基石爲勤能補拙的迷宮之旅——第二天（編程語言介紹、Python解釋器介紹與安裝、執行Python程序的方式和變量）

一、 編程語言介紹

1.1 機器語言

• 直接用計算機能理解的二進制指令編寫程序，直接控制硬件

1.2 彙編語言

• 用英文標籤取代二進制指令取編寫程序，本質也是在直接控制硬件

1.3 高級語言

• 用人能理解的表達方式去編寫程序，無需考慮硬件的操作細節
  • 編譯型：類似於谷歌翻譯，運行編譯型語言是相對於解釋型語言存在的，編譯型語言的首先將源代碼編譯生成機器語言，再由機器運行機器碼（二進制）。程序在執行之前需要一個專門的編譯過程，把程序編譯成爲機器語言的文件，運行時不需要重新翻譯，直接使用編譯的結果就行了。程序執行效率高，依賴編譯器，跨平臺性差些。如C、C++、Delphi等都是編譯型語言。
  • 解釋型：類似於同聲傳譯，相對於編譯型語言存在的，源代碼不是直接翻譯成機器語言，而是先翻譯成中間代碼，再由解釋器對中間代碼進行解釋運行。程序不需要編譯，程序在運行時才翻譯成機器語言，每執行一次都要翻譯一次，因此效率比較低，依賴解釋器，跨平臺性好。比Python/JavaScript / Perl /Shell等都是解釋型語言。

1.4 不同語言的比較

• 執行效率：機器語言 > 彙編語言 > 高級語言（編譯型 > 解釋型）
• 開發效率：機器語言 < 彙編語言 < 高級語言（編譯型 < 解釋型）
• 跨平臺性：機器語言 < 彙編語言 < 高級語言（編譯型 < 解釋型）

二、 Python解釋器介紹

當我們編寫Python代碼時，我們得到的是一個包含Python代碼的以.py爲擴展名的文本文件。要運行代碼，就需要Python解釋器去執行.py文件

Python解釋器的種類

• CPython：由C語言開發，是使用最廣的Python解釋器。
• IPython：基於CPython之上的一個交互式解釋器，在交互方式上有所增強，但是執行Python代碼的功能和CPython是完全一樣的。
• PyPy：PyPy是另一個Python解釋器，它的目標是執行速度。PyPy採用JIT技術，對Python代碼進行動態編譯（注意不是解釋），所以可以顯著提高Python代碼的執行速度。
• Jython：Jython是運行在Java平臺上的Python解釋器，可以直接把Python代碼編譯成Java字節碼執行。
• IronPython：IronPython和Jython類似，只不過IronPython是運行在微軟.Net平臺上的Python解釋器，可以直接把Python代碼編譯成.Net的字節碼。

三、 安裝Python解釋器¹

• 我們在Python官網下載的官方解釋器就是CPython。早在2008年Python3就推出，但由於其不向下兼容Python2，很多公司拒絕升級，時至今日，仍然有很多運行的項目由Python2寫成，所以多版本共存是我們當前必需的。下面我將介紹一下如何實現Python多版本共存。
• 博主是Windows操作系統，就以Windows版本Python2的安裝進行演示。
• 首先我們先進入Python官網，點擊Download根據你自己的電腦操作系統選擇相對應的Python版本下載。
  
  
  
  點擊下載即可，下載完成後我們開始安裝。
  
  Install for all users,所有用戶皆可使用，點擊Next。
  
  默認安裝路徑是C盤，但是C盤一般是系統盤，所以我們安裝到D盤。
  
  這裏 Add python.exe to Path 默認是關閉的，意爲將python.exe加入環境變量，這裏博主保持默認，以便在後面講解添加環境變量的方法，點擊Next。
  
  這樣就Python2的解釋器就安裝完成，那我們該如何檢測有沒有安裝成功呢？Win鍵+R鍵，輸入cmd，進入控制檯，輸入指令D: 回車（進入D盤），cd D:\python27 回車（進入你解釋器的文件夾），python 回車。如果你出現下圖一樣的提示，恭喜你安裝成功。
  
  這樣每一次進入python2的交互環境是不是很麻煩？這就要引申出環境變量這個問題，將安裝路徑加入環境變量，我們直接輸入你需要運行的程序（python2）就可進入交互界面。
  右鍵 此電腦 ，找到 高級系統設置
  
  單擊進入後找到環境變量 ，在系統變量中找到Path
  
  
  雙擊進入編輯，將python2的安裝路徑加入，同時將pip的路徑加入（可安裝第三方庫），完成後一路確定即可。
  
  這時我們直接輸入python就可進入交互。
  
  至此，python2解釋器的安裝完美完成。那麼怎麼實現Python多版本的共存呢？首先我們要先安裝Python3解釋器，方法流程同Python2解釋器的安裝幾乎沒有差別，當然你可以在安裝時直接將其加入環境變量。安裝完成後，我們需要玩點小把戲，我們將Python27下的程序複製一個，重新命名爲python2，同理python37下的複製後命名爲python3。
  
  之後進入控制檯分別輸入python2和python3，如果看到下圖，恭喜你多版本共存達成。
  

四、 執行Python程序的兩種方式

• 交互式：即時得到命令的執行結果，通常用來調試代碼
• 命令行：python3 文件路徑
  注意：後綴名並不影響程序的執行，但是約定俗成是.py結尾

運行python程序經歷3個階段

• 先啓動python解釋器
• python解釋器將test.txt文件的內容當成文本內容讀入內存（此時的python解釋器就像是一個文本編輯器）
• python解釋器解釋執行剛剛讀入的內存代碼

五、 變量

1. 什麼是變量
   量指的是記錄事物的狀態。
   變指的是事物的狀態是可以改變的。
2. 爲何要用變量
   爲了讓計算機具備人記憶事物狀態的技能
3. 如何用變量
   3.1 先定義
   

• 定義三大組成部分

  		變量名（標識符）：變量名應該能反映出事物的屬性
  		賦值符=：把變量值綁定給變量名
  		變量值：就是事物的狀態
  

  3.2 後引用

• 通過變量名引用值

• 變量名是訪問到值的唯一方式

  3.3 變量名的命名
  大前提：變量名應該見名知意
  語法規定：

  		1. 變量名由字母、數字、下劃線組成
  		2. 不能以數字開頭
  		3. 不能使用python的關鍵字['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
  

  命名風格：

  		純小寫加下劃線(在python中，變量名的命名推薦使用該方式)
  			age_of_oldboy=73
  		
  		駝峯體（類命名推薦此方法）
  			AgeOfOldboy=73
  

3.4 常量

• AGE_OF_OLDBOY=83 全部大寫

3.5 變量值具備兩種特徵

• id：是變量值在內存中的唯一標識（根據內存地址計算而來，內存地址不同則id不同，內存地址相同則id相同）
• type：不同類型的值用來記錄不同的狀態

3.6 內存管理

• 垃圾回收機制：引用計數
  引用計數增加
  age=18 ———— 18的引用計數爲1
  x=age ———— 18的引用計數爲2
  引用計數減少
  del age ———— 18的引用計數減爲1
  x = 10 ———— 18的引用計數減爲0，此時18被回收。
  若沒有del age這一步，x = 10 ————18的引用計數減爲1，此時age = 18。

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1. 參考廖雪峯老師的文章。 ↩︎