Python 学习 DAY1

现在我算是发现了，计算机这里就是得一直不停的学，卷完c++卷java，卷完java卷python，卷完python卷机器学习、深度学习。《荀子·劝学篇》：“君子曰：学不可以已。”

之前一直学python学得比较碎片化，现在系统的学一下。

1. Python 是解释型语言： 开发过程中没有了编译这个环节。类似于PHP和Perl语言

2. Python 是交互式语言： 可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。我理解这个就是解释型的一部分，也就是不需要先编译，然后再执行，可以直接执行

3. Python 是面向对象语言: Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。懂得都懂，这个和java，C++都是一样的。

Python发展史：Guido 一个超级大佬，为了打发无聊时间开发出来的（what）现在用的一般是3.10。 因此2.0现在就不学了。在我的视角Python3.10有点像java8。

Python编译和运行过程

我理解这还是有一定的编译性在里面的，也就是Python结合了编译性。首先将Python源代码（.py文件）编译生成Python字节码（Python Byte Code，字节码文件的扩展名一般是.pyc），然后再由Python虚拟机（Python Virtual Machine，简称PVM）来执行Python字节码，最后在终端输出运行结果。好吧，有种似曾相识的感觉，有点像Java的虚拟机。

通过以上编译和运行过程可分析：Python是一种解释型语言，指的是解释Python字节码，而不是Python源代码。这种机制的基本思想与Java和.NET是一致的。

3.1 Python解释器

Python解释器（Interpreter）是把Python语言翻译成计算机 CPU 能听懂的机器指令。

首先可以在命令提示行输入python --version来查看python的版本：

$ python --version
Python 3.7.4

那这个Python解释器其实就是相当于java的编译器javac；然后PVM就相当于java的虚拟机JVM。Python就是自动化了编译和执行的过程，因此它叫解释型的语言。而java的话，它需要手动的去编译，然后再手动的执行，因此就是编译型语言。其实Python解释器有点像java的编译器（javac) 和虚拟机（JVM）的结合体。 

Python解释器种类

• Cpython：用C语言开发的，在命令行下运行Python就是启动Cpython解释器，官方下载的python2.7均为Cpython。Cpython用>>>作为提示符。
• Ipython：基于CPython之上的一个交互式解释器，也就是说，IPython只是在交互方式上有所增强，但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。IPython用In [序号]:作为提示符。
• PyPy：主要针对执行速度。采用JIT技术，对Python代码进行动态编译。绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行。
• Jpython：运行在Java平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。
• IronPython：运行在微软.Net平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。
• Boost.Python：使得Python和C++的类库可互相调用（.pyc）。

Python文件的后缀就是.py,类似于java的.java 然后字节码文件就是.pyc类似于java的.class

可以在命令提示符中输入"Python"命令来启动Python解释器：

$ python
C:\Users\Fixmytek>python
Python 3.10.11 (tags/v3.10.11:7d4cc5a, Apr  5 2023, 00:38:17) [MSC v.1929 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

可以看到我是用的Cpython解释器，因为Cpython解释器就是用>>>作为提示符的。

Python虚拟机

python并不将py文件编译为机器码来运行，而是由python虚拟机一条条地将py语句解释运行（先通过解释器，然后再通过虚拟机），python虚拟机的执行方式就是模仿普通x86可执行文件运行方式。

虚拟机输入为字节码.pyc文件，由字节码文件加载器将二进制的.pyc文件加载到内存，由执行引擎解释执行，输出为字节码文件的执行结果。

Python的应用

Python的应用主要有以下领域：

• Linux/UNIX运维：提供API（Application Programming Interface应用程序编程接口），能方便进行系统维护和管理。
• GUI程序开发（PyQt、Kivy等）
• Web程序开发（Django、Flask等框架）：支持最新的XML技术。
• 移动App开发（PyQt、Kivy等）：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。PyGame模块可用于编写游戏软件。
• 网络爬虫（为搜索引擎、深度学习等领域提供数据源）
• 网络编程（基于Socket等协议）：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。很多大规模软件开发计划例如Zope，Mnet 及BitTorrent. Google都在广泛地使用它。
• 图形处理：有PIL、Tkinter等图形库支持，能方便进行图形处理。
• 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，许多程序员利用python进行XML程序的开发。
• 数据库编程：可通过遵循Python DB-API（数据库应用程序编程接口）规范的模块与Microsoft SQL Server，Oracle，Sybase，DB2，Mysql、SQLite等数据库通信。python自带有一个Gadfly模块，提供了一个完整的SQL环境。
• 数据科学：NumPy扩展提供大量与许多标准数学库的接口。机器学习（scikit-learn、TensorFlow框架）、数据统计分析和可视化（Matplotlib、seaborn框架）。

python应用举例：

• Google - 谷歌在很多项目中用python作为网络应用的后端，如Google Groups、Gmail、Google Maps等
• NASA - 美国宇航局，从1994年起把python作为主要开发语言
• 豆瓣网 - 图书、唱片、电影等文化产品的资料数据库网站
• Torchlight --Python编写的大型3D游戏，原Blizzard公司人员制作发行，开源
• Blender - 以C与Python开发的开源3D绘图软件 在科学研究中也得到广泛的应用

Python的特点

• 简单易读易学：Python是非常简单的语言，并且具有清晰的风格和强制缩进，Python具有简单的语法，极其容易入门。
• 免费其开源：Python是自由/开放源码的软件。可以自行对其源代码进行修改使用。
• 可移植性：Python可以被移植在许多平台上，常用的平台包括Linux、Windows、VxWorks、PlayStation、Windows CE、PocketPC等。
• 解释性： Python解释器把源代码转换成字节码，然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行，即Python代码在运行之前不需要编译。
• 面向对象：Python支持面向对象的编程。程序通过组合（composition）与继承（inheritance）的方式定义类（class）。
• 可扩展性：如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，那么可以将部分程序用C或C++进行编写，然后在Python程序中调用。
• 可嵌入性：可以把Python嵌入C/C++程序，从而向程序用户提供脚本功能。
• 交互式命令行：python可以单步直译运行，可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。
• 丰富的标准库：Python标准库包括字符串处理（字典、数组切片、正则表达式re）、文档生成、多线程、串行化、数据库、HTML/XML解析（BeautifulSoup，Expat）、单元测试（PyUnit）、代码版本控制（PySVN）、WAV文件、网络控制（urllib2）、密码系统、GUI（图形用户界面，PyQt）、图形模块（Tkinter、PyTCL、WxPython）等。除了标准库以外，还有许多其他高质量的库，如wxPython、Twisted和Python图像库等等。
• 规范性：采用强制缩进的方式使得代码具有较好可读性，减少了视觉上的错乱。
• 胶水语言：python经常用作将不同语言编写的程序“粘”在一起的胶水语言。Boost.Python使得Python和C++的类库可互相调用（.pyc）；Jpython是用Java实现的Python，可以同时使用两者的类库；Ironpython是Python在.NET平台上的版本。

6 Python优点

• 易于学习，非常适合初学者，也特别适合专家使用

• 可伸缩程度高，适于大型项目或小型的一次性程序(称为脚本)

• 可移植，跨平台

• 可嵌入(使 ArcGIS 可脚本化)

• 稳定成熟

• 用户社区规模大