第一章 Python概述

一、概述

# created by:zhangfan @Changchun
print('Hello, Everyone!')
print('School of Preparatory Education @ Jilin University')

1.1 Python环境与资源

软件环境

  • Python 3.x,推荐安装3.8以上版本,不使用2.x
  • Vscode,微软开发的IDE,应用范围广泛

学习资源

1.2 Python语言介绍

计算机编程语言

  • 机器语言:由0、1组成的二进制代码表示的指令,CPU直接识别,效率高,面向机器
  • 高级语言:面向用户
    • Python、C、C++、Java、JavaScript、PHP、C#、Ruby等
    • 编译型:如英文小说,先翻译成中文再阅读
      • 程序执行之前需要先“编译”——exe文件——执行
      • 每次运行不需要重新编译
      • 效率高
      • C、C++、C#、Java(既有编译也有解释)
    • 解释型:如同声传译,一次一句翻译
      • 程序不编译,语句执行时“翻译”
      • 程序是脚本文件,每次执行要重新解释
      • 效率低
      • Python、Ruby、PHP、JavaScript
    • 算法:描述如何完成某项任务的过程
    • 程序:利用计算机语言实现算法,表达式和语句组成
      • 表达式:可以被求值的代码,例如
        • a + b
        • c > 5
      • 语句:一段可执行代码,完成一个动作,例如
        • d = 'abc'
        • import math
        •   if a > 5 :
              print('abc')
          

Python简介:

  • 面向对象、解释型语言;
  • 动态类型,类型可以随意转换;
  • 内存清理,不用考虑资源回收;
  • 默认编码为 :UTF-8

优点:

  • 语法优美:代码接近人类语言
  • 简单易学:注重解决问题,而非语言本身的语法和结构
  • 开源、可移植:开放源码软件,任何平台中运行
  • 类库丰富:几乎覆盖各个应用领域的第三方函数库
  • 应用范围广:通用编程语言,各个领域都使用

缺点:

  • 效率低,C语言的1/10

1.3 Python应用与学习路径

应用领域:

  • web开发:Python属于后起之秀,有jango、flask、tornado、web2py等框架
  • 数据分析:与R语言并称绝代双骄,有pandas、numpy、scipy、matplotlib等模块
  • 办公自动化:王者,python-docx 、openpyxl、Python wxpy等模块
  • 自动化运维:王者,能够调用系统功能的库
  • 爬虫开发:该领域Python是独孤求败,有requests库,scrapy、pyspider框架
  • 人工智能:王者
    • 机器学习:Scikit-Learn、XGBoost、LightGBM、PyBrain
    • 深度学习:Chainer、PyLearn2、TensorFlow、Neurolab、PyTorch、Keras
    • 自然语言处理:NLTK、SpaCy
    • 计算机视觉:openCV、Scikit-Image、Pillow/PIL

学习路径

  • 入门基础
    • 数据类型、变量、运算符、分支结构、循环结构、函数、数据结构(字符串、列表、元祖、集合、字典)......
  • 进阶知识
    • 模块、异常、面向相对象编程(类、实例、继承、属性、方法)、文件、多线程......
  • 高级知识
    • 生成器与迭代器、修饰器、GUI编程、网络编程、数据库支持、程序打包......
  • 专业应用
    • 结合其他学科或课程知识进入特定领域学习,web开发、人工智能等

1.4 课程结构及要求(入门基础)

  • 第1章 认识Python(共2学时,实验1学时)
  • 第2章 Python语言元素(共4学时,实验2学时)
  • 第3章 Python语法结构(共8学时,实验4学时)
  • 综合练习(共4学时,实验4学时)
  • 第4章 函数设计与使用(共4学时,实验2学时)
  • 第5章 Python中组合数据类型(共4学时,实验2学时)
  • 第6章(选讲) Python 生态(共4学时,实验2学时)

1.5 第一个Python程序

第一个程序

   '''
    author:zhangfan
    date:2022.3.10
    desc:这是我的第一个Python
   '''
   print('长春加油!吉林加油!') # 打印文字
  • 两种运行模式
    • 脚本式:一次执行、源代码脚本
      • Vscode中创建py文件,run运行或Debug调试运行
    • 交互式:逐行输入、执行命令
      • Vscode中创建ipynb文件,运行

补充知识 Python编码

概念

  • 1 bit(位),0或1
  • 1 byte(字节),8bit,例如 10100110
    • 1 byte 包含2^8=256种组合

字符集

  • ASCII(英文)
    • 1byte,8bit
    • 英文+符号
  • 汉字
    • 2byte,16bit
    • GB2312、GBK、GB1830
  • Unicode
    • 为世界上每一个“字符”分配一个唯一的ID
    • 2byte

变长编码

  • UTF-8
    • 英文 1byte
    • 中文 3byte
    • 生僻字 4-6byte
  • UTF-16
    • 统一2byte

计算机只能处理数字

  • 需要将文本转换成数字,即编码
  • Unicode转换为UTF-8
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