Python基础

Python在此扬帆起航！

1. Python起源

以下均由ChatGPT提供

Python是由荷兰程序员Guido van Rossum于1989年开始开发的一种高级编程语言。

  1. 起源（Late 1980s）：Guido van Rossum在1989年开始着手开发Python，最初的目标是创建一种简单易读的语言，同时允许程序员编写更具表达力的代码。Python的名称灵感来自于英国的喜剧团队Monty Python。
  2. 第一个公开版本（February 20, 1991）：Guido van Rossum发布了Python的第一个公开版本，即Python 0.9.0。这个版本具有一些基本的语言特性，包括模块、异常处理、函数和一些标准库模块。
  3. Python 1.0（January 26, 1994）：Python 1.0发布，它引入了一些重要的特性，如 lambda、map、reduce、filter等。
  4. Python 2.0（October 16, 2000）：Python 2.0引入了列表推导式、垃圾回收等重要特性。这个版本在很长一段时间内是主要版本。
  5. Python 3.0（December 3, 2008）：Python 3.0，也称为Python 3000或简称Python 3，引入了一些不兼容的语言变更，以解决Python 2.x版本中的一些设计缺陷和语言不一致性。这个版本的发布被视为Python语言的一次重大升级。
  6. 持续发展：自从Python 3发布以来，Python持续发展，每个版本都引入了新特性、改进和性能优化。Python社区非常活跃，有数以千计的第三方库和框架可供使用。

Python以其简洁、易读的语法、强大的标准库以及跨平台特性而闻名。它被广泛用于Web开发、科学计算、数据分析、人工智能、自动化脚本编写等各种领域。 Python的成功和流行得益于其开源性质和活跃的社区支持。 Python现在被视为一种多用途的编程语言，适用于各种不同的编程任务。

2. Python的优缺点

以下均由ChatGPT提供

Python是一种广泛使用的编程语言，具有许多优点和一些限制。以下是Python的主要优点和缺点：

Python的优点

  1. 简单和易读的语法：Python的语法非常直观和易于理解，使新手能够更轻松地入门编程。
  2. 丰富的标准库：Python附带了大量的标准库，用于处理各种任务，从文件操作到网络编程，再到数据分析和科学计算。
  3. 跨平台性：Python是一种跨平台语言，可以在多种操作系统上运行，包括Windows、Linux和macOS。
  4. 强大的社区支持：Python拥有庞大且活跃的社区，提供了大量的文档、教程和第三方库，有助于解决各种问题。
  5. 广泛的应用领域：Python适用于多个领域，包括Web开发、数据分析、机器学习、人工智能、自动化、游戏开发等。
  6. 开源和免费：Python是开源的，可以免费使用和分发，这降低了成本。
  7. 易于扩展：Python可以与其他编程语言（如C、C++、Java）集成，允许使用性能敏感的代码。
  8. 动态类型系统：Python的动态类型系统允许更快的开发迭代和灵活性。
  9. 大数据和数据科学：Python在大数据处理和数据科学领域非常受欢迎，有许多库和框架，如NumPy、Pandas、Matplotlib、SciPy和TensorFlow。

Python的缺点

  1. 性能：Python通常比编译语言（如C++）慢，尤其在计算密集型任务中，性能可能成为问题。
  2. 全局解释器锁（GIL）：在CPython（Python的标准实现）中，有一个全局解释器锁，它防止多线程Python程序在多核处理器上充分利用多核。这对于多线程应用可能是限制因素。
  3. 内存消耗：Python应用程序通常使用较多的内存，这可能在资源受限的环境中成为问题。
  4. 移动开发：相对于一些专门的移动开发语言，Python的移动开发支持相对有限。
  5. 不适合实时性要求高的应用：由于GIL和性能限制，Python不太适合实时性要求高的应用，如高频交易。
  6. Python 2.x兼容性：由于Python 2.x 和 Python 3.x 之间的不兼容性，许多项目需要迁移到Python 3，这可能导致一些麻烦。

总的来说，Python是一种多功能、易学、高度可扩展的编程语言，特别适用于快速开发原型、数据分析、科学计算和Web开发。然而，它可能不适合所有类型的应用程序，特别是在性能和实时性要求高的领域。选择使用Python还是其他编程语言通常取决于具体的项目需求。

3. Python的安装

安装Python解释器

  • Windows

    1. 安装Python解释器，直接进入官网https://www.python.org/，在Downloads下可根据自身系统安装所需的版本。
    2. 在下载页面上，你可以选择下载最新的Python版本（通常是3.x版本），并根据你的操作系统位数（32位或64位）选择相应的安装程序。通常来说，选择Windows Installer安装程序（.exe文件）。
    3. 下载安装程序并运行它。
    4. 在安装向导中，确保选择“Add Python X.X to PATH”选项，这将使Python可执行文件自动添加到系统PATH中，方便在命令行中运行Python。
    5. 完成安装。

  • Linux

    Debian/Ubuntu

    在大多数Debian/Ubuntu Linux发行版中，Python通常已经预安装。如果需要安装特定版本的Python，可以使用以下命令：

    sudo apt-get update
sudo apt-get install python3

    Red Hat/CentOS

    在Red Hat/CentOS Linux中，你可以使用以下命令来安装Python 3：

    sudo yum install python3

    这将安装Python 3.x，你可以将 python3 替换为具体的版本号。

  • Mac

    1. 访问Python的官方网站：https://www.python.org/downloads/mac-osx/。
    2. 在下载页面上，你可以选择下载最新的Python版本（通常是3.x版本），并选择macOS安装程序。
    3. 下载安装程序并运行它。
    4. 在安装向导中，确保选择“Install launcher for all users”选项，以确保Python可执行文件可以从终端访问。
    5. 完成安装。

安装ipython交互环境

ipython是一个增强的交互式Python解释器，它提供了比标准Python REPL（Read-Eval-Print Loop）更多的功能和特性。ipython的目标是使交互式编程更加强大、便捷和有趣。

简单来说：ipython比普通python交互环境更加强大，可以补全代码。

使用pip安装ipython

打开终端或命令提示符，并运行以下命令：

pip install ipython

在某些系统中，你可能需要使用 pip3 而不是 pip，具体取决于你的 Python 版本。

注意：由于pip采用的是国外源，因此可能会存在下载超时问题。此处可以在此条命令后加一个-i选项，后面加上国内pip源地址即可，修改后如下：

pip install ipython -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

其他国内源：

清华: https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/
中国科技大学: https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/
华中理工大学: http://pypi.hustunique.com/
山东理工大学: http://pypi.sdutlinux.org/
豆瓣: http://pypi.douban.com/simple/

安装好后进入终端或者命令提示符执行：ipython，如下：

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安装集成开发环境IDE

Python的集成开发环境有很多，入Pycharm、VSCode、IDLE等，此次以Pycharm为例。

安装Pycharm

  1. 下载PyCharm：访问PyCharm的官方网站https://www.jetbrains.com/pycharm/download/并下载你想要的版本（Community版或Professional版）。Community版是免费的，而Professional版需要付费许可证。
  2. 运行安装程序：双击下载的安装程序（通常是一个.exe文件）来运行安装向导。
  3. 选择安装类型：在安装向导中，你可以选择安装类型。如果你是新用户，选择默认选项即可。如果你是升级用户，可以选择"Import settings from a previous version"以导入以前版本的设置。
  4. 选择安装位置：在接下来的屏幕上，选择要安装PyCharm的位置。默认位置通常是在C:\Program Files\JetBrains\PyCharm。
  5. 选择启动器选项：安装过程中，你可以选择是否创建桌面快捷方式和启动器图标。根据你的偏好进行选择。
  6. 选择关联文件类型：你可以选择将Python文件与PyCharm关联，以便在双击Python文件时自动使用PyCharm打开。
  7. 安装过程：点击"Install"按钮开始安装。安装程序将复制文件并配置PyCharm。
  8. 完成安装：安装完成后，点击"Finish"按钮退出安装向导。
  9. 启动PyCharm：现在，你可以在开始菜单或桌面上找到PyCharm的快捷方式，并启动它。
  10. 激活PyCharm：如果你安装的是Professional版，你需要提供有效的许可证来激活它。如果你是新用户，可以选择试用版本，然后在试用期结束前激活。

安装完成后，可以配置PyCharm，包括选择主题、插件和版本控制集成等。然后就可以开始使用PyCharm来编写、调试和管理Python代码了。