编者按:Python是一种面向对象、直译式计算机程序设计语言。Python语法简捷而清晰,具有丰富和强大的类库。Python在设计上坚持了清晰划一的风格,这使得Python成为一门易读、易维护,并且被大量用户所欢迎的、用途广泛的语言。最近在微博上看到了 廖雪峰的 Python新手教程,教程中通过幽默的语言和视频操作详细描述了Python的安装以及使用过程,让初学者可以迅速掌握Python这门编程语言。这么好的文章不敢独享,分享给大家!
以下为作者原文:
Python是著名的“龟叔”Guido van Rossum在1989年圣诞节期间,为了打发无聊的圣诞节而编写的一个编程语言。
现在,全世界差不多有600多种编程语言,但流行的编程语言也就那么20来种。如果你听说过TIOBE排行榜,你就能知道编程语言的大致流行程度。这是最近10年最常用的10种编程语言的变化图:
总的来说,这几种编程语言各有千秋。C语言是可以用来编写操作系统的贴近硬件的语言,所以,C语言适合开发那些追求运行速度、充分发挥硬件性能的程序。而Python是用来编写应用程序的高级编程语言。
当你用一种语言开始作真正的软件开发时,你除了编写代码外,还需要很多基本的已经写好的现成的东西,来帮助你加快开发进度。比如说,要编写一个电子邮件客户端,如果先从最底层开始编写网络协议相关的代码,那估计一年半载也开发不出来。高级编程语言通常都会提供一个比较完善的基础代码库,让你能直接调用,比如,针对电子邮件协议的SMTP库,针对桌面环境的GUI库,在这些已有的代码库的基础上开发,一个电子邮件客户端几天就能开发出来。
Python就为我们提供了非常完善的基础代码库,覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容,被形象地称作“内置电池(batteries included)”。用Python开发,许多功能不必从零编写,直接使用现成的即可。
除了内置的库外,Python还有大量的第三方库,也就是别人开发的,供你直接使用的东西。当然,如果你开发的代码通过很好的封装,也可以作为第三方库给别人使用。
许多大型网站就是用Python开发的,例如YouTube、 Instagram,还有国内的 豆瓣。很多大公司,包括Google、Yahoo等,甚至 NASA(美国航空航天局)都大量地使用Python。
龟叔给Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”,所以Python程序看上去总是简单易懂,初学者学Python,不但入门容易,而且将来深入下去,可以编写那些非常非常复杂的程序。
总的来说,Python的哲学就是简单优雅,尽量写容易看明白的代码,尽量写少的代码。如果一个资深程序员向你炫耀他写的晦涩难懂、动不动就几万行的代码,你可以尽情地嘲笑他。
那Python适合开发哪些类型的应用呢?
首选是网络应用,包括网站、后台服务等等;
其次是许多日常需要的小工具,包括系统管理员需要的脚本任务等等;
另外就是把其他语言开发的程序再包装起来,方便使用。
最后说说Python的缺点。任何编程语言都有缺点,Python也不例外。优点说过了,那Python有哪些缺点呢?
第一个缺点就是运行速度慢,和C程序相比非常慢,因为Python是解释型语言,你的代码在执行时会一行一行地翻译成CPU能理解的机器码,这个翻译过程非常耗时,所以很慢。而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码,所以非常快。
但是大量的应用程序不需要这么快的运行速度,因为用户根本感觉不出来。例如开发一个下载MP3的网络应用程序,C程序的运行时间需要0.001秒,而Python程序的运行时间需要0.1秒,慢了100倍,但由于网络更慢,需要等待1秒,你想,用户能感觉到1.001秒和1.1秒的区别吗?这就好比F1赛车和普通的出租车在北京三环路上行驶的道理一样,虽然F1赛车理论时速高达400公里,但由于三环路堵车的时速只有20公里,因此,作为乘客,你感觉的时速永远是20公里。
第二个缺点就是代码不能加密。如果要发布你的Python程序,实际上就是发布源代码,这一点跟C语言不同,C语言不用发布源代码,只需要把编译后的机器码(也就是你在Windows上常见的xxx.exe文件)发布出去。要从机器码反推出C代码是不可能的,所以,凡是编译型的语言,都没有这个问题,而解释型的语言,则必须把源码发布出去。
这个缺点仅限于你要编写的软件需要卖给别人挣钱的时候。好消息是目前的互联网时代,靠卖软件授权的商业模式越来越少了,靠网站和移动应用卖服务的模式越来越多了,后一种模式不需要把源码给别人。
再说了,现在如火如荼的开源运动和互联网自由开放的精神是一致的,互联网上有无数非常优秀的像Linux一样的开源代码,我们千万不要高估自己写的代码真的有非常大的“商业价值”。那些大公司的代码不愿意开放的更重要的原因是代码写得太烂了,一旦开源,就没人敢用他们的产品了。
因为Python是跨平台的,它可以运行在Windows、Mac和各种Linux/Unix系统上。在Windows上写Python程序,放到Linux上也是能够运行的。
要开始学习Python编程,首先就得把Python安装到你的电脑里。安装后,你会得到Python解释器(就是负责运行Python程序的),一个命令行交互环境,还有一个简单的集成开发环境。
目前,Python有两个版本,一个是2.x版,一个是3.x版,这两个版本是不兼容的,因为现在Python正在朝着3.x版本进化,在进化过程中,大量的针对2.x版本的代码要修改后才能运行,所以,目前有许多第三方库还暂时无法在3.x上使用。
为了保证你的程序能用到大量的第三方库,我们的教程仍以2.x版本为基础,确切地说,是2.7版本。请确保你的电脑上安装的Python版本是2.7.x,这样,你才能无痛学习这个教程。
如果你正在使用Mac,系统是OS X 10.8或者最新的10.9 Mavericks,恭喜你,系统自带了Python 2.7。如果你的系统版本低于10.8,请自行备份系统并免费升级到最新的10.9,就可以获得Python 2.7。
查看系统版本的办法是点击左上角的苹果图标,选择“关于本机”:
如果你正在使用Linux,那我可以假定你有Linux系统管理经验,自行安装Python 2.7应该没有问题,否则,请换回Windows系统。
对于大量的目前仍在使用Windows的同学,如果短期内没有打算换Mac,就可以继续阅读以下内容。
首先,从Python的官方网站 www.python.org下载最新的2.7.6版本,地址是这个:
http://www.python.org/ftp/python/2.7.6/python-2.7.6.msi
然后,运行下载的MSI安装包,不需要更改任何默认设置,直接一路点“Next”即可完成安装:
默认会安装到C:Python27目录下,但是当你兴致勃勃地打开命令提示符窗口,敲入python后,会得到:
‘python’不是内部或外部命令,也不是可运行的程序或批处理文件。
这是因为Windows会根据一个Path的环境变量设定的路径去查找python.exe,如果没找到,就会报错。解决办法是把python.exe所在的路径C:Python27
添加到Path中。
在控制面板中打开“系统属性”,点击“高级”,“环境变量”,打开“环境变量”窗口,在系统变量中,找到“Path”变量,然后点击“编辑”:
在“编辑系统变量”的窗口中,可以看到,变量名是Path,在变量值的最后面,先添加一个分号“;”(注意用英文输入法,千万不要输入中文分号),再写上C:Python27(如果安装的时候没有更改过安装目录),然后连续点“确定”,“确定”,“确定”把所有窗口都关掉。
现在,再打开一个新的命令行窗口(一定要关掉原来的命令行窗口,再新开一个),输入python:
看到上面的画面,就说明Python安装成功!
你看到提示符>>>
就表示我们已经在Python交互式环境中了,可以输入任何Python代码,回车后会立刻得到执行结果。现在,输入exit()
并回车,就可以退出Python交互式环境(直接关掉命令行窗口也可以!)。
学会如何把Python安装到计算机中,并且熟练打开和退出Python交互式环境。
现在,了解了如何启动和退出Python的交互式环境,我们就可以正式开始编写Python代码了。
在写代码之前,请千万不要用“复制”-“粘贴”把代码从页面粘贴到你自己的电脑上。写程序也讲究一个感觉,你需要一个字母一个字母地把代码自己敲进去,在敲代码的过程中,初学者经常会敲错代码,所以,你需要仔细地检查、对照,才能以最快的速度掌握如何写程序。
在交互式环境的提示符>>>
下,直接输入代码,按回车,就可以立刻得到代码执行结果。现在,试试输入100+200
,看看计算结果是不是300:
很简单吧,任何有效的数学计算都可以算出来。>>> 100+200
300
如果要让Python打印出指定的文字,可以用print
语句,然后把希望打印的文字用单引号或者双引号括起来,但不能混用单引号和双引号:
>>> print 'hello, world'
hello, world
这种用单引号或者双引号括起来的文本在程序中叫字符串,今后我们还会经常遇到。
最后,用exit()
退出Python,我们的第一个Python程序完成!唯一的缺憾是没有保存下来,下次运行时还要再输入一遍代码。
在Python的交互式命令行写程序,好处是一下就能得到结果,坏处是没法保存,下次还想运行的时候,还得再敲一遍。
所以,实际开发的时候,我们总是使用一个文本编辑器来写代码,写完了,保存为一个文件,这样,程序就可以反复运行了。
现在,我们就把上次的'hello, world'
程序用文本编辑器写出来,保存下来。
所以问题又变成了:用什么文本编辑器?
推荐两款文本编辑器:
一个是 Sublime Text,免费使用,但是不付费会弹出提示框:
一个是
Notepad++,免费使用,有中文界面:
请注意,用哪个都行,但是绝对不能用Word和Windows自带的记事本。Word保存的不是纯文本文件,而记事本会自作聪明地在文件开始的地方加上几个特殊字符(UTF-8 BOM),结果会导致程序运行出现莫名其妙的错误。
安装好文本编辑器后,输入以下代码:
print 'hello, world'
注意print
前面不要有任何空格。然后,选择一个目录,例如C:Workspace
,把文件保存为hello.py
,就可以打开命令行窗口,把当前目录切换到hello.py
所在目录,就可以运行这个程序了:
也可以保存为别的名字,比如C:Workspace>python hello.py
hello, world
abc.py
,但是必须要以.py
结尾,其他的都不行。此外,文件名只能是英文字母、数字和下划线的组合。
如果当前目录下没有hello.py
这个文件,运行python hello.py
就会报错:
python hello.py
python: can't open file 'hello.py': [Errno 2] No such file or directory
报错的意思就是,无法打开hello.py
这个文件,因为文件不存在。这个时候,就要检查一下当前目录下是否有这个文件了。
还有同学问,能不能像.exe文件那样直接运行.py文件呢?在Windows上是不行的,但是,在Mac和Linux上是可以的,方法是在.py文件的第一行加上:
#!/usr/bin/env python
然后,通过命令:
<code>$ chmod a+x hello.py</code>
就可以直接运行hello.py了,比如在Mac下运行:
用print
加上字符串,就可以向屏幕上输出指定的文字。比如输出'hello, world'
,用代码实现如下:
>>> print 'hello, world'
print
语句也可以跟上多个字符串,用逗号“,”隔开,就可以连成一串输出:
>>> print 'The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog'
The quick brown fox jumps over the lazy dog
print
会依次打印每个字符串,遇到逗号“,”会输出一个空格,因此,输出的字符串是这样拼起来的:
print
也可以打印整数,或者计算结果:
>>> print 300
300
>>> print 100 + 200
300
因此,我们可以把计算100 + 200
的结果打印得更漂亮一点:
>>> print '100 + 200 =', 100 + 200
100 + 200 = 300
注意,对于100 + 200
,Python解释器自动计算出结果300
,但是,'100 +
200 ='是字符串而非数学公式,Python把它视为字符串,请自行解释上述打印结果。
现在,你已经可以用print
输出你想要的结果了。但是,如果要让用户从电脑输入一些字符怎么办?Python提供了一个raw_input
,可以让用户输入字符串,并存放到一个变量里。比如输入用户的名字:
>>> name = raw_input()
Michael
当你输入name = raw_input()
并按下回车后,Python交互式命令行就在等待你的输入了。这时,你可以输入任意字符,然后按回车后完成输入。
输入完成后,不会有任何提示,Python交互式命令行又回到>>>
状态了。那我们刚才输入的内容到哪去了?答案是存放到name
变量里了。可以直接输入name
查看变量内容:
>>> name
'Michael'
什么是变量?请回忆初中数学所学的代数基础知识:
设正方形的边长为a
,则正方形的面积为a x a
。把边长a
看做一个变量,我们就可以根据a
的值计算正方形的面积,比如:
若a=2,则面积为a x a = 2 x 2 = 4;
若a=3.5,则面积为a x a = 3.5 x 3.5 = 12.25。
在计算机程序中,变量不仅可以为整数或浮点数,还可以是字符串,因此,name
作为一个变量就是一个字符串。
要打印出name
变量的内容,除了直接写name
然后按回车外,还可以用print
语句:
>>> print name
Michael
有了输入和输出,我们就可以把上次打印'hello, world'
的程序改成有点意义的程序了:
name = raw_input()
print 'hello,', name
运行上面的程序,第一行代码会让用户输入任意字符作为自己的名字,然后存入name
变量中;第二行代码会根据用户的名字向用户说hello
,比如输入Michael
:
C:Workspace> python hello.py
Michael
hello, Michael
但是程序运行的时候,没有任何提示信息告诉用户:“嘿,赶紧输入你的名字”,这样显得很不友好。幸好,raw_input
可以让你显示一个字符串来提示用户,于是我们把代码改成:
name = raw_input('please enter your name: ')
print 'hello,', name
再次运行这个程序,你会发现,程序一运行,会首先打印出please enter your name:
,这样,用户就可以根据提示,输入名字后,得到hello, xxx
的输出:
C:Workspace> python hello.py
please enter your name: Michael
hello, Michael
每次运行该程序,根据用户输入的不同,输出结果也会不同。
在命令行下,输入和输出就是这么简单。
raw_input
和print
是在命令行下面最基本的输入和输出,但是,用户也可以通过其他更高级的图形界面完成输入和输出,比如,在网页上的一个文本框输入自己的名字,点击“确定”后在网页上看到输出信息。