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

https://www.python.org/downloads/

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

Visual Studio和Visual Studio Code(VSCode)的区别及如何选择-前端开发自学笔记(7) - 知乎 (zhihu.com)

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。

and	exec	not
assert	finally	or
break	for	pass
class	from	print
continue	global	raise
def	if	return
del	import	try
elif	in	while
else	is	with
except	lambda	yield

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