python基础

一、软件开发的常识

1.什么是软件

一系列由特定顺序组织起来的计算机数据或者指令

常见的软件：

​ 系统软件：windows,Linux,mac os, Android, iOS, 华为鸿蒙

​ 应用软件：QQ,一系列的播放器，一系列的浏览器等 app

软件: QQ,微信

操作系统: win10, Mac, Andriod, iOS 等

硬件: 鼠标,键盘,主板,显示器,CPU,内存条

2.什么是开发

开发: 就是制作软件的过程, 软件的出现实现了人与计算机之间的交互

和软件的交互方式：

​ 图形化界面：通过一些现成的界面完成一些任务

​ 命令行方式：在控制台输入一些指令，计算机帮忙完成某件事情

3.DOS命令行

【掌握】
cd  进入指定目录【文件夹】   change directory
cd ..  退回到上一级目录
cd /   退回到根目录
dir	  列出当前目录下所有的文件夹以及文件

4.计算机编程语言介绍

人类语言: 人与人沟通的语言
计算机语言: 人与计算机沟通的语言
计算机的组成:
1, 硬件： 如鼠标，键盘，显示器，显卡，内存条， 硬盘，主板等计算机设备或部件
2, 操作系统: 基于硬件，用于管理和运行应用程序，是硬件和软件的桥梁
3, 软件: 应用程序, 依赖于运行的操作系统

常见编程语言:
C, C++, JAVA, PHP, Python, JS,html,css, Go, Object-C, Swift, 易语言。

C： 底层开发, 面向过程，速度快
C++： 面向对象，嵌入式，Android底层，做游戏， 跨平台
Java: 后端语言, 开发企业级系统，开发Android
C#: 后端语言， 用于Unity3D游戏，如：王者荣耀
php: 后端语言，号称世界上最好的语言.
Python: 高层语言，简单易学。少儿编程.
OC: 号称世界上最优雅的语言，开发iOS
Swift: 开发iOS, 开源（开放源代码）
JS: javascript， 前端必备语言
html + css: html:前端的标签，css:样式

二、Python的概述

1.Python语言

Python是一种解释型, 面向对象, 动态数据类型的高级程序设计语言.

Python由Guido van Rossum（荷兰） 于1989年底发明,第一个公开发行版发行于1991年

2.Python的简介

Python是一种解释性语言: 开发过程中没有编译这个环节, 类似于PHP和JS语言, 是脚本语言.

Python是初学者的语言: Python对初级程序员而言, 是一种伟大的语言.

3.为什么学习Python

Python语言排行榜, Python的薪资, Python的就业岗位数量, Python发展前景

Python应用广泛

Python 是最接近AI（人工智能）的语言

Python 是跨平台的【Python程序可以运行在windows、linux，Macos上，例如：在windows上书写的Python程序，可以在linux或者macos上运行】

4.Python发展史

Python的作者，Guido von Rossum，是荷兰人。1982年，Guido从阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)获得了数学和计算机硕士学位。

1989年，为了打发圣诞节假期，Guido开始写Python语言的编译/解释器， Python来自Guido所挚爱的电视剧Monty Python’s Flying Circus (BBC1960-1970年代播放的室内情景幽默剧，以当时的英国生活为素材)。他希望这个新的语言叫做Python的语言 （Python翻译：蟒蛇）

1991年，第一个Python编译器(同时也是解释器)诞生。它是用C语言实现的cpython。从一出生，Python已经具有了：类(class)，函数(function)，异常处理(exception)，包括列表(list)和词典(dictionary)在内的核心数据类型，以及模块(module)为基础的拓展系统。

5.Python的优缺点

5.1优点

简单：Python是一种代表简单主义思想的语言

易学：就如同你即将看到的一样，Python极其容易上手。前面已经提到了，Python有极其简单的语法

高层语言：当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节

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

可嵌入性：你可以把Python嵌入你的C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能

丰富的库：Python标准库确实很庞大。

GUI图形界面

5.2缺点

强制缩进

运行速度相对较慢， 因为是高层语言， 打个比方：C语言1s， Java10s, Python100s, 但是运行时间都会非常快， 比如c语言0.01ms, Python1ms, 网络消耗1s, 那么c语言1.00001秒， Python1.001秒， 所以真正运行程序时相差不大

代码不能进行加密【源代码】

6.Python的应用

Python擅长的领域:

​ web开发

​ 爬虫开发

​ 数据分析

​ 机器学习

​ 人工智能

三、数据的存储

1.思考问题

1.为什么使用计算机

​ 为了存储数据，快速处理数据

2.数据存储在计算机的什么位置

​ 数据存储在内存（缓存/临时存储）中, 存在硬盘（持久化/永久存储）

3.计算机如何存储数据的

​ 计算机存储数据【数据包括数字，英文，中文，文件等】， 最终是以二进制存储在硬盘或内存中

2.内存

2.1概述

内存是计算机的组成部分，作用是与cpu沟通的桥梁，计算机中所有的程序都是在内存中运行

内存【Memory】,内存储器，作用暂时存放cpu中的运算数据

2.2抽象理解

一个开关，有两种状态，打开或者关闭，在计算机中使用0和1表示

2.3单位

硬盘：1T

计算机中表示数据的最小单位：比特 【bit ----b】,又被称为位, 0/1

计算机中处理数据的最小单位：字节【Byte ----B】

单位换算：1B = 8b【掌握】

KB MB GB TB PB EB…DB

存储单位 :

​ 1byte = 8bit

​ 1KB = 1024 byte

​ 1MB = 1024KB

​ 1GB = 1024MB

计算机在内存中以二进制的形式存储数据【主要使用0和1进行表示】

3.进制

3.1 什么是进制

a.进制就是进位的制度，一种进位的方式

​ 例如：十进制：逢十进一

​ 二进制：逢二进一

​ 八进制，

​ 十六进制【是由二进制演变来的】

b. 常见的进制：

​ 二进制（0和1）: 0, 1

​ 十进制（0~9的整数）: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

​ 八进制（0~7的整数，用数字0开头）, 0,1,2,3,4,5,6,7

​ 十六进制（0_9和af【不区分大小写】，用0x或者0X开头）

​ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f

3.2 进制的特点

a.每种进制都有确定的符号集

b.每种进制采用的是位置表示法，位置不同，表示的意义不同，值的不同取决于它所在位的权值有关

​ 举例：

​ 注意：下面的^表示的是次方

​ 145：100 = 10^2

​ 761：1 = 10^0

​ 817：10 = 10^1

​ 145 = 1x10^2 + 4x10^1 + 5x10^0

c.二进制的计算

​ 0+0=0

​ 1+0=1

​ 0+1=1

​ 1+1= 10 【逢二进一】

3.3 进制之间的转换 【难点】

a.二进制 -> 十进制

​ 转换原理：将二进制按照权展开，相加即可得到十进制

2的次方:
2的0次方 = 1
2的1次方 = 2
2的2次方 = 4
2的3次方 = 8
2的4次方 = 16
2的5次方 = 32
2的6次方 = 64
2的7次方 = 128
2的8次方 = 256
2的9次方 = 512
2的10次方 = 1024

二进制 => 十进制
001 => 1
010 => 2 (12¹)
100 => 4 (12²)
1000 => 8 (12³)
10000 => 16 (12^4)
…

000 => 0
001 => 1
010 => 2
011 => 3
100 => 4
101 => 5
110 => 6
111 => 7
…

二进制 => 十进制
101001 => 2^5 + 2^3 + 1 = 32 + 8 + 1 = 41
10111 => 2^4 + 2^2 + 2 + 1 = 16 + 4 + 2 +1 = 23
101 => 50
110 => 6
1000 => 8
010 => 2
111 => 7
…

b.十进制 -> 二进制

​ 转换原理：对十进制进行除2的运算，直到商为0为止，然后将各个步骤中得到的余数倒着写出来.

方式一: 针对比较小的数

十进制 => 二进制
41 => 32 + 8 + 1 = 101001
520 => 512 + 8 = 1000001000
1314 => 1024 + 256 + 32 + 2 = 10100100010
3333 => 2048 + 1024 + 256 + 4 + 1 = 110100000101
66 => 64 + 2 = 1000010
方式二: 倒除法
41 => 101001

c.二进制 -> 八进制

​ 转换原理: 每三位二进制按权展开，相加得到1位八进制，实现思路：从右向左进行分组，每3位为一组，不足是补0，将每一组进行二进制转换八进制的操作，最后将每一组得到的结果连起来

000 => 0
001 => 1
010 => 2
011 => 3
100 => 4
101 => 5
110 => 6
111 => 7
二进制     =>  八进制
10100101  =>  010 100 101 => 245(八进制)
10100100010  =>  10 100 100 010 => 2442(八进制)

八进制  => 二进制
245  => 010 100 101
520  => 101 010 000

d.二进制 -> 十六进制

​ 转换原理: 每四位二进制按权展开，相加得到1位十六进制，实现思路：从右向左进行分组，每4位为一组，不足是补0，将每一组进行二进制转换十六进制的操作，最后将每一组得到的结果连起来

0000 => 0
0001 => 1
0010 => 2
0011 => 3
0100 => 4
0101 => 5
0110 => 6
0111 => 7
1000 => 8	
1001 => 9
1010 => 10 (A)
1011 => 11 (B)
1100 => 12 (C)
1101 => 13 (D)
1110 => 14 (E)
1111 => 15 (F)
# 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
二进制  => 十六进制
10100101 => 1010 0101 => A5(十六进制)
10100100010 => 101 0010 0010 => 522(十六进制)

# 十六进制 => 二进制
A5 => 1010 0101
522 =>  0101 0010 0010

e.十进制 -> 八进制或者十六进制

​ 转换原理: 先将十进制转换为二进制，然后再将二进制转换为八进制或者十六进制

十进制  => 二进制 => 十六进制
520   => 1000001000 (512+8)  => 10 0000 1000 => 208(十六进制)

f.八进制或者十六进制 -> 十进制

​ 转换原理: 将八进制或者十六进制按照权展开，相加，类似于二进制转换为十进制

十六进制 => 二进制 => 十进制
522 => 0101 0010 0010  => 1024 + 256 + 32 + 2 = 1280+34 = 1314(十进制)

5.存储数据

计算机存储数据的过程:

​ 需要先在内存中开辟空间，然后将数据转化成二进制存入内存. 计算机开辟内存空间的最小单位为字节

比如存储数字1, 一般会在内存中占4个字节: 00000000 0000000 00000000 00000001

四、第一个Python程序

1, 打开Pycharm, 新建项目

2, 创建名为hello.py文件 (Python文件以.py后缀结尾)

b, 在hello.py中输入以下内容

print("hello world")

c, 在代码区域右键, 选择’运行’文件

五、Python的编码规范

a.在每个语句的后面不用添加分号，每行最好只书写一条语句

b.Python中是通过缩进【4个空格】来区分代码块的

c.尽量避免在文件名中出现中文和空格

六、注释

注释在编写程序的时候，给代码添加的一些解释性的文字

作用：可以提高代码的可读性，以便于以后的参考或者修改

注释是解释性文本，在运行程序的时候，会被自动的跳过，不做处理

分类
​ 单行注释：只能注释掉单行的文字 # xxxxxxx

​ 多行注释【块注释】：三个单引号或者三个双引号

注意：对于多行注释，选用单引号或者双引号都可以

​ 如果单纯使用双引号，双引号的注释不能嵌套

七、输入输出【重点】

1.print输出

作用：将一些特定的数据输出到屏幕上【调试工具】

代码演示：

#简单用法:每次只输出一个数据，任何类型都可以
print(10)
print("hello")

#可以通过一条print输出多个数据,使用逗号隔开，最终得到的结果将逗号识别成了空格
print(10,"hello")

x = 3
y = 4
print("x + y = ",x + y)

2.input输入

作用：可以将外部的值作为程序中变量的值使用【从控制台获取值】

代码演示：

#注意：当程序执行到input的时候，程序会停止在这个地方，等待用户的输入，
# 当内容输入结束之后，按下enter，此时输入结束
#用户输入的值可以通过变量的形式保存起来
s = input("请输入内容：")
print(s)

name = input("请输入姓名：")
age  = input("请输入年龄：")
print(name,age)


#需求:根据控制台输入的年龄计算还能活多少年, 假设可以活到100岁
death_age = 100

#注意：通过input获取的数据全部都是字符串
age1 = input("请输入现在的年龄：")
print(death_age - age1)


#字符串和整型之间的转换
"""
转换
int()  将字符串转换为整型

int:integer,整型，
str:string,字符串
"""

#修改上面的获取结果的语句
print("还可以活",death_age - int(age1),"年")


#练习：从控制台输入两个数，计算两个数的和，并将结果输出
num1 = int(input("请输入第一个数："))
num2 = int(input("请输入第二个数："))
print(num1 + num2)
result = num1 + num2
print(result)