Python也不例外。优点说过了，那Python有哪些缺点呢？

第一个缺点就是运行速度慢，和C程序相比非常慢，因为Python是解释型语言，你的代码在执行时会一行一行地翻译成CPU能理解的机器码，这个翻译过程非常耗时，所以很慢。而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码，所以非常快。

但是大量的应用程序不需要这么快的运行速度，因为用户根本感觉不出来。例如开发一个下载MP3的网络应用程序，C程序的运行时间需要0.001秒，而Python程序的运行时间需要0.1秒，慢了100倍，但由于网络更慢，需要等待1秒，你想，用户能感觉到1.001秒和1.1秒的区别吗？这就好比F1赛车和普通的出租车在北京三环路上行驶的道理一样，虽然F1赛车理论时速高达400公里，但由于三环路堵车的时速只有20公里，因此，作为乘客，你感觉的时速永远是20公里。

第二个缺点就是代码不能加密。如果要发布你的Python程序，实际上就是发布源代码，这一点跟C语言不同，C语言不用发布源代码，只需要把编译后的机器码（也就是你在Windows上常见的xxx.exe文件）发布出去。要从机器码反推出C代码是不可能的，所以，凡是编译型的语言，都没有这个问题，而解释型的语言，则必须把源码发布出去。

3、Python的解释器种类

想要学一门编程语言：安装Python解释器、学习python语法并编写代码、使用Python解释器去执行编写好的代码。

Python在全球非常的火，很多公司都会想要来层热度。

由于Python太火了，所有就有很多的公司都开发了Python解释器（用来翻译python代码成为计算机能够识别的命令）。

• CPython【主流】，底层是由C语言开发出来的Python解释器。
• Jython，是由Java语言开发出来的Python解释器，方便与让Python和Java代码做集成。
• IronPython，是基于C#语言开发出来的Python解释器，方便与让Python和C#代码做集成。
• RubyPython，...
• PyPy，是对CPython的优化，他的执行效率提高了。引入编译器的功能，本质上将Python代码进行编译，再去执行编译后的代码。
• ...

注意：常说的Python解释器默认指的就是CPython解释器。

4、CPython解释器的版本

CPython的解释器主要有两大版本：

• 2.x，目前最新的Python2.7.18。（2020后不再维护）
  
• 3.x，目前最新的3.9.0版本（授课）
  

二、安装

目前，Python有两个版本，一个是2.x版，一个是3.x版，这两个版本是不兼容的。由于3.x版越来越普及，我们的教程将以最新的Python 3.8版本为基础。请确保你的电脑上安装的Python版本是最新的3.8.x

1、下载地址

2、在Mac上安装Python

如果你正在使用Mac，系统是OS X>=10.9，那么系统自带的Python版本是2.7。要安装最新的Python 3.8，有两个方法：

方法一：从Python官网下载Python 3.8的安装程序，下载后双击运行并安装；

方法二：如果安装了Homebrew，直接通过命令brew install python3安装即可

3、Windows版本

首先，根据你的Windows版本（64位还是32位）从Python的官方网站下载Python 3.8对应的安装程序，然后运行下载的exe安装包

特别要注意勾上Add Python 3.8 to PATH，然后点“Install Now”即可完成安装

安装完终端输入python查看

C:\Users\Admin>python
Python 3.8.10 (tags/v3.8.10:3d8993a, May  3 2021, 11:48:03) [MSC v.1928 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

三、第一个程序

在命令行模式下敲命令python，就看到类似如下的一堆文本输出，然后就进入到Python交互模式，它的提示符是>>>

在Python交互模式下输入exit()并回车，就退出了Python交互模式，并回到命令行模式

在交互模式的提示符>>>下，直接输入代码，按回车，就可以立刻得到代码执行结果

C:\Users\Admin>python
Python 3.8.10 (tags/v3.8.10:3d8993a, May  3 2021, 11:48:03) [MSC v.1928 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 1+1
2
>>>

如果要让Python打印出指定的文字，可以用print()函数，然后把希望打印的文字用单引号或者双引号括起来，但不能混用单引号和双引号：

C:\Users\Admin>python
Python 3.8.10 (tags/v3.8.10:3d8993a, May  3 2021, 11:48:03) [MSC v.1928 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 1+1
2
>>> print('你好 python')
你好 python
>>>

在命令行模式下，可以执行python进入Python交互式环境，也可以执行python hello.py运行一个.py文件。

执行一个.py文件只能在命令行模式执行

记事本编写一个简单程序

print("你好 hello")

将其保存为py文件hello.py

然后执行

Microsoft Windows [版本 10.0.19044.1766]
(c) Microsoft Corporation。保留所有权利。
 
D:\>hello.py
你好 hello

命令行参数

很多程序可以执行一些操作来查看一些基本信息，Python 可以使用 -h 参数查看各参数帮助信息：

$ python -h 
usage: python [option] ... [-c cmd | -m mod | file | -] [arg] ... 
Options and arguments (and corresponding environment variables): 
-c cmd : program passed in as string (terminates option list) 
-d     : debug output from parser (also PYTHONDEBUG=x) 
-E     : ignore environment variables (such as PYTHONPATH) 
-h     : print this help message and exit 
 
[ etc. ] 

我们在使用脚本形式执行 Python 时，可以接收命令行输入的参数，

获取命令行参数使用 sys 的 sys.argv 来获取或者Python 提供了 getopt 模块来获取命令行参数。

sys 的 sys.argv 来获取

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
import sys
 
print '参数个数为:', len(sys.argv), '个参数。'
print '参数列表:', str(sys.argv)

执行以上代码，输出结果为：

$ python test.py arg1 arg2 arg3
参数个数为: 4 个参数。
参数列表: ['test.py', 'arg1', 'arg2', 'arg3']

getopt 模块来获取

getopt模块是专门处理命令行参数的模块，用于获取命令行选项和参数，也就是sys.argv。命令行选项使得程序的参数更加灵活。支持短选项模式 - 和长选项模式 --。

该模块提供了两个方法及一个异常处理来解析命令行参数。

getopt.getopt 方法

getopt.getopt 方法用于解析命令行参数列表，语法格式如下：

getopt.getopt(args, options[, long_options])

方法参数说明：

• args: 要解析的命令行参数列表。
  
• options : 以字符串的格式定义，options 后的冒号 : 表示如果设置该选项，必须有附加的参数，否则就不附加参数。
  
• long_options : 以列表的格式定义，long_options 后的等号 = 表示该选项必须有附加的参数，不带等号表示该选项不附加参数。
  
• 该方法返回值由两个元素组成: 第一个是 (option, value) 元组的列表。 第二个是参数列表，包含那些没有 - 或 -- 的参数。
  

另外一个方法是 getopt.gnu_getopt，这里不多做介绍

在没有找到参数列表，或选项的需要的参数为空时会触发Exception getopt.GetoptError异常。

异常的参数是一个字符串，表示错误的原因。属性 msg 和 opt 为相关选项的错误信息。

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
import sys, getopt
 
def main(argv):
   inputfile = ''
   outputfile = ''
   try:
      opts, args = getopt.getopt(argv,"hi:o:",["ifile=","ofile="])
   except getopt.GetoptError:
      print 'test.py -i <inputfile> -o <outputfile>'
      sys.exit(2)
   for opt, arg in opts:
      if opt == '-h':
         print 'test.py -i <inputfile> -o <outputfile>'
         sys.exit()
      elif opt in ("-i", "--ifile"):
         inputfile = arg
      elif opt in ("-o", "--ofile"):
         outputfile = arg
   print '输入的文件为：', inputfile
   print '输出的文件为：', outputfile
 
if __name__ == "__main__":
   main(sys.argv[1:])

执行以上代码，输出结果为：

$ python test.py -h
usage: test.py -i <inputfile> -o <outputfile>
 
$ python test.py -i inputfile -o outputfile
输入的文件为： inputfile
输出的文件为： outputfile

文本编辑器推荐微软出品的Visual Studio Code，它不是那个大块头的Visual Studio，它是一个精简版的迷你Visual Studio，并且，Visual Studio Code可以跨！平！台！Windows、Mac和Linux通用。

请注意，不要用Word和Windows自带的记事本。Word保存的不是纯文本文件，而记事本会自作聪明地在文件开始的地方加上几个特殊字符（UTF-8 BOM），结果会导致程序运行出现莫名其妙的错误。

关于Visual Studio和Visual Studio Code(VSCode)的区别

四、输入输出

输出

用print()在括号中加上字符串，就可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出'hello, world'，用代码实现如下：

>>> print('hello, world')

print()函数也可以接受多个字符串，用逗号“,”隔开，就可以连成一串输出：

>>> print('The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog')
The quick brown fox jumps over the lazy dog

print()会依次打印每个字符串，遇到逗号“,”会输出一个空格，因此，输出的字符串是这样拼起来的：

print()也可以打印整数，或者计算结果：

>>> print(300)
300
>>> print(100 + 200)
300

因此，我们可以把计算100 + 200的结果打印得更漂亮一点：

>>> print('100 + 200 =', 100 + 200)
100 + 200 = 300

注意，对于100 + 200，Python解释器自动计算出结果300，但是，'100 + 200 ='是字符串而非数学公式，Python把它视为字符串，请自行解释上述打印结果。

输入

现在，你已经可以用print()输出你想要的结果了。但是，如果要让用户从电脑输入一些字符怎么办？Python提供了一个input()，可以让用户输入字符串，并存放到一个变量里。比如输入用户的名字：

>>> name = input()
Michael

当你输入name = input()并按下回车后，Python交互式命令行就在等待你的输入了。这时，你可以输入任意字符，然后按回车后完成输入。

输入完成后，不会有任何提示，Python交互式命令行又回到>>>状态了。那我们刚才输入的内容到哪去了？答案是存放到name变量里了。可以直接输入name查看变量内容：

>>> name
'Michael'

**什么是变量？**请回忆初中数学所学的代数基础知识：

设正方形的边长为a，则正方形的面积为a x a。把边长a看做一个变量，我们就可以根据a的值计算正方形的面积，比如：

若a=2，则面积为a x a = 2 x 2 = 4；

若a=3.5，则面积为a x a = 3.5 x 3.5 = 12.25。

在计算机程序中，变量不仅可以为整数或浮点数，还可以是字符串，因此，name作为一个变量就是一个字符串。

要打印出name变量的内容，除了直接写name然后按回车外，还可以用print()函数：

>>> print(name)
Michael

有了输入和输出，我们就可以把上次打印'hello, world'的程序改成有点意义的程序了：

name = input()
print('hello,', name)

运行上面的程序，第一行代码会让用户输入任意字符作为自己的名字，然后存入name变量中；第二行代码会根据用户的名字向用户说hello，比如输入Michael：

C:\Workspace> python hello.py
Michael
hello, Michael

但是程序运行的时候，没有任何提示信息告诉用户：“嘿，赶紧输入你的名字”，这样显得很不友好。幸好，input()可以让你显示一个字符串来提示用户，于是我们把代码改成：

name = input('please enter your name: ')
print('hello,', name)

再次运行这个程序，你会发现，程序一运行，会首先打印出please enter your name:，这样，用户就可以根据提示，输入名字后，得到hello, xxx的输出：

C:\Workspace> python hello.py
please enter your name: Michael
hello, Michael

每次运行该程序，根据用户输入的不同，输出结果也会不同。

五、注释

作为程序员，写代码注释是非常基础且有用的技能，方便以后对代码进行维护和理解

文件夹注释

文件注释

"""
这个文件主要为项目提供工具和转换的功能，初次之外还有日志....
例如：
1.
2.
3.
"""

代码注释

name = "alex"
# 在名称后面添加一个大烧饼
data = name + "dsb" 
print(data)
 
 
name = "alex"
"""
在名称后面添加一个大烧饼，内部的实现机制：
  1. xxx
    2. xxx
    3. xx
"""
data = name + "dsb" 
print(data)

六、中文编码

如何使用的是Python 2.0+

Python中默认的编码格式是 ASCII 格式，在没修改编码格式时无法正确打印汉字，所以在读取中文时会报错。

解决方法为只要在文件开头加入 # -*- coding: UTF-8 -*- 或者 # coding=utf-8 就行了

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
print( "你好，世界" )

注意：Python3.X 源码文件默认使用utf-8编码，所以可以正常解析中文，无需指定 UTF-8 编码。

注意：如果你使用编辑器，同时需要设置 py 文件存储的格式为 UTF-8，否则会出现类似以下错误信息：

SyntaxError: (unicode error) ‘utf-8’ codec can’t decode byte 0xc4 in position 0:

invalid continuation byte

Pycharm 设置步骤：

七、Python 标识符

在 Python 里，标识符由字母、数字、下划线组成。

在 Python 中，所有标识符可以包括英文、数字以及下划线(_)，但不能以数字开头。

Python 中的标识符是区分大小写的。

以下划线开头的标识符是有特殊意义的。以单下划线开头 _foo 的代表不能直接访问的类属性，需通过类提供的接口进行访问，不能用 from xxx import * 而导入。

以双下划线开头的 __foo 代表类的私有成员，以双下划线开头和结尾的 __foo__ 代表 Python 里特殊方法专用的标识，如 __init__() 代表类的构造函数。

Python 可以同一行显示多条语句，方法是用分号 ; 分开，如：

>>> print ('hello');print ('runoob');

hello

runoob

八、Python 保留字符

下面的列表显示了在Python中的保留字。这些保留字不能用作常数或变数，或任何其他标识符名称。

所有 Python 的关键字只包含小写字母。

九、编码规范

在Python开发过程中会创建文件夹/文件/变量等，这些在命名有一些潜规则（编写代码时也要注意pep8规范）。

• 文件夹，小写 & 小写下划线连接，例如：commands、data_utils等。
  
• 文件，小写 & 小写下划线连接，例如：page.py、db_convert.py等。
  
• 变量

• 全局变量，大写 & 大写下划线连接，例如：NAME = "武沛齐" 、BASE_NAME = 18
• 局部变量，小写 & 小写下划线连接，例如：data = [11,22,33]、user_parent_id = 9等。

最后，请务必注意，Python程序是大小写敏感的，如果写错了大小写，程序会报错。

Python使用缩进来组织代码块，请务必遵守约定俗成的习惯，坚持使用4个空格的缩进。

在文本编辑器中，需要设置把Tab自动转换为4个空格，确保不混用Tab和空格

Python 与其他语言最大的区别就是，Python 的代码块不使用大括号 {} 来控制类，函数以及其他逻辑判断。python 最具特色的就是用缩进来写模块。

缩进的空白数量是可变的，但是所有代码块语句必须包含相同的缩进空白数量，这个必须严格执行。

比如以下程序

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名：test.py
 
if True:
    print ("Answer")
    print ("True")
else:
    print ("Answer")
    # 没有严格缩进，在执行时会报错
  print ("False")

执行以上代码，会出现如下错误提醒：

 File "test.py", line 11

   print ("False")

                 ^

IndentationError: unindent does not match any outer indentation level

IndentationError: unindent does not match any outer indentation level错误表明，你使用的缩进方式不一致，有的是 tab 键缩进，有的是空格缩进，改为一致即可。

如果是 IndentationError: unexpected indent 错误, 则 python 编译器是在告诉你"Hi，老兄，你的文件里格式不对了，可能是 tab 和空格没对齐的问题"，所以 python 对格式要求非常严格。

因此，在 Python 的代码块中必须使用相同数目的行首缩进空格数。

建议你在每个缩进层次使用 单个制表符 或 两个空格 或 四个空格 , 切记不能混用

十、多行语句

Python语句中一般以新行作为语句的结束符。

但是我们可以使用斜杠（ \）将一行的语句分为多行显示，如下所示：

total = item_one + \

       item_two + \

       item_three

语句中包含 [], {} 或 () 括号就不需要使用多行连接符。如下实例：

days = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday',

       'Thursday', 'Friday']

十一、Python 引号

Python 可以使用引号( ' )、双引号( " )、三引号( ''' 或 """ ) 来表示字符串，引号的开始与结束必须是相同类型的。

其中三引号可以由多行组成，编写多行文本的快捷语法，常用于文档字符串，在文件的特定地点，被当做注释。

word = 'word'

sentence = "这是一个句子。"

paragraph = """这是一个段落。

包含了多个语句"""

十二、Python空行

函数之间或类的方法之间用空行分隔，表示一段新的代码的开始。类和函数入口之间也用一行空行分隔，以突出函数入口的开始。

空行与代码缩进不同，空行并不是Python语法的一部分。书写时不插入空行，Python解释器运行也不会出错。但是空行的作用在于分隔两段不同功能或含义的代码，便于日后代码的维护或重构。

记住：空行也是程序代码的一部分。

十三、同一行显示多条语句

Python可以在同一行中使用多条语句，语句之间使用分号(;)分割，以下是一个简单的实例：

#!/usr/bin/python
 
import sys; x = 'runoob'; sys.stdout.write(x + '\n')

执行以上代码，输出结果为：

$ python test.py
runoob