Python基础学习笔记(一)

Python简介

• Python 语言是一种跨平台、开源、免费、解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言。
• 早期版本的 Python 被称作是 Python1；Python2 最后一个版本是 2.7；Python3 是目前最活跃的版
  本，基本上新开发的 Python 代码都会支持 Python3。Python4是未来的版本，目前还处于萌芽状态，至今没有相关发布。
• Python3 和 Python2 并不是完全兼容的，即在 Python2 中可以运行的代码并不一定可以在 Python3 中运行。
  但在 Python3 中也提供了一些工具，如 2to3，这些工具可以帮助用户将 Python 2 编写的代码转换成 Python3 编写的代码。
• 4. 多数 Python 库都完成了向 Python3 迁移的任务。

Python应用

• 常规软件开发
• 科学计算
• 自动化运维
• 云计算
• Web开发
• 网络爬虫
• 数据分析
• 人工智能

Python开发环境搭建与使用

1. Python下载

• 1. 可以从Python官方网站下载安装包。
• 2. 也可以从网上下载ActivePython组件包。ActivePython是对Python核心模块和常用模块的二进制封装，是ActiveState公司发布的Python开发环境。ActivePython使得Python的安装更容易，并且可以应用在各种操作系统上。ActivePython包含一些常用的Python扩展，以及Windows环境下的编程接口。
     如果是Windows用户，下载msi包安装即可；如果是UNIX用户，下载tar.gz包直接解压即可。
• 3. 再就是下载Python的IDE具体包括PythonWin、Eclipse+PyDev插件、Komodo、EditPlus、PyCharm等

2. Python安装

• 1. 在Windows操作系统上安装Python。
  • 略
• 2. 在Linux操作系统上安装Python。里以Ubuntu Linux为例。Python在Ubuntu下有两种常用安装方法：
  • 通过Ubuntu官方的apt工具包安装。
  • 通过编译Python源代码安装。输入以下命令：sudo apt-get install python3.11.2；apt将Python安装包下载到本地并自动进行安装。Python被默认安装到usr/local/lib/python311目录中。安装完毕后，可以直接输入python命令来查看Python版本号或是否安装成功

3. Python启动

• 在Windows操作系统上安装成功后，打开Windows的命令提示符窗口，输入: python命令，即可显示当前Python的版本号，并进入Python交互模式，在Python交互模式下可以直接输入python命令并执行。在命令提示符窗口中使用交互模式执行python命令，只适用于测试功能。当关闭窗口时，所有输入的命令和执行结果均无法重现，因此，对于一些需要重复使用的代码，不能适用。

4. 多版本Python的安装

以Windows环境为例

• 1. 假设前面已经安装了Python 3.11.2，想再安装一下Python 3.7.9。从Python官网下载Python 3.7.9的安装包，然后双击运行；按指引正常安装，唯一要注意的是在选项界面里面不要添加路径到系统变量。
• 2. 在安装完之后，
  • 打开【控制面板】|【系统和安全】|【系统】，单击【高级系统设置】；
  • 打开【系统属性】对话框，单击【环境变量】；
  • 打开【环境变量】对话框，在【系统变量】列表框中选择Path，然后单击【编辑】；
  • 弹出"编辑环境变量"对话框，单击【新建】，分别添加C:\Python\Python37和C:\Python\Python37\Scripts到环境变量中；
  • 找到Python的安装目录，分别将Python37和Python311子目录中python.exe和pythonw.exe的名称修改为python37.exe、pythonw37.exe和python311.exe、pythonw311.exe。
  • 运行cmd命令，输入python37即可运行Python 3.7.9版本，输入python311即可运行Python 3.11.2版本
  • Python安装包需要用到包管理工具pip，但是当同时安装多版本Python时，pip只是其中一个版本，以下将提供一种修改方式，重新安装两个版本的pip，使得两个Python版本的pip能够共存，在DOS命令窗口中输入以下命令：python311 -m pip install --upgrade pip --force-reinstall 和 python37 -m pip install --upgrade pip --force-reinstall .

5. Python虚拟环境的安装

• 1. 安装virtualenv镜像，执行以下命令(pip3.11为Python311下的pip)：pip3.11 install virtualenv
• 2. 新建virtualenv，例如，在Python311安装目录下新建一个名为scrapytest的虚拟环境：virtualenv scrapytest
• 3. 使用cd命令进入C:\Python\Python311\scrapytest\Scripts目录，直接输入activate命令并执行，进入虚拟环境,进入虚拟环境，就可以运行Python进行测试了。
• 4. 当安装多个Python版本时，可以更改虚拟环境的Python版本,例如，要为虚拟环境更改Python版本到Python 3.7，命令如下：virtualenv -p C:\Python\Python37\python37.exe C:\Python\Python311\scrapytes
• 5. 当不需要使用虚拟环境时，可以退出虚拟环境，执行以下命令：deactivate.bat
• 6. 若虚拟环境过多，管理起来会不太方便。可以使用专门的虚拟环境管理包virtualenvwrapper进行管理，pip安装如下(此处调用的是Python311下的pip311)：pip3.11 install virtualenvwrapper ；Windows安装命令: pip3.11 install virtualenvwrapper-win
• 7. 安装完毕后，在C:\Python\Python311下建立workon文件夹，然后设置环境变量WORKON_HOME为C:\Python\Python311\workon。设置完成后，可以使用virtualenvwrapper管理虚拟环境，这时新建虚拟环境的命令格式如下：mkvirtualenv virtual_name; 例如，要新建一个名为py3scrapy的虚拟环境, 则命令: mkvirtualenv py3scrapy ;
• 8. 查看已安装的虚拟环境，可以执行workon命令;

6. 开发环境使用

• 使用自带的IDLE，其是Python的官方标准开发环境，从官方网站下载并安装合适的Python版本后，也就同时安装了IDLE。相对于其他Python开发环境而言，IDLE虽比较简单，但具备Python应用开发的几乎所有功能，且不需要进行复杂配置。
• 使用的第三方开发工具。除了默认安装的IDLE，还有大量的其他开发环境，如wingIDE、PyCharm、PythonWin、Eclipse、Spyder、IPython、Komodo等。严格来说，所有这些开发环境都是对Python解释器python.exe的封装，核心是完全一样的，只是加了外挂而已。这些开发环境使用起来方便，减少了出错率，尤其是拼写错误。
• 如果暂时什么都不想安装，只是简单地想试试Python语言的功能，可以试试Python官方网站提供的Interactive Shell。
• 如果想尝试在安卓手机上编写Python程序，可以安装支持Python 3.x的QPython 3。

7. 初学者常见问题

• 已经安装了Python，但是在DOS命令窗口中运行python命令时却提示 python不是内部或外部命令.......

  • 原因：在环境变量中未给Path添加值。
  • 解决办法：打开环境变量，为系统变量中的Path变量添加Python安装路径，假如Python的安装路径为C:\Python\Python37，就将这个路径添加到系统环境变量中(参照前面1.2.2节的操作方法)，然后再运行python命令。

• 如何在Python交互模式下运行.py文件？

  • 要运行已编写好的.py文件，可以单击【开始】菜单，在【搜索程序和文件】文本框中输入完整的文件名(包括路径)。例如，要运行D:\ceshi.py文件，可以使用下面的命令：python311 D:\ceshi.py
  • 在运行.py文件时，如果文件名或路径比较长，可以先在命令窗口中输入python加一个空格，然后直接把文件拖放到空格的位置，这时文件的完整路径将显示在空格的右侧，最后按下Enter键运行即可

8. IDLE的常用命令

快捷键	功能说明
Ctrl+Z	撤销
Ctrl+A	全选
Ctrl+C	复制
Ctrl+V	粘贴
Ctrl+X	剪切
Ctrl+F6	重启Shell，之前定义的对象和导入的模块全部失效
Ctrl+]	缩进代码块
Ctrl+[	取消代码块缩进
Tab	补全单词，列出全部可选单词供选择
Alt+P	浏览上一条历史命令
Alt+N	浏览下一条历史命令
Alt+/	自动补全前面曾经出现过的单词，如果之前有多个单词具有相同的前缀，则在多个单词间循环切换
Alt+3	注释代码块
Alt+4	取消代码块注释

• 启动Python后默认处于交互模式，直接在Python提示符">>>"的后面输入相应命令并按Enter键即可执行这些命令。
• 交互模式一般用来实现一些简单的业务逻辑，或者验证某些功能。复杂的业务逻辑更多的是通过编写Python程序来实现，这样能方便代码的不断完善和重复利用。
• 在IDLE界面中使用菜单命令File | New File创建一个程序文件，输入代码并保存为文件(务必保证扩展名为.py，如果是GUI程序，扩展名为.pyw)。然后，使用菜单命令Run | Run Module运行程序，程序运行的结果将直接显示在IDLE交互界面中。
• 为提高代码的运行速度，以及对Python源代码进行保密，可以在命令提示符环境中使用python311 --OO --m py_compile file.py命令将Python程序file.py伪编译为.pyc文件，其中选项 --OO表示优化编译

9. pip工具的使用

• Python语言中有三类库：内置库、标准库和扩展库。其中，内置库和标准库在Python安装成功后即安装。内置库不需要使用import命令导入就能直接使用；标准库和扩展库需要先导入才能使用。扩展库主要通过pip工具来管理。
• 使用pip工具之前需要查看是否可用，打开命令提示符环境，输入: pip;如果pip工具不能使用，检查Python的安装目录，找到安装目录中的pip.exe文件，然后将其添加到系统环境变量Path中，之后重启再试。
• 常用的pip命令如下。
  • pip list：查看已安装的扩展库。
  • pip install package_name：安装名为package_name的扩展库。
  • pip uninstall package_name：卸载名为package_name的扩展库。

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• 学习资料: 《Python基础教程(微课版)》 清华大学出版社.