Python基础详解

现阶段，掌握一门开发语言已经成为高级运维工程师的必备技能。学习并掌握一门程序设计语言，可以使我们充分理解企业的业务处理流程，帮助软件开发人员调试，优化程序，提升应用系统的运行性能。

博文大纲：
一、Python概述
1.Python的语言特点
2.Python语言的应用场景
二、Python的版本与安装
1.Python绘图
2.Python的变量
三、Python常用的数据类型
1.数字
2.字符串
3.列表
4.元组
5.字典

一、Python概述

1.Python的语言特点

Python是一种动态解释型的编程语言。使用C语言开发，但是Python不再有C语言中的指针等复杂数据类型。Python的简洁性使得软件的代码大幅度地建撒谎哦，开发任务进一步简化。程序员关注的重点不再是语法特性，而是程序所要实现的任务。

Python语言的主要特点：
（1）简单：Python语言的关键字比较少，它没有分号，代码使用空格或制表键缩进的方式来进行分隔，简化了循环语句。Python的代码简洁、短小、易于阅读；
（2）易学：Python及其容易上手，因为Python有极其简单的说明文档；
（3）免费、开源：使用者可以自由地发布这个的软件的复制，阅读它的源代码。对它进行改动，把它的一部分用于新的自由软件中；
（4）高层语言：无需考虑诸如如何管理内存一类的底层细节；
（5）可移植性：Python已经被移植在许多平台上（经过改动使它能够工作在不同的平台上），这些平台包括Linux、Windows等；
（6）解释性：Python语言写的程序不需要编译成二进制代码，可以直接从源代码运行程序；
在计算机内部，Python解释器把袁大妈转换成成为字节码的中间形式，然后再把它编译成计算机使用的机器语言并运行。
（7）面向对象：Python既支持面向过程的编程也支持面向对象的编程；
（8）可扩展性：Python是采用C语言开发的，因此可以使用C语言廓镇Python；
（9）可嵌入性：可以吧Python嵌入C/C++程序，从而使程序面向用户提供脚本功能；
（10）丰富的库：Python标准库很庞大，可以帮助处理各种工作，包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP‘电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI（图形用户界面）、T可其他与系统有关的操作；

2.Python语言的应用场景

Python之所以成为流行的编程语言，与他广泛的应用场景是分不开的。
（1）系统编程：能方便进行系统维护和管理，是很多Linux系统管理员理想的编程工具；
（2）图形处理：有PIL、Tkinter等图形库支持，能方便进行图形处理；
（3）数学处理：NumPy扩展提供大量与标准数学库的接口；
（4）文本处理：Python提供的re模块能支持正则表达式，还提供SGML、XML分析模块；
（5）数据库编程：Python可以操作SQL server、MYSQL、Oracle等数据库；
（6）网络编程：提供丰富的模块，支持sockets编程，能方便快速地开发分布式应用程序；
（7）Web编程：可以作为Web应用程序的开发语言；
（8）多媒体应用：Python的PyOpenGL模块封装了“OpenGL应用程序编程接口”，能进行二维和三维图像处理。

二、Python的版本与安装

目前Python有版本2和版本3这两个版本，它们之间并不兼容，语法存在差别。许多Python初学者比较纠结，其实无所谓，就看个人兴趣爱好。版本之间有差异，也只是语法上有一些区别。总体思路没有任何变化。本次博文使用Python 2.7.13版本在Windows系统进行操作。

Python的安装比较简单，开发工具IDLE也会被同时安装。用户可以自行在https://www.python.org/ python官网进行下载，也可以使用本人提供的Python 2.7.13版本软件包

Python的安装方法相对简单，IDLE工具图形界面可以根据自身的需要进行需要。这里就不介绍了。

1.Python绘图

绘图除了Python语言，别的语言即使可以实现，也是相当麻烦，使用Python就可以很轻松的使用。

（1）安装绘图模块

本人提供的软件包已经包含了绘图所需的模块。双击安装即可！如图：

然后打开CMD命令提示符，执行以下命令：

C:\Users\Administrator>cd C:\six-1.7.3\six-1.7.3
//首先进入six-1.7.3软件包解压之后的目录中
C:\six-1.7.3\six-1.7.3>c:\python27/python setup.py install
//使用Python命令进行安装

上述安装完成之后，就可以使用matplotlib模块进行绘图操作了。

上述在执行python命令时，使用的是绝对路径，当然也可加入系统环境变量中。这里就不多说了！

（2）Python绘图

打开IDLE工具：


输入以下代码

import turtle as tt
from random import randint
tt.TurtleScreen._RUNNING = True
tt.speed(0)  # 绘图速度为最快
tt.bgcolor("black")  # 背景色为黑色
tt.setpos(-25, 25)  # 改变初始位置，这可以让图案居中
tt.colormode(255)  # 颜色模式为真彩色
cnt = 0
while cnt < 500:
    r = randint(0, 255)
    g = randint(0, 255)
    b = randint(0, 255)
    tt.pencolor(r, g, b)  # 画笔颜色每次随机
    tt.forward(50 + cnt)
    tt.right(91)
    cnt += 1
tt.done()

即可出现：

动态的出现这种效果图，这就是Python的强大之处！

2.Python的变量

变量是计算机内存中的一块区域，变量可以存储任何指，而且值可以改变；变量名称可以由字母、数字和下划线组成。需要注意的是，不能使用Python的关键字，英文大小写字母敏感，第一个字符必须是字母或下划线，不可以是数字。比如：

>>> lzj_1=1
>>> print(lzj_1)
1
>>> _lzj2=2
>>> print (_lzj2)
2                                                     //正确的赋值方法

>>> #a=1
>>> 3k=1
>>> print=1                                           //错误的赋值方法

Python中的变量不需要声明，变量的赋值操作即是变量声明和定义的过程，也可以同时给多个变量赋值。比如：

>>> a,b,c=1,2,3
>>> print a,b,c
1 2 3
>>> print a
1

三、Python常用的数据类型

Python内置的数据类型有数字、字符串、元祖、列表和字典。

1.数字

数字类型包括整数、浮点型、布尔型等，声明时由Python内置的基本数据类型来管理变量，在程序的后台实现数值与类型的关联，以及转换等操作。

（1）整数型和浮点型

>>> aaa=123
>>> print (id(aaa))
13568080
>>> print aaa
123
>>> aaa=1.23
>>> print (id(aaa))
13582176
>>> print aaa
1.23
//虽然变量名称一样，但是变量名对应的ID号不一致
//最后一次赋值的变量生效

（2）布尔型

布尔型用于逻辑运算，只有两个值True、False，表示真和假。

>>> f=True 
>>> print f
True
>>> if(f):
    print 1
1

代码定义了变量“f=True”，if是判断语句，为真则执行“print”语句，最后输出的是1，说明语句执行成功。

使用比较运算符返回的结果就是布尔值。比如：

>>> 2>3
False
>>> 2>1
True

（3）Python运算符

Python中使用的算术运算符和数学运算中使用的符号基本相同，由+、-、*、/和小括号组成，运算顺序也是先乘除后加减，小括号优先。比如：

>>> x,y=10,2
>>> print x+y,x*y,x/y
12 20 5
>>> print 5 + 2 * 10
25
>>> print (5 + 2) * 3
21
>>> print 5 + 8 * 3 / 4
11

还可以实现两个算术运算符，分别是：“%”（取余运算）和“**”（求幂运算），比如：

>>> 8%5
3
>>> 2**3
8

注意：Python不支持自增运算符（++）和自减运算符（- -）。

2.字符串

Python中的字符串是一组包含数字、字母和符号的集合，作为一个整体使用。

（1）字符串使用

在Python中有三种表示字符串的方式：单引号、多引号、三引号。比如：

>>> name='北京'
>>> name1="天津"
>>> name2='''北京和
天津'''
>>> print name
北京
>>> print name1
天津
>>> print name2
北京和
天津

需要注意的是：单引号和双引号的作用是一样的，可以根据习惯使用，但定义多行文字时，必须使用三引号。

（ 2）使用字符串注意事项

字符串的定义方式单引号、双引号、三引号大部分情况下作用都是一样的。但在特殊情况下使用也有所区别，比如：

（1）单引号、双引号、三引号都是成对出现的，如意单引号开头就要以单引号结尾， 不能混合使用表示字符串。比如：

>>> name="北京'
SyntaxError: EOL while scanning string literal
>>> name="北京''
SyntaxError: EOL while scanning string literal                     //这都是错误的写法

（2）如果字符串中单独出现单引号或双引号，可以使用另一种引号进行定义，比如：

>>> n="let's go!"                //内容中单引号使用双引号定义
>>> print n
let's go!
>>> n='let"s go!'               //内容中有双引号使用单引号定义
>>> print n
let"s go!
>>> n='''let's go! let"s go!'''            //内容中单引号、双引号时使用三引号定义
>>> print n
let's go! let"s go!

（3）当字符串中出现单引号、双引号等特殊字符是，还可以使用转义字符定义。Python中的转义字符还是“\”，只要在特殊字符前面加上“\”，就可以原样输出，而不用去管定义字符使用的是单引号还是双引号。比如：

>>> n='let\' go!'
>>> print n
let' go!
>>> n="let\"s go!"
>>> print n
let"s go!

常用的转义字符，如图：

（3）字符串的其他用法

Python的字符串可以进行乘法的操作，可以用一个整数型数字和字符串进行相乘，比如：

>>> print 3*'a'
aaa

Python的字符串乘法非常实用，可以在写代码时带来很大的便利。比如：

>>> a=' '                       
>>> print a

>>> print "python"
python
>>> print a*2 + "python"
  python
>>> print a*4 + "python"
    python

定义了一个空格字符串变量a，在输出是使用字符串乘法决定输出的格式，很容易地实现了文字前面的空格，在其他语言中如果想要实现这种效果，代码要复杂得多，Python的简洁性体现得十分明显。

3.列表

列表是Python中非常重要的数据类型，通常作为函数的返回类型。由一组元素组成，列表可以实现添加、删除和查找操作，元素值可以被修改。

（1）列表的定义

列表是Python内置的一种数据结构，由中括号定义，元素以逗号分开。语法格式：

列表名 = [ 元素1，元素2，…… ]

（2）列表的取值

（1）列表中的数据是有序的，按定义时的顺序拍好，可以单独取出某一位置元素的数值，语法如下：

列表名 [ 索引位置 ]

如下：

>>> num=['001','002','003']
>>> print num[0]
001
>>> print num [1]
002
>>> print num [2]
003

定义了列表num，存储了3个字符串。取值时用列表名+中括号，中括号中的数字表示索引位置，需要注意位置是由0开始依次递增。

（2）可以获取列表制定范围的一组元素，语法如下：

列表名[起始位置：终止位置]

可以输出起始位置到终止位置前的元素，不包括终止位置。比如：

>>> print num [0:1]
['001']
>>> print num [0:2]
['001', '002']
>>> print num [0:3]
['001', '002', '003']

[0:1]表示由索引0开始，索引位置1之前的元素，所以只能取到第1个元素；
[0:2]可以取到索引2之前的元素，即列表中第1、2个元素；
[0:3]可以取到索引2之前的元素，即列表中第1、2、3个元素；
并不显示终止的值，比如[0:3]，只显示0,1,2这三个数字。

（3）修改列表元素值

可以修改制定位置的列表元素值，语法如下：

列表名[索引位置]=值

比如：

>>> num=['001','002','003']
>>> num [0] = '004'
>>> print num
['004', '002', '003']

定义列表是，索引位置0的元素是001，修改它的值为004后，索引位置0元素变成了004。

（4）添加列表元素

（1）可以把一个元素添加到列表的最后，语法如下：

列表名.append[元素值]

比如：

>>> num=['001','002','003']
>>> print num
['001', '002', '003']
>>> num.append('004')                         //将004数值添加到列表的末尾
>>> print num
['001', '002', '003', '004']

（2）在列表指定位置前插入新的元素，语法如下：

列表名.insert（索引位置，元素值）

比如：

>>> num=['001','002','003']
>>> num.insert (1,'004')                  //将004数值插入到索引1的位置
>>> print num
['001', '004', '002', '003']

（5）删除列表元素

可以删除列表指定索引位置的元素，语法如下：

del 列表名[索引位置]

比如：

>>> num=['001','002','003']
>>> del num[1]                      //删除位于索引1的数据
>>> print num
['001', '003']

（6）查找列表元素

使用in关键字可以查找列表中是否存在指定的数值，语法如下：

元素值 in 列表名

返回的值是布尔类型False或True。

比如：

>>> num=['001','002','003']
>>> '001' in num
True
>>> '004' in num
False

（7）合并列表

多个列表可以使用“+”号进行合并，比如：

>>> num1=['001','002']
>>> num2=['003','004']
>>> numall=num1+num2
>>> print numall
['001', '002', '003', '004']
>>> numall=num2+num1
>>> print numall
['003', '004', '001', '002']

使用加号进行合并时，加号后面的列表元素会追加到前面列表的后面。

（8）重复列表

使用星号可以对列表进行重复操作，与单独字符串乘法操作相似，比如：

>>> num1=['001','002']
>>> num=num1*5
>>> print num
['001', '002', '001', '002', '001', '002', '001', '002', '001', '002']

（9）列表常见的问题

（1）索引越界是使用列表时经常犯的一个错误，如列表中有3个元素，因为索引位置是0开始计算的，所以最大的索引值是2，如果索引值大于2，则表示索引是越界的，程序无法执行，比如：

>>> num1=['001','002']
>>> print num1[2]

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#17>", line 1, in <module>
    print num1[2]
IndexError: list index out of range

那么但当使用小于0的负数索引时，不会出现错误，因为Python列表的负数索引表示的是由列表的末尾进行反向的取值，也就是最后一个元素的位置也可以使用索引-1取值，以此类推。比如：

>>> num1=['001','002']
>>> print num1[-1]
002

（2）当获取列表指定范围的一组元素时，不存在列表索引越界的问题。比如：

>>> num1=['001','002']
>>> num=num1[1:5]
>>> print num
['002']

可以发现正常执行，并报错，只是将满足条件的值列出来而已！

（3）获取列表指定范围时可以同时使用正数和负数索引。比如：

>>> num=['001','002','003']
>>> print num[0:-1]
['001', '002']

一样的道理，也是不显示终止位置的值。

（4）列表元素也可以是列表。比如：

>>> num=[['001','002','003'],['001','002','003'],['001','002','003']]
>>> print num[0]                    //取列表的第0个标签的值
['001', '002', '003']
>>> print num[0][0]                      //取列表中第0个标签的第0个值
001
>>> print num [2][1]
002

4.元组

元祖和列表相似，也是Python的一种数据结构，由不同的元素组成，每个元素可以存储不同类型的数据，比如：字符串、数字、甚至元祖，但是元素是不可以被修改的，即元祖创建后不能进行任何的修改。元祖通常表示一行数据，而元组中的元素表示不同的数据。

（1）元组的创建

元组由关键字小括号定义，一旦创建后就不能修改元组的内容，语法如下：

元组名=(元素1，元素2……)

比如：

>>> num=('001','002','003')                //定义元组
>>> num[0] = '004'                   //尝试修改元组的值时，会报错

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#14>", line 1, in <module>
    num[0] = '004'
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

元组与列表的区别，如图：

（2）元组的操作

元祖也可对其元素执行一系列的操作。
（1）元组具有不可变性，所以相对列表的操作要少，其中取值操作与列表的方式是完全相同的，如下：

>>> num=('001','002','003')
>>> print num[0]                   //进行查询
001

（2）元组不允许删除元组中的元素值，但是可以删除整个元组。语法：

del 元组名

比如：

>>> num=('001','002','003')
>>> del num[0]                        //试图删除元组中某一个元素时，会报错

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#18>", line 1, in <module>
    del num[0]
TypeError: 'tuple' object doesn't support item deletion
>>> print num
('001', '002', '003')
>>> del num                        //删除整个元组时，不会报错
>>> print num                      //再次进行查询时，编译器会报未定义变量的错误

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#21>", line 1, in <module>
    print num
NameError: name 'num' is not defined

（3）元组和列表可以做互相转换操作：

元组转换为列表的语法：

list（列表名）

比如：

>>> num=('001','002','003')                     //定义元组
>>> listnum=list(num)                                  //将元组转换为列表
>>> print listnum                           
['001', '002', '003']
>>> listnum[0]='004'                       //修改列表的内容
>>> print listnum
['004', '002', '003']
>>> print type(num)                             //输出元组类型
<type 'tuple'>
>>> print type(listnum)                      //输出列表类型
<type 'list'>

列表转换为元组的语法如下：

tuple （列表名）

比如：

>>> num=['001','002','003']             //定义列表
>>> tuplenum=tuple(num)                   //将列表转换为元组
>>> print type(num)                   //输出列表类型
<type 'list'>
>>> print type(tuplenum)             //输出元组类型
<type 'tuple'>

5.字典

字典是Python中重要的数据类型，字典是由”键-值“对组成的集合，字典中的值通过键来引用。

（1）字典的创建

字典的每个元素是由”键-值“对组成的，键值之间使用冒号进行分隔，键值对之间用逗号进行分隔，并且被包含在一对花括号中，键是唯一的，不能存在多个，且它的值是无序的，键可以是数字、字符串、元组，一版用字符串作为键。定义的语法如下：

字典名={键1：值，键2：值，……}

比如：

>>> mobile={'ll':123456,'zz':654321}              //定义字典
>>> print mobile                                            //输出字典内容
{'ll': 123456, 'zz': 654321}
>>> print type(mobile)                                  //输出字典的类型
<type 'dict'>

（2）字典的取值操作

字典的取值与元组和列表有所不同，元组和列表都是通过数字索引获取对应位置的值，而字典是通过键获取对应的值。取值的语法如下：

字典[键]

比如：

>>> mobile={'ll':123456,'zz':654321}
>>> print mobile['ll']
123456

需要注意的是，键是唯一的，而不同键的值却可以相同，当定义多个键相同时，字典之后保留最后一个定义的键值对。

（3）字典的添加、修改、删除操作

（1）字典添加新元素只需要对新键进行赋值即可，字典中不存在的键，便会自动添加。比如：

>>> mobile={'ll':123456,'zz':654321}
>>> mobile['jj']=987654
>>> print mobile
{'ll': 123456, 'jj': 987654, 'zz': 654321}

（2）修改字典中的元素，直接使用存在的键赋值。比如：

>>> mobile={'ll': 123456, 'jj': 987654, 'zz': 654321}
>>> mobile['ll']=321456
>>> print mobile
{'ll': 321456, 'zz': 654321, 'jj': 987654}

（3）删除字典中的元素，使用del函数。比如：

>>> mobile={'ll': 123456, 'jj': 987654, 'zz': 654321}
>>> del mobile['ll']
>>> print mobile
{'zz': 654321, 'jj': 987654}

（4）字典中常见的问题

字典不可使用“+”运算符执行连续操作。比如：

>>> mobile1={'qq':123,'ww':456}
>>> mobile2={'aa':321,'ss':654}
>>> print mobile1+mobile2

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#30>", line 1, in <module>
    print mobile1+mobile2
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict'

（5）字典的应用示例

脚本内容：

kgc={}                                 //接收用户键盘输入的用户名和密码
name='--please input user:'
user=raw_input(name)                //raw_input表示：读取标准输入的字符串
pwd=raw_input("password:")
kgc[user] =pwd
print kgc                        //根据用户名查询密码
name = '--user searched:'                        
key=raw_input(name)
print kgc[key]

执行后的效果：

--please input user:lv
password:123
{'lv': '123'}
--user searched:lv
123

———————— 本文至此结束，感谢阅读 ————————