1.1 Python是什麼
相信混跡IT界的很多朋友都知道，Python是近年來最火的一個熱點，沒有之一。從性質上來講它和我們熟知的C、java、php等沒有什麼本質的區別，也是一種開發語言，而且已經進階到主流的二十多種開發語言的top 5（數據源自最新的TIOBE排行榜）。
來頭不小啊！二十多種主流的開發語言，我該從哪一個開始呢？人生苦短，let‘s python！
1.2 Python的由來和發展趨勢
Python的前世源自鼻祖“龜叔”。1989年，吉多·範羅蘇姆（Guido van Rossum）在阿姆斯特丹爲了打發無聊的聖誕節，決心開發一個新的腳本解釋程序，自此Python和創始人“龜叔”開始進入公衆視野。他希望這個新的叫做Python的語言，能符合他的理想：創造一種C和shell之間，功能全面，易學易用，可拓展的語言。
1991年，第一個Python編譯器誕生。它基於C語言實現，並能夠調用C語言的庫文件。後面歷經版本的不斷換代革新，Python走到了非常具有里程碑意義的一個節點，即2004的2.4版本誕生了目前最流行的WEB框架Django！六年後Python發展到2.7版本，這是目前爲止2.x版本中最新且較爲廣泛使用版本。
2.7版本的誕生不同於以往2.x版本的垂直換代邏輯，它是2.x版本和3.x版本之間過渡的一個橋樑，以便最大程度上繼承3.x版本的新特性，同時儘量保持對2.x的兼容性。
因此3.x版本在2.7版本之前就已經問世，從2008年的3.0版本開始，python3.x系呈迅猛發展之勢，版本更新活躍，一直發展到現在最新的3.5.2版本。3.5版本也是目前3.x系列中主流且廣泛使用的版本，後續相關程序的demo，默認均基於3.5版本展開。
1.3 Python 2 VS Python 3
許多初學者會糾結於從2.x版本還是3.x版本開始python學習之路。這裏簡要對比下個人學習瞭解到的兩者的差異：
3.x版本中 PRINT IS A FUNCTION，使用起來更簡單方便；
3.x版本中默認使用unicode編碼，媽媽再也不用擔心你的程序編碼問題了；
3.x版本中某些庫進行了改名，具體還有待在後續學習中深入展開；
目前3.x版本還不能完全支持Twisted module，這恐怕是3.x版本中最大的遺憾。也不要過於糾結這點，據說官方正在彌補這個不足，同時也相信能有辦法解決的：）
In summary : Python 2.x is legacy, Python 3.x is the present and future of the language. 長江後浪推前浪，python的未來是屬於3.x系列的，官方宣佈2020年之後不再支持2.x系列中最nb的2.7版本，2.x版本將逐漸壽終正寢，最終被銘刻在開發語言的豐碑上。
所以學習3.x版本沒錯的！
1.4 Python的優缺點
二十多種主流開發語言，python何以能在20多年間以如此迅猛之勢橫掃七大洲八大洋呢？這都是它自身優良的特性決定的.
Python優點：
1.“優雅”、“明確”、“簡單”
這是python的定位，使得python程序看上去簡單易懂，初學者容易入門，學習成本更低。但隨着學習的不但深入，python一樣可以滿足勝任複雜場景的開發需求。引用一個說法，Python的哲學是就是簡單優雅，儘量寫容易看明白的代碼，儘量寫少的代碼。
2. 開發效率高
python作爲一種高級語言，具有豐富的第三方庫，官方庫中也有相應的功能模塊支持，覆蓋了網絡、文件、GUI、數據庫、文本等大量內容。因此開發者無需事必躬親，遇到主流的功能需求時可以直接調用，在基礎庫的基礎上施展拳腳，可以節省你很多功力和時間成本，大大降低開發週期。
3. 無需關注底層細節
Python作爲一種高級開發語言，在編程時無需關注底層細節（如內存管理等）。
4. 功能強大
Python是一種前端後端通吃的綜合性語言，功能強大，php能勝任的角色它都能做，至於後端如何勝任，需要在後續學習中逐步領悟。
5. 可移植性
Python可以在多種主流的平臺上運行，開發程序時只要繞開對系統平臺的依賴性，則可以在無需修改的前提下運行在多種系統平臺上，具體有待後續學習中深入展開。其他優點有待繼續發掘。
一個硬幣總有兩面，那麼Python有缺點嗎？答案是肯定的，總結如下：
Python缺點：
1. 代碼運行速度慢
因爲Python是一種高級開發語言，不像c語言一樣可以深入底層硬件最大程度上挖掘榨取硬件的性能，因此它的運行速度要遠遠慢於c語言。另外一個原因是，Python是解釋型語言，你的代碼在執行時會一行一行地翻譯成CPU能理解的機器碼，這個翻譯過程非常耗時，所以很慢。而C程序是運行前直接編譯成CPU能執行的機器碼，所以非常快。
但需要注意的是，這種慢對於不需要追求硬件高性能的應用場合來講根本不是問題，因爲它們比較的數量級根本不是用戶能直觀感受到的！想想程序執行所需的時間數量級？例如開發一個下載MP3的網絡應用程序，C程序的運行時間需要0.001秒，而Python程序的運行時間需要0.1秒，慢了100倍，但由於網絡更慢，需要等待1秒，用戶體驗幾乎沒有差別，除非你用非常精確的計時器來計時。
2. 發佈程序時必須公開源代碼
什麼？有沒有搞錯？是的，發佈程序時我們必須公開源代碼！還是因爲Python是一種解釋性語言，沒有編譯打包的過程（據說最新的python可以打包，但本質上還是把源代碼和解釋器打在一起，沒有太大實際意義）。想想我們的shell腳本是不是也是這個情況，你能在不發佈源代碼的情況下發佈一個黑盒子程序來讓別人正常使用麼？
這個缺點僅限於你想單純靠賣開發出來的軟件產品掙錢的時候。但在這個開發互聯的時代，不靠賣產品本身來賺錢的商業模式越來越主流了，所以問題也不是沒法解決。
總結起來，Python的優點多於缺點，而且缺點在多數它能勝任的情況下不是根本性問題，瑕不掩瑜，盡情享受它給我們帶來的樂趣和便利吧！
1.5 Python的適用領域
Python典型的適用領域如下：
1. 雲計算開發
雲計算領域最火的語言，典型代表openstack。
2. web開發
衆多優秀的web框架，衆多優秀的大型web站點（Youtube,instagrm,豆瓣等）均基於python開發。
3. 系統運維
各種自動化工具的開發，CMDB、監控告警系統、堡壘機、配置管理&批量分發工具等均可以搞定。這是自己需要重點學習的領域。
4. 科學計算、人工智能
據網上了解用於圍棋大戰的谷歌阿發狗就使用了python開發（但估計只是部分而已）。
5. 圖形GUI處理
暫時沒多少體會，後續領悟吧。
6. 網絡爬蟲
不知道給網絡爬蟲單獨歸類是否合適，姑且這樣吧。這年頭網絡爬蟲無處不在，很多都是基於python開發，包括谷歌的爬蟲。估計這是爬蟲工程師的必備工具吧。
1.6 哪些地方在用Python
來幾個鮮活的知名公司應用案例，以示敬意：
谷歌：Google app engine、google earth、爬蟲、廣告等
Youtube: 世界最大的在線視頻網站基於python開發，好強大
Instagram：美國最大的圖片分享網站，全部基於python開發
facebook：大量的基礎庫基於python開發
Redhat：yum包管理工具基於python開發
國內知名互聯網公司的應用：豆瓣、知乎的網站，還有很多主流的互聯網公司（阿里、騰訊、百度、金山、搜狐、盛大、網易、新浪、網易、果殼、土豆等）通過python來完成各種任務。
2.Python基礎
2.1 編程開發規範
作爲一門開發語言，python自然也有自己的編程規範，以下是特有且必須遵循的規範：
1. 代碼開頭
python中代碼必須頂格編寫,除非被作爲語句嵌套在條件判斷或條件循環中。
2. 代碼層級
代碼與代碼之間的邏輯層級關係（涉及邏輯判斷、包含關係等情況）通過空格來界定，第一層頂格編寫，第二層（被包含或者邏輯判斷後的執行動作）開頭預留4個空格（如果不考慮跨平臺可以使用tab）
3. 對齊方式
同一個層級的代碼必須嚴格對齊，如第一層都是頂格，第二層都是4個空格開頭，第三層則是8個空格，以此類推。
4. 註釋
單行註釋用#開頭，單獨一行作爲註釋或者在代碼後面通過#跟上註釋均可，多行註釋在首尾處用成對的三引號引用即可，可以是成對的三個單引號或者三個雙引號。
5. 代碼塊
目前來看if邏輯判斷和for循環條件後面均以冒號結尾，然後通過4個空格開始下一層級的實際執行動作語句編寫。這部分在冒號後面接上的語句稱爲代碼塊。
6. 程序命名
編寫的python程序必須以.py結尾。
7. 項目規範
啓動一個項目開發時先在開發工具中創建project，然後根據需要創建目錄，最後在目錄下創建當前活動的py程序。
2.2 變量
python中的變量也用於存儲臨時值以便後續靈活調用，在定義時只能使用字母、數字、下劃線的任意組合，且不能以數字開頭，不能以python內置的關鍵字來命名變量（如and，import，global，finally等，有待後續學習加深印象）。對變量進行字符串類型的賦值時，字符串需要用成對的引號引起來，可以是單引號、雙引號或者三引號。
建議通過以下兩種形式來定義較爲複雜的變量，便於閱讀：
1. 駝峯體
即每個單詞的首字母大寫，其他小寫，如MappingTable
2. 下劃線
不同單詞之間通過下劃線分開，如mappting_table
2.3 字符編碼
字符編碼經歷了ASCII碼->unicode->UTF-8的演變過程，python 2.x默認使用ASCII編碼，而3.x默認使用UTF-8編碼。由於字符編碼事關重大，一言不合就會導致亂碼，因此強烈建議統一使用萬用的utf-8編碼。怎麼使用呢？
1. 程序開頭明確顯式定義
1 2 | #!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*- |
windows下編程可忽略第一行，但爲了保留移植性建議始終聲明變量。
2. 在程序解釋器中選擇utf-8字符編碼
以上兩個條件缺一不可，雖然python 3.x版本默認使用utf-8編碼，但還是建議在程序中聲明編碼格式。
以上是結果，下面談談爲什麼強烈建議使用urf-8編碼，以及爲什麼utf-8編碼就可以通吃。
衆所周知計算機是美國人發明的，因此最早就只有包括所有字母的大小寫、數字、必要的特殊符號等合計才127個字符被編碼到計算機裏，這個編碼就是ASCII編碼。由於需要進行編碼的字符纔有127個，因此用7個二進制位就足以搞定了，但8個二進制位才能構成一個完整的字節，因此索性用8個二進制位來進行編碼，剩餘的一位只好浪費掉。所以ASCCI碼只佔用一個字符。
隨着計算機技術的推廣和普及，其他不以英語爲官方語言的國家也開始使用計算機了。那麼現在問題來了，一個字節的8個bit位只能表示非常有限的字符（設計時只包括所有字母的大小寫、數字、必要的特殊符號，其中整數還不能超過255），既有的ASCII編碼表裏沒有包含其他國家的語言字符，但顯然也沒法強迫全球都使用英語，於是各個國家開始進行本土化改良，設計能滿足自己國家需要的編碼，如國內的GB2312。這裏的改良涉及兩個要點，一是原有的一個字節的編碼空間要擴充爲兩個字節甚至更多，二是新的編碼還不能與既有的ASCII編碼衝突，否則老美要跟你捉急了！你可以想象，中國搞定了一套，日本也搞定了一套，接着是韓國、越南等巴拉巴拉，大家都有自己的編碼標準，各自爲政，遇到多語言混合使用的場景這編碼表還不炸開鍋，連同計算機一起傻掉！這時Unicode應運而生。Unicode把所有語言都統一到一套編碼裏，用兩個甚至更多的字節來進行編碼（通常用兩個字節，搞不定時再喊人加砝碼呀），這樣就不會再有亂碼問題了。
Unicode搞定了多國語言亂碼和編碼統一的問題，但你會發現如果需要處理的內容全部是英文的話，用Unicode編碼比ASCII編碼需要多一倍的存儲空間，在存儲和傳輸上就不太經濟划算。OK，Unicode的演進改良版utf-8就是來解決這個問題的。utf-8的優勢在於它使用“可變長編碼”，在繼續沿用ASCII編碼基礎上來對1個字節不能搞定的那些語言字符進行編碼設計，這樣英文還是用1個字節，遇到中文就用3個或者更多的字節來處理。這樣既可以保障空間和性能的最大化，還能兼顧老美的老巢和其他非英文的編碼兼容問題，一舉三得！所以你會發現ASCII其實是utf-8的子集，utf-8向下兼容。
2.4 Python解釋器
python是一門解釋性語言，自然不能缺瞭解釋器（類似於JVM）。官方支持Cpython、Jpython、Ironpython和pypy等，默認使用基於C語言實現的Cpython。它也是最爲廣泛使用的解釋器。程序運行時會把.py文件轉換成.pyc字節碼文件，然後運行在python虛擬機上。
2.5 構建Python的開發環境
構建好包括解釋器（虛擬機）和開發工具IDE在內的Python的開發環境才便於展開程序開發之旅。
其中解釋器（虛擬機）從python官方下載安裝即可，需要注意的是建議安裝3.5版本，windows下安裝後需要把python的bin目錄和scripts目錄追加到系統環境變量path和用戶變量path中。我的win 7用戶不是以administor，補充追加了用戶變量後才能在cmd下傻瓜式地輸入python。linux下系統默認是2.x的版本，安裝3.5版本時需要先將舊版本重命名爲其他目錄（如python2.6）後再安裝，安裝完畢無需額外設置環境變量。
好的程序猿都得有自己好使的IDE，python程序建議使用pycharm工具來進行開發。從官網下載安裝社區版即可，需要注意的是選擇後本地的解釋器和項目的默認字符編碼。其他一些好玩的特性、快捷鍵等只有後續逐步體會了。
最近開始整理python的資料，會陸續放到博客中存檔。找了幾個qq羣，其中有一個QQ羣302521268。後面就沒怎麼加羣了，還是需要看官方文檔爲主
2.6 模塊初識
python內置了很多模塊，同時也可以自定義編寫一些好玩的模塊，使用模塊時需要通過關鍵字import導入。導入後python會從系統變量的路徑中從前往後一次查找，首次成功查找匹配後不再進行後續查找。因此如果需要使用自定義模塊，需要特別關注自定義模塊的存放位置，底線是隻存放在系統變量的一個路徑下，否則可能得到意外的結果。
系統變量的路徑可通過以下方式查看：
以上是windows下3.5版本的輸出結果，linux平臺或者其他版本的輸出有所差別，以實際爲準。
2.7 用戶輸入和格式化輸出
用戶輸入通過input來實現，示例如下：
YourName=input("Please input you name here: ")
簡單的輸出通過print來實現，示例如下：
print("Hi,", YourName) #調用輸出上面用戶輸入的變量YourName
注意：
1. 3.x版本中input默認接收用戶輸入的類型爲字符串，如果需要使用其他的數據類型則需要進行轉換，如 UserAge=int(input("Please input your name:"))
2. print輸出中可以接上轉義符號\來實現更多的輸出顯示效果，如 \n表示換行，\t爲製表符。
print的使用進階——字符串的格式化輸出：
python中，對字符串進行格式化輸出與c語言是相同的，即藉助%來實現。%s表示與字符串替換，%d表示用整數替換，%f表示用浮點數替換，如果輸出的字符串中本身就需要%（比如輸出比率），則需要用連續的兩個%%來輸出%。
示例程序如下：
1 2 3 4 5 | #!/usr/bin/env python#-*- coding:utf-8 -*-print ("Your name is %s" %"Bob")print ("Your age is %d" %21)print ("Your name is %s,age is %d" %("Bob",21)) |
從以上示例程序可看出，利用print進行格式化輸出的基本格式是在需要替換輸出的位置用%s,%d等佔位符，然後在後面通過%來接上實際替換後需要輸出的內容，如果需要替換輸出的元素不止一個，則需要在%後面通過一對圓括號把實際替換後需要輸出的內容包含進來，同時在每個元素之間用逗號隔開。
2.8 Python的運行邏輯
Python的運行工作邏輯如下：
內存加載代碼->語法分析->解釋器加載->生成字節碼->執行字節碼->生成機器碼->CPU執行
3.開始你的Python開發之旅
3.1 第一個Python程序--HelloWorld
python的第一個程序也從hello world開始把：
1 2 3 | #!/usr/bin/env python#! -*- coding:utf-8 -*-print("Hello world!") |
執行結果：
"C:\Program Files\Python35\python.exe" D:/python/Day1/test/HelloWorld.py
Hello world!
Process finished with exit code 0
3.2 If-else判斷
3.2.1 If-else語法規範
以下是if-else判斷的語法結構規範
1 2 3 4 5 6 7 8 | if condition1: command_layer1_1 if condition2: command_layer2_2 else: command_layer2_2else: command_layer1_2 |
3.2.2 示例程序
以下爲一個演示兩層if-else循環的程序：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | #!/usr/bin/env python #頂格編寫#! -*- coding:utf-8 -*-user_input = input("Please input you username:")if user_input == "Bob": #注意這裏的冒號結尾 passwd_input = input("Please input your password:") #注意從這裏開始，第一個if條件爲真時需要執行的動作語句均需要左縮進4個空格 if passwd_input == "password": #第一個if下的第二個if，仍然要左縮進4個空格，同時冒號結尾 print("Welcome login,%s!" %user_input) #第二層if條件爲真時執行的動作語句，需要在第一層語句基礎上再縮進4個空格，因此需要縮進8個空格 else: #第二層if-else中的else，因此需要與第二層if對齊，縮進4個空格 print("Invalid username or password, please check your input") #第二層if-else條件爲假時執行的動作語句，同樣需要與第二層if一樣縮進8個空格else: #第一層if-else中的else關鍵字，頂格冒號結尾 print("Invalid username or password, please check your input") #第一層if-else判斷條件爲假時執行的動作，與第一層if一樣需要縮進4個空格 |
說明：該示例程序僅爲演示多層if-else的語法結構，程序本身的設計存在漏洞；空格縮進在pycharm IDE環境中會被自動處理，但在普通文件編輯器中需要手動設置。
以下爲改良版示例程序，通過引入對if的多條件判斷來避免上述程序的漏洞：
1 #!/usr/bin/env python2 #! -*- coding:utf-8 -*-3 username=input("Please input you username:\n")4 passwd=input("Please input you password:\n")5 if username == "Bob" and passwd == "password":6 print("Welcome login, %s!" %username)7 else:8 print("Invalid username or password, please check your input!")
此時只有用戶名和密碼同時輸入正確了纔會給出相應提示，否則均提示口令無效，避免暴力破解。
3.2.3 if-elif-else擴展
上述判斷均爲單一式的if-else判斷，以下爲if-elif-else的判斷擴展：
語法結構：
1 2 3 4 5 6 7 8 | if condition1: command1elif condition2: command2elif condition3: command3else condition4: command4 |
不過這種結構僅僅適用於單一條件存在多種case情況下，語法結構看起來還是比較簡單，當然頂格、左縮進4個空格和冒號這些規範一樣要遵循。
還是來一個示例程序加深理解：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | #!/usr/bin/env python#! -*- coding:utf-8 -*-age=int(input("Please input your age\n"))if age >= 18: print("Oh, you're an adult\n")elif age >=6: print("Ha, you're a teenager\n")else: print("Come on, little kid!\n") |
3.3 For循環
3.3.1 for循環語法規範
For循環的基本語法規範是：
1 2 | for variable in XXX: loop command |
其中variable表示命名的變量，一般程序中使用i，j等等，XXX表示變化的範圍，可以是list列表，一般會考慮使用range函數，來表示一個整數序列，如range（5）就表示小於5的整數序列，即0-4。 語法規範中同樣需要for語句後面的結尾冒號，以及循環體中的4個空格的左縮進。
3.3.2 示例程序
猜數字遊戲，通過系統生成一個隨機數作爲預設年齡，對用戶提供3次猜的機會，前兩次如果沒有猜中給出數字範圍大小的提示，如果第3次還沒有猜中則給予鼓勵提示，同時打印出這個預設的數字，當然三次當中有任何一次猜中會給用戶猜中提示的：
1 #!/usr/bin/env python 2 #! -*- coding:utf-8 -*- 3 import random #導入隨機數模塊 4 Age=random.randrange(10)#隨機生成一個小於10的整數（0-9，不包括負數），並賦值給Age 6 for i in range(3): 7 if i < 2: 8 guess_number=int(input("Please input the age of my dog you guess:\n")) 9 if guess_number > Age:10 print("The age you guess is a little big, think smaller!\n")11 elif guess_number < Age:12 print("The age you guess is a little small, think bigger!\n")13 else:14 print("Bingo, you got the number,congratulations!\n")15 break16 else:17 guess_number=int(input("Please input the age of my dog you guess:\n"))18 if guess_number == Age:19 print("Bingo, you got the number,congratulations!\n")20 else:21 print("Oh,you just got bad luck, come to try again, you can do it! The actual age of my dog is %d...\n"% Age)
注意：
1.爲便於程序調試可先對Age賦值固定的數字
2.前兩次如果猜中了就需要退出循環，這裏使用了break關鍵字，意思是跳出整個循環，與之相對應的還有continue關鍵字，用於跳出當次循環，二者的使用區別還有待進一步深入學習
OK，現在來改進下程序， 當用戶連續三次猜錯後繼續給機會，讓用戶選擇是繼續猜還是直接退出，如果繼續則再一次獲得三次猜的機會，如此循環下去。還是用for循環吧：
1 #!/usr/bin/env python 2 #! -*- coding:utf-8 -*- 3 Age=22 4 counter=0 5 for i in range(10): 6 if counter < 3: 7 guess_number=int(input("Plese input your guess number:\n")) 8 if guess_number == Age: 9 print("You got the number, congratulations!")10 break11 elif guess_number > Age:12 print("The number you guessed is too big, guess a smaller one\n")13 else:14 print("The number you guessed is too small, guess a bigger one\n")15 counter += 116 elif counter == 3:17 continue_flag=input("Do you want to continue? Please type Y to continue or N to quit:\n ")18 if continue_flag == "Y":19 counter = 020 else:21 print("Bye")22 break23 else:24 print("You've tried too many times.")
這裏爲了保證每一個輪迴中的第四次（上述程序中的第四次和第八次）能讓程序繼續循環，引入了另外一個變量來進行計數並重置。把for循環換作while循環看起來差不多：
1 #!/usr/bin/env python 2 #! -*- coding:utf-8 -*- 3 Age=22 4 i=0 5 counter=0 6 while counter < 10: 7 if i < 3: 8 guess_number=int(input("Plese input your guess number:\n")) 9 if guess_number == Age:10 print("You got the number, congratulations!")11 break12 elif guess_number > Age:13 print("The number you guessed is too big, guess a smaller one\n")14 else:15 print("The number you guessed is too small, guess a bigger one\n")16 i += 117 else:18 continue_flag=input("Do you want to continue? Please type Y to continue or N to quit:\n ")19 if continue_flag == "Y":20 i = 021 else:22 print("Bye")23 break24 counter +=1
小結
1. Python是一門主流且發展迅猛的開發語言，目前存在2.x和3.x兩個版本分支，前端後端都能勝任，功能強大，在互利網公司應用廣泛，值得託付；
2. Python程序的開發需要安裝解釋器和IDE，建議使用pycharm，2.x和3.x下的默認字符編碼不同，永遠推薦使用utf-8編碼，包括程序編碼和解釋的編碼兩個層面；
3. 系統自帶模塊和自定義編寫的模塊均可以通過import導入使用；
4. 在進行python程序開發時，注意代碼需要分層體現，第一層代碼頂格編寫，第二層（用在第一次出現的流程控制語句中的代碼塊）左縮進4個空格；
5. input用於接收用戶輸入，默認輸入的數據類型是字符串，可通過int關鍵字轉換爲整數。print可進行簡單輸出，如要格式化輸出則需要藉助%s %d %f等來實現，具體視數據類型而定；
6. 流程控制語句if-else判斷和for、while循環都需要注意代碼書寫格式，流程控制語句關鍵字一定是以冒號結尾，具體的流程控制代碼塊則需要左縮進處理，第一層左縮進4個空格，第二層8個空格，以此類推；
7.continue和break可分別用於退出當前（當次）流程控制和整個循環，課堂上演示了在for循環中的使用，在if-else判斷中不能使用。