1、【Python】Python 3入门(简介/基础语法/运算符/变量/数据类型/字节)

一、简介

Python 是一种高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。Python 由 Guido van Rossum 于 1989 年底在荷兰国家数学和计算机科学研究所发明，第一个公开发行版发行于 1991 年。

特点：

易于学习：Python 有相对较少的关键字，结构简单，和一个明确定义的语法，学习起来更加简单。
易于阅读：Python 代码定义的更清晰。
易于维护：Python 的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
一个广泛的标准库：Python 的最大的优势之一是丰富的库，跨平台的，在 UNIX，Windows 和 macOS 兼容很好。
互动模式：互动模式的支持，您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言，互动的测试和调试代码片断。
可移植：基于其开放源代码的特性，Python 已经被移植（也就是使其工作）到许多平台。
可扩展：如果你需要一段运行很快的关键代码，或者是想要编写一些不愿开放的算法，你可以使用 C 或 C++ 完成那部分程序，然后从你的Python 程序中调用。
数据库：Python 提供所有主要的商业数据库的接口。
GUI 编程：Python 支持 GUI 可以创建和移植到许多系统调用。
可嵌入：你可以将 Python 嵌入到 C/C++ 程序，让你的程序的用户获得”脚本化”的能力。
面向对象：Python 是强面向对象的语言，程序中任何内容统称为对象，包括数字、字符串、函数等。

二、基础语法

1、运行Python

交互式解释器

在命令行窗口执行python后，进入 Python 的交互式解释器。exit() 或 Ctrl + D 组合键退出交互式解释器。

命令行脚本

在命令行窗口执行python script-file.py，以执行 Python 脚本文件。

指定解释器

如果在 Python 脚本文件首行输入#!/usr/bin/env python，那么可以在命令行窗口中执行/path/to/script-file.py以执行该脚本文件。

注：该方法不支持 Windows 环境。

2、编码

默认情况下，3.x 源码文件都是 UTF-8 编码，字符串都是 Unicode 字符。也可以手动指定文件编码：

    # -*- coding: UTF-8 -*-

或者

    #encoding: uft-8

注意: 该行标注必须位于文件第一行

3、标识符

第一个字符必须是英文字母或下划线 _ 。
标识符的其他的部分由字母、数字和下划线组成。
标识符对大小写敏感。

注：从 3.x 开始，非 ASCII 标识符也是允许的，但不建议。

4、保留字

保留字即关键字，我们不能把它们用作任何标识符名称。Python 的标准库提供了一个 keyword 模块，可以输出当前版本的所有关键字：

>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

5、注释

单行注释采用#，多行注释采用’’'或"""。

# 这是单行注释

'''
这是多行注释
这是多行注释
'''

"""
这也是多行注释
这也是多行注释
"""

6、行与缩进

Python 最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号 {}。缩进的空格数是可变的，但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。缩进不一致，会导致运行错误。

7、多行语句

Python 通常是一行写完一条语句，但如果语句很长，我们可以使用反斜杠""来实现多行语句。

total = item_one + \
        item_two + \
        item_three

在 [], {}, 或 () 中的多行语句，不需要使用反斜杠。

8、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。

9、等待用户输入

input函数可以实现等待并接收命令行中的用户输入。

content = input("请输入点东西并按 Enter 键")
print(content)

10、同一行写多条语句

Python 可以在同一行中使用多条语句，语句之间使用分号;分割。

import sys; x = 'hello world'; sys.stdout.write(x + '')

11、多条语句构成代码组

缩进相同的一组语句构成一个代码块，我们称之代码组。

像if、while、def和class这样的复合语句，首行以关键字开始，以冒号:结束，该行之后的一行或多行代码构成代码组。

我们将首行及后面的代码组称为一个子句(clause)。

12、print输出

print 默认输出是换行的，如果要实现不换行需要在变量末尾加上end=""或别的非换行符字符串：

print('123') # 默认换行
print('123', end = "") # 不换行

13、import 与from ……import

在Python中用import或则from……import来导入相应的模块。将整个模块导入，格式为：

import module_name

从某个模块导入某个函数，格式为：

from mudule_name import func1

从某个模块中导入多个函数，格式为

from module_name import func1, func2, func3

将某个模块的全部函数导入，格式为：

from module_name import *

三、运算符

1、算数运算符

2、比较运算符

3、赋值运算符

4、位运算符

5、逻辑运算符

6、成员运算符

7、身份运算符

8、运算符优先级

四、变量

变量在使用前必须先”定义”（即赋予变量一个值），否则会报错：

>>> name
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'name' is not defined

五、数据类型

1、布尔（bool）

只有 True 和 False 两个值，表示真或假。

2、数字(number)

整型(int)

整数值，可正数亦可复数，无小数。 3.x 整型是没有限制大小的，可以当作 Long 类型使用，所以 3.x 没有 2.x 的 Long 类型。

浮点型(float)

浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示（2.5e2 = 2.5 x 10^2 = 250）

复数(complex)

复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj，或者complex(a,b)表示，复数的实部 a 和虚部 b 都是浮点型。

数字运算

不同类型的数字混合运算时会将整数转换为浮点数
在不同的机器上浮点运算的结果可能会不一样
在整数除法中，除法 / 总是返回一个浮点数，如果只想得到整数的结果，丢弃可能的分数部分，可以使用运算符 //。
// 得到的并不一定是整数类型的数，它与分母分子的数据类型有关系
在交互模式中，最后被输出的表达式结果被赋值给变量，是个只读变量

数学函数
注：以下函数的使用，需先导入 math 包。

随机函数
注：以下函数的使用，需先导入 random 包。

三角函数
注：以下函数的使用，需先导入 math 包。

数学常量

3、字符串

单引号和双引号使用完全相同
使用三引号(’’'或""")可以指定一个多行字符串
转义符(反斜杠)可以用来转义，使用r可以让反斜杠不发生转义，如r"this is " a line with "，则会显示，并不是换行
按字面意义级联字符串，如"this " "is " "string"会被自动转换为this is string
字符串可以用 + 运算符连接在一起，用 * 运算符重复
字符串有两种索引方式，从左往右以 0 开始，从右往左以 -1 开始
字符串不能改变
没有单独的字符类型，一个字符就是长度为 1 的字符串
字符串的截取的语法格式如下：变量[头下标:尾下标]

转义字符

字符串运算符

字符串格式化
在 Python 中，字符串格式化不是 sprintf 函数，而是用 % 符号。例如：

print("我叫%s， 今年 %d 岁！" % ('小明', 10))
// 输出:我叫小明， 今年 10 岁！

格式化符号：

辅助指令：

Python 2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能。

多行字符串

用三引号(’’’ 或 “”")包裹字符串内容
多行字符串内容支持转义符，用法与单双引号一样
三引号包裹的内容，有变量接收或操作即字符串，否则就是多行注释

string = '''
print(math.fabs(-10))
print(random.choice(li))
'''
print(string)

执行结果：

>>> print (string)

print (math.fabs(-10))
print (random.choice(li))

注意：在 2.x 中，普通字符串是以 8 位 ASCII 码进行存储的，而 Unicode 字符串则存储为 16 位 Unicode 字符串，这样能够表示更多的字符集。使用的语法是在字符串前面加上前缀 u。在 3.x 中，所有的字符串都是 Unicode 字符串。

字符串函数

六、字节

在 3.x 中，字符串和二进制数据完全区分开。文本总是 Unicode，由 str 类型表示，二进制数据则由 bytes 类型表示。Python 3 不会以任意隐式的方式混用 str 和 bytes，你不能拼接字符串和字节流，也无法在字节流里搜索字符串（反之亦然），也不能将字符串传入参数为字节流的函数（反之亦然）。

bytes 类型与 str 类型，二者的方法仅有 encode() 和 decode() 不同。
bytes 类型数据需在常规的 str 类型前加个 b 以示区分，例如 b’abc’。
只有在需要将 str 编码(encode)成 bytes 的时候，比如：通过网络传输数据；或者需要将 bytes 解码(decode)成 str 的时候，我们才会关注 str 和 bytes 的区别。

bytes 转 str：

b'abc'.decode()
str(b'abc')
str(b'abc', encoding='utf-8')

str 转 bytes：

'中国'.encode()
bytes('中国', encoding='utf-8')