什么是 Python

Python 是一門編程語言，關(guān)于編程語言我們后面再詳細講。首先我們思考，為什么我們要學(xué)習(xí) Python

1、為什么要學(xué)習(xí) Python

1. 自動化

很多時候，雖然可以通過 gui 工具快速實現(xiàn)功能。但如果工作量大，內(nèi)容重復(fù)，也是一個非常痛苦的事情。通過 Python 可以實現(xiàn)自動化，從而提高效率。

2. 提高學(xué)習(xí)能力

在工作的過程中我們會學(xué)習(xí)很多軟件的使用，也不斷了新的軟件開發(fā)出來。學(xué)習(xí) Python 后可以深刻理解軟件的本質(zhì)，在學(xué)習(xí)新軟件的時候能夠更快的掌握和使用。

3.未來的趨勢

隨著時代的發(fā)展，未來的工作必將會要求人人懂電腦。那么會一門編程語言會讓我們掌握先機。而 python 簡單易學(xué)，且可以快速應(yīng)用在我們的工作和生活中是我們首選的原因。

2、什么是編程語言

前面講到 Python 是一門編程語言，那編程語言是什么呢？

1. 概念

人和人交流溝通所使用的語言叫做自然語言，例如漢語，英語等。

所謂的編程語言，其實就是人和計算機交流的語言。編程語言有極嚴格的語法，和準確沒有歧義的語義，通過這些語法和語義編寫出特定的程序交有計算機執(zhí)行，完成設(shè)定好的任務(wù)。

學(xué)習(xí)編程語言和學(xué)習(xí)自然語言類似，自然語言都是先學(xué)習(xí)語法，字，詞，然后閱讀文章，最后模仿寫文章，編程語言也是先學(xué)習(xí)語法，關(guān)鍵字，流程控制語句，然后閱讀別人編寫的代碼，最后模仿編寫自己的代碼。

自然語言一般都會有成百上千的字和詞，而編程語言通常只有幾十個關(guān)鍵字，幾個流程控制語句，所以編程語言比自然語言容易學(xué)得多。

2. 分類

編程語言一般分為機器語言，匯編語言和高級語言。

1. 機器語言

能夠直接被計算機識別的指令稱為機器語言。機器指令就是一串二進制數(shù)，010110101。它的優(yōu)點是能夠直接操作計算機的最底層的動作。缺點是人類難以記憶和閱讀，學(xué)習(xí)成本高，需要熟知計算機的物理原理，目前只有各大芯片廠商的技術(shù)人員使用機器語言進行編程外，絕大部分程序員使用的是高級語言。

2. 匯編語言

匯編語言本質(zhì)上就是機器語言，只不過為了閱讀和書寫，給不同的指令加上了簡短的助記符。例如使用 ADD 表示加，SUB 表示減。但它的學(xué)習(xí)成本依然很高，只有少數(shù)對計算機硬件熟悉的程序員在使用。

3. 高級語言

因為機器語言，匯編語言都是直接操作計算機底層的運算器的微小步驟，要實現(xiàn)我們看起來的簡單功能例如在屏幕打印一行文字，需要大量代碼。因此機器語言和匯編語言也稱為低級語言。通過低級語言編寫程序非常繁復(fù)，計算機科學(xué)家發(fā)明了高級語言。

高級語言并不是特指一種語言，在計算機技術(shù)的發(fā)展歷程中出現(xiàn)了很多高級語言，其中大名鼎鼎的 C，Java，PYTHON 都是高級語言。

高級語言是對低級語言的封裝，高級語言編寫的代碼是給人類閱讀的，計算機不能直接識別，需要通過翻譯成機器碼然后交給計算機執(zhí)行。

根據(jù)不同的翻譯機制又分為編譯型編程語言和解釋型編程語言

1. 編譯型編程語言

如果把高級語言編寫的代碼比作一篇英文文章，計算機比作一個不懂英文的人。那么這個人可以找一名懂英文的翻譯將這篇文章翻譯成中文后，他可以隨時隨地的閱讀這篇翻譯后的文章。

編譯型編程語言就是通過編譯器（英文翻譯）將代碼（高級語言編寫的程序）編譯（翻譯）成可執(zhí)行文件（翻譯后的文章）。可執(zhí)行文件可以在任何支持的平臺上，脫離編譯環(huán)境運行。

因為可執(zhí)行程序就是機器碼，所以它的執(zhí)行效率高。但修改起來非常不方便，只要源代碼修改后都需要重新編譯后生成新的可執(zhí)行程序。C 語言，C++ 就是典型的編譯型編程語言。

2. 解釋型編程語言

接上面的比喻，這個人還可以拿一個隨身電子詞典，逐字逐句的邊看邊翻譯這篇文章。

解釋型編程語言就是通過解釋器（電子詞典）將代碼逐行翻譯成機器語言，然后交由計算機執(zhí)行。解釋型編程語言編寫的程序離不開解釋器，因為是邊翻譯邊執(zhí)行所以相對的效率不高，但是修改起來很方便，只要源代碼修改了，下一次執(zhí)行就是修改后的代碼。Python，JavaScript 就是典型的解釋型編程語言。

Python 運行環(huán)境搭建

上面我們學(xué)習(xí)了 Python 是一門解釋型編程語言，那么 Python 代碼離不開 Python 解釋器，所謂的搭建 Python 開發(fā)環(huán)境搭建的核心就是按照 Python 解釋器。

1、Python 解釋器

python 解釋器就是翻譯 python 代碼給計算機執(zhí)行的一個程序。它的安裝非常簡單，在官網(wǎng)下載相對于平臺的安裝程序即可，注意下載 3.6+ 的版本。根據(jù)安裝程序的指引，只需要簡單的下一步下一步，除非人品有問題，否則一般不會有問題。

python 版本區(qū)別

目前 python 有兩個大的版本，2.X 和 3.X。2.X 是遺產(chǎn)，3.X 是未來。除非特殊情況，新手建議學(xué)習(xí) 3.X。

下載安裝 python 解釋器

訪問 python 官網(wǎng)，下載解釋器安裝包。

注意按照操作系統(tǒng)下載對應(yīng)版本。

下載后雙擊安裝文件會出現(xiàn)如下界面

記得勾選添加環(huán)境變量，然后就是下一步下一步，一般情況下都會正常安裝成功。

2、cmd 命令行工具

全黑的窗口，滿屏的像瀑布一樣流動的英文，這是電影中黑客出場的畫面。

cmd 命令行工具就滿足這個要求，在 windows 系統(tǒng)中，win 鍵 +R 鍵彈出運行窗口

不同版本，可能會有配色的不同，但功能一致。

其實這就是一個名字為 cmd.exe 的程序，感興趣的同學(xué)可以在電腦中找下它的位置。

它又一個很重要的作業(yè)就是能夠通過程序名自動調(diào)用對應(yīng)的程序，而不需要去找到可執(zhí)行文件雙擊執(zhí)行。

例如，可以在命令行鍵入 notepad 回車，你會發(fā)現(xiàn)居然打開了記事本。

那是因為記事本這個程序的程序名就是 notepad.exe，機靈的小可愛就會聯(lián)想 QQ 的程序名是 qq.exe 那么，那么在命令行中輸入 QQ 是不是也可以打開 QQ 呢？

結(jié)果多半如下：

這是為什么呢？ 其實 cmd 在接收到用戶輸入的命令后，會去電腦中搜索同名的程序或者批處理等文件，但是為了效率，它不會查找每個文件夾。

那它會去哪些文件夾中搜索呢？

3、環(huán)境變量

環(huán)境變量其實是一系列常用程序所在路徑的集合，記事本程序的路徑存在默認的環(huán)境變量中所以可以通過命令行打開，QQ 程序的路徑不在環(huán)境變量中，所以打不開。

windows 系統(tǒng)設(shè)置環(huán)境變量的步驟如下： 右鍵【我的電腦】-【屬性】-【高級系統(tǒng)設(shè)置】-【環(huán)境變量】

在用戶變量中找到環(huán)境變量 path，如果沒有就新建一個 path 變量。

點擊編輯，將 QQ 程序路徑添加到 path 中。

然后重新打開命令行工具應(yīng)用新的環(huán)境變量，再次鍵入 QQ 你就可以打開 QQ 啦。

如果在安裝 python 解釋器的時候忘記勾選添加環(huán)境變量，也可以通過手動設(shè)置環(huán)境變量，然后在命令行中就可以運行 python 命令啦。

在命令行中鍵入 python 命令，出現(xiàn)如下窗口表示運行環(huán)境搭建成功。

Python 代碼的編寫和執(zhí)行

python 代碼的運行方式有兩種：

1.交互式

在命令行窗口輸入命令

python

進入 python 解釋器交互式客戶端，在窗口中輸入任意 python 代碼，客戶端窗口都會立即返回運行結(jié)果，當(dāng)關(guān)閉客戶端窗口后，代碼不會保存。這種方式一般用來進行測試，不是正式的運行方式。

2.腳本式

任意文本編輯工具都可以進行 python 代碼的編寫 ，在桌面新建一個文本文檔，寫入如下代碼

print('hello world')

然后保存（盡量不要使用記事本直接編輯代碼）?，F(xiàn)在這個文本文檔就是一個 python 的源代碼文件，通常稱為 python 腳本文件，通常我們會將 python 腳本文件的后綴改為 .py 。

python 代碼本質(zhì)上是通過 python 解釋器解釋成機器碼后交由計算機執(zhí)行的。

在命令行輸入命令

python 腳本文件路徑

就可以運行對應(yīng)的腳本代碼。

Jupyter notebook

jupyter notebook 是一個交互式筆記本，支持運行 40 多種編程語言。

Jupyter Notebook 的本質(zhì)是一個 Web 應(yīng)用程序，便于創(chuàng)建和共享文學(xué)化程序文檔，支持實時代碼，數(shù)學(xué)方程，可視化和 Markdown。

用來寫學(xué)習(xí)筆記非常方便，所以推薦給大家。

1、安裝

安裝好 python 解釋器后，在命令行通過下面的 pip 命令安裝 jupyter notebook

pip install jupyter notebook -i https://pypi.doubanio.com/simple

2、開啟 Jupyter notebook 服務(wù)

jupyter notebook 本質(zhì)上是一個 Web 網(wǎng)站，打開 cmd 命令行，切換到你想存放 jupyter 文件的文件夾下，運行命令

jupyter notebook

如果環(huán)境搭建正確，它會自動打開默認瀏覽器，進入 Jupyter notebook 的編輯首頁如下：

3、jupyter notebook 的使用

打開 Jupyter notebook 的服務(wù)后，可以在當(dāng)前目錄創(chuàng)建文件夾和筆記文件，筆記文件中可以寫筆記也可以編寫 python 代碼，并且可以像在解釋器中一樣立即執(zhí)行查看結(jié)果。

1. 創(chuàng)建目錄

2.創(chuàng)建 python 腳本

新建時選擇 Python3，瀏覽器會打開一個新的頁面如下

3.修改腳本名

4.輸入 python 代碼

在單元格中直接鍵入代碼

5.運行代碼

6.改變單元格模式

notebook 中既可以寫代碼，也可以寫筆記，筆記的語法格式遵循 Markdown。每個單元格的默認格式是代碼格式，可以切換為 標記，這是可以輸入 Markdown 格式的文本，然后運行即可渲染出對應(yīng)效果。

7.快捷方式

點擊工具欄的 Help 按鈕，再選中 Keyboard Shortcuts，就會彈出所有的快捷鍵說明

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