2023年6月29日发(作者：)

python概述的答案_第1章Python概述1.1Python发展历程1989，为了度过圣诞假期，(龟叔)Guido开始编写Python语⾔编译器。Python这个名字来⾃Guido的喜爱的电视连续剧《蒙蒂蟒蛇的飞⾏马戏团》。他希望新的语⾔Python能够满⾜他在C和Shell之间创建全功能、易学、可扩展的语⾔的愿景。1989年由荷兰⼈Guido van Rossum于1989年发明，第⼀个公开发⾏版发⾏于1991年Granddaddy of Python web frameworks, Zope 1 was released in 1999Python 1.0 - January1994增加了 lambda, map, filter and 2.0 - October 16,2000，加⼊了内存回收机制，构成了现在Python语⾔框架的基础Python 2.4 - November 30,2004, 同年⽬前最流⾏的WEB框架Django诞⽣Python 2.5 - September 19,2006Python 2.6 - October 1,2008Python 2.7 - July 3,2010Python 3.0 - December 3,2008Python 3.1 - June 27,2009Python 3.2 - February 20,2011Python 3.3 - September 29,2012Python 3.4 - March 16,2014Python 3.5 - September 13,20151.2编程语⾔排⾏榜今天，世界上有将近600种编程语⾔，但也有20种流⾏语⾔。如果你听说过TIOBE排名，你知道编程语⾔的普遍流⾏。这是过去10年中最常⽤的20种编程语⾔的变化图。【2019年11⽉】1.3Python的应⽤领域0、WEB开发Python拥有很多免费数据函数库、免费web⽹页模板系统、以及与web服务器进⾏交互的库，可以实现web开发，搭建web框架，⽬前⽐较有名⽓的Python web框架为Django(相当于JavaEEssm)。从事该领域应从数据、组件、安全等多领域进⾏学习，从底层了解其⼯作原理并可驾驭任何业内主流的Web框架。1. 桌⾯软件Python在图形界⾯开发上很强⼤，可以⽤tkinter/PyQT框架开发各种桌⾯软件！2. ⽹络编程⽹络编程是Python学习的另⼀⽅向，⽹络编程在⽣活和开发中⽆处不在，哪⾥有通讯就有⽹络，它可以称为是⼀切开发的“基⽯”。对于所有编程开发⼈员必须要知其然并知其所以然，所以⽹络部分将从协议、封包、解包等底层进⾏深⼊剖析。3. 爬⾍开发在爬⾍领域，Python⼏乎是霸主地位，将⽹络⼀切数据作为资源，通过⾃动化程序进⾏有针对性的数据采集以及处理。从事该领域应学习爬⾍策略、⾼性能异步IO、分布式爬⾍等，并针对Scrapy框架源码进⾏深⼊剖析，从⽽理解其原理并实现⾃定义爬⾍框架。4. 云计算开发Python是从事云计算⼯作需要掌握的⼀门编程语⾔，⽬前很⽕的云计算框架OpenStack就是由Python开发的，如果想要深⼊学习并进⾏⼆次开发，就需要具备Python的技能。5. ⼈⼯智能MASA和Google早期⼤量使⽤Python，为Python积累了丰富的科学运算库，当AI时代来临后，Python从众多编程语⾔中脱颖⽽出，各种⼈⼯智能算法都基于Python编写，尤其PyTorch之后，Python作为AI时代头牌语⾔的位置基本确定。6. ⾃动化运维Python是⼀门综合性的语⾔，能满⾜绝⼤部分⾃动化运维需求，前端和后端都可以做，从事该领域，应从设计层⾯、框架选择、灵活性、扩展性、故障处理、以及如何优化等层⾯进⾏学习。7. ⾦融分析⾦融分析包含⾦融知识和Python相关模块的学习，学习内容囊括NumpyPandasScipy数据分析模块等，以及常见⾦融分析策略如“双均线”、“周规则交易”、“⽺驼策略”、“Dual Thrust 交易策略”等。8. 科学运算Python是⼀门很适合做科学计算的编程语⾔，97年开始，NASA就⼤量使⽤Python进⾏各种复杂的科学运算，随着NumPy、SciPy、Matplotlib、Enthought librarys等众多程序库的开发，使得Python越来越适合做科学计算、绘制⾼质量的2D和3D图像。9. 游戏开发在⽹络游戏开发中，Python也有很多应⽤，相⽐于Lua or C++，Python⽐Lua有更⾼阶的抽象能⼒，可以⽤更少的代码描述游戏业务逻辑，Python⾮常适合编写1万⾏以上的项⽬，⽽且能够很好的把⽹游项⽬的规模控制在10万⾏代码以内。1.4Python特点(1)Python是完全⾯向对象的语⾔。1.函数模块数学字符串都是对象，在python中⼀切皆对象。2.完全⽀持继承，重载，多重继承。3.⽀持重载运算符，也⽀持泛型设计。(2)Python拥有⼀个强⼤的标准库，Python语⾔的核⼼只包含数字，字符串，列表，字典，⽂件等常见的类型和函数，⽽由Python标准提供了系统管理，⽹通通信，⽂件处理，数据库接⼝，图形系统，XML处理等额外的功能。(3)Python社区提供了⼤量的第三⽅模块，使⽤⽅式与标准库类似，他的功能涵盖科学计算、⼈⼯智能、机器学习、Web开发、数据库接⼝、图形系统多个领域。(4)解释性语⾔编译型：⼀次性将【源代码】编译成【⼆进制⽂件010010】。缺点：开发效率低，不能跨平台。优点：运⾏速度⾼。语⾔：CC++等…C和C++编译型语⾔：源代码à0100000Python和java都是解释性语⾔源代码à字节码à010000解释型:当程序执⾏先将【源代码py】编译成【字节码pyc】，再有解释器对【字节码pyc】逐⾏解释成【⼆进制01001101】最后交给CPU执⾏。优点：开发效率⾼，可以跨平台。缺点：运⾏速度慢。(5).强类型定于语⾔1.⼀旦⼀个变量被指定了某个数据类型，如果不经过强制转换，那么它就永远是这个类型了。2.在速度上可能略逊⾊于弱类型语⾔。3.严谨性能够有效的避免许多错误。(6).动态类型语⾔1.运⾏期间采取对数据类型进⾏检查2.不⽤给任何变量指定数据类型，该语⾔会在你第⼀次被变量赋值，在内部将数据类型记录下来。1.5Python版本与分类版本Python2源码不标准，混乱、重复代码太多。Python3统⼀标准，去除重复代码。分类cpython先转换C语⾔能识别的【字节码】=>再转换成CPU能识别的【01001010】jypython先转换成Java能识别的【字节码】=>在转换成系统能识别的01001010ironpythonMicroPython⽤于微控制器pypy⼀次性全部编译成字节码,运⾏速度快，但开发效率相对慢。其他语⾔python1.6Python的安装1).安装python2和3的虚拟机2).配置环境变量Path=C:UsersAdministratorAppDataLocalProgramsPythonPython37Path=C:UsersAdministratorAppDataLocalProgramsPythonPython273).测试Python3x：python⽂件路径回车Pytnon2x：python2⽂件路径回车cmdàpythonà回车4).编写第⼀个python程序创建python代码源⽂件5).打开命令⾏pythonE:回车python2E: 回车6).退出pythonexit()7).python2 和python3的区别Python2 ascii码Python3 utf-8解决⽅法：在源代码⽂件头增加#-*- encoding:utf-8 -*-1.7Pycharm使⽤2、选择Windows系统的专业版，将其下载到本地，如下图所⽰：3、双击下载的安装包，进⾏安装，然后会弹出界⾯：4、选择安装⽬录，Pycharm需要的内存较多，建议将其安装在D盘或者E盘，不建议放在系统盘C盘：5、点击Next，进⼊下图的界⾯：Create Desktop Shortcut创建桌⾯快捷⽅式，⼀个32位，⼀个64位，我的电脑是64位系统，所以选择64位。勾选Create Associations是否关联⽂件，选择以后打开.py⽂件就会⽤PyCharm打开。6、点击Next，进⼊下图：默认安装即可，直接点击Install。7、耐⼼的等待两分钟左右，如下图：8、之后就会得到下⾯的安装完成的界⾯：9、点击Finish，Pycharm安装完成。接下来对Pycharm进⾏配置，双击运⾏桌⾯上的Pycharm图标，进⼊下图界⾯：选择Do not import settings，之后选择OK，进⼊下⼀步。10、选择Accept，进⼊下⼀步：11、进⼊激活界⾯，选择第⼆个License server，如下图所⽰：12、Pycharm激活后13、激活之后会⾃动跳转到下图界⾯，选择IDE主题与编辑区主题：建议选择Darcula主题，该主题更有利于保护眼睛，⽽且看上去也⾮常不错~~~14、选择OK之后进⼊下图界⾯：选择Yes即可，更换IDE主题。15、之后进⼊下图界⾯：16、点击Create New Project，进⼊如下图的界⾯：⾃定义项⽬存储路径，IDE默认会关联Python解释器。选择好存储路径后，点击create。17、IDE提供的提⽰，直接close即可，不⽤理会。18、进⼊的界⾯如下图所⽰，⿏标右击图中箭头指向的地⽅，然后选择New，最后选择python file，在弹出的框中填写⽂件名(任意填写)，本例填写：helloworld。19、之后得到下图，然后点击OK即可：20、⽂件创建成功后便进⼊如下的界⾯，便可以编写⾃⼰的程序了。这个界⾯是Pycharm默认的界⾯，⼤家完全可以⾃⼰去setting中设置⾃⼰喜欢的背景和字体⼤⼩、格式等等。1.8运⾏原理1).程序要在计算机中运⾏，三个核⼼硬件必不可少，分别是CPU、内存和硬盘。CPU：中央处理器，负责处理数据和计算内存：临时存储数据(断电之后，数据会消失)，读取速度快，空间⼩硬盘：永久存储数据，读取速度慢，空间⼤2).python程序执⾏原理(1).操作系统会⾸先让CPU把【python解释器】的程序加载到内存中(2).[python解释器]读取硬盘中的【python源代码】，解释器让CPU根据语法规则从上到下翻译【python原代码】翻译成【字节码】(3).然后【python解释器】再将【字节码】解释【⼆进制机器码】。(4).最后CPU执⾏【⼆进制机器码】。Python源代码 【py】à字节码 【pyc】à⼆进制码【010001010】#将源代码编译成字节码Python -m源代码.py1.9内存与对象管理*变量⽆须事先声明*变量⽆须指定类型*程序员不⽤关⼼内存管理*变量名会被回收*del语句直接释放资源*id语句检查引⽤地址【变量定义】Python中的变量只要在使⽤之前声明且位置不受限制，但需要注意的是变量只有赋值之后才会分配内存块供外界访问。[控制台输出]【清理对象】使⽤del(地址)的⽅式清理内存中，不再使⽤的地址。[控制台输出]【动态类型】Python声明变量⽆须类型，对象的类型和内存占⽤量是在运⾏时根据等于号(=)值类型和⼤⼩确定的。[控制台输出]【内存分配与销毁】Python创建对象分配内存时，解析器根据代码借⽤系统资源。使⽤结束后，在适当的时候释放系统资源。所以python程序员不⽤担⼼内存释放问题。尽管去声明对象python内部有垃圾回收GC程序⾃动释放资源。但python也提供⼿动释放资源的⽅法，格式：del(地址)注意：del(地址)不是必须的【引⽤计数和类型引⽤】Python中的对象，分为引⽤和对象，对象中存储数据保存在堆中，引⽤中保存对象在堆中的具体位置保存在栈中。在对象的内存块中，有⼀个 HEAD部分存储着引⽤计数器(指向对象的引⽤个数count)和类型引⽤(该对象属于什么类型)type(地址)【引⽤计数】当程序执⾏到第⼀⾏Num1=100,此时指向100这个对象的引⽤只有⼀个为Num1当程序执⾏到第⼆⾏Num2=Num1,此时指向100这个对象的引⽤有两个Num1,Num2当程序执⾏到到第三⾏Num3=Num2,此时指向100这个对象的引⽤有三个Num1,Num2,Num3.当程序执⾏到第四⾏，Num2=200, Num2引⽤指向200这个对象，不再指向100，所以指向100这个对象的引⽤随之减少。执⾏两个Num1和Num3【获取地址】Python语⾔提供获取对象地址的函数id(引⽤名称)。通过该函数就可以轻松获得对象的引⽤地址。[控制台输出]【类型检查】Python提供类型检查函数type(引⽤)，就可以获得该地址指向对象的具体类型。[控制台输出]注意：type类型是python语⾔中的顶级类型。[id语句]Id(引⽤)可以查看引⽤的具体内存地址[控制台输出]【None对象】None代表空，它的布尔值总是False[del语句]Python中提供⼿动删除引⽤语句[del引⽤名]。注意：当删除掉⼀个对象的引⽤，如果这个对象没有任何引⽤指向它，它就是待回收对象，随时会被垃圾回收程序从内存中擦除。【垃圾回收】没有任何引⽤(地址)指向的对象(内存块)，会被垃圾收集器回收并释放，python的解释器负责跟踪对象的引⽤计数器，垃圾收集器负责查找引⽤计数器等于0的对象。它也负责哪些虽然引⽤计数⼤于0但也需要被销毁的对象。因为python中存在特定情况会导致循环引⽤。【循环引⽤问题】当⾄少两个对象互相引⽤时，也就是所有的引⽤都消失是，这个对象的引⽤依然存在。也就是说引⽤计数器并不能准确判断这种情况。Python的垃圾收集器实际上是⼀个引⽤计数器和⼀个循环垃圾收集器。当⼀个对象的引⽤计数为0时，解释器会暂停对该对象的跟踪。作为引⽤计数器的补充，垃圾回收器也会留⼼哪些分配总量⼤，但是没有通过引⽤计数销毁的对象。这种情况解释器会暂停，并清理所有未引⽤的循环。【总结】CPython都是基于堆栈的虚拟机 字节码 解释型语⾔。不同于Java语⾔的是，cpython将所有类型(基本类型和引⽤类型)对象都保存到堆中，⽽不是像Java将基本类型保存到栈空间，将体积⽐较⼤的对象保存到堆空间。以cpython3.6为例，使⽤⾃定义分配器管理堆，根据对象⼤⼩在堆中开辟相应的内存空间。如果使⽤cpython声明⼀个基本类型的变量，例如：x=1,虚拟机将会为1在堆上创建对象。每个对象包含两个部分，头部(PyObject_HEAD)和⼀些可变对象的特定字段。头部对象包含两个8字节，⼀个是引⽤计数器，⼀个是指向对象类型的指针。这意味着16字节是⼀个CPython对象⼤⼩的下限。Cpython中的ASCII字符串对象(PyASCIIObject)使⽤48字节的头部，所以⼀个长度为1两个字节的字符串(如a加⼀个空⽩终⽌符)占⽤50个字节；长度为10的字符串将占⽤59个字节；可变对象在cpython中，可变对象以pyGC_HEAD结构体增加了头部。这个机构⽤来进⾏回收跟踪。占⽤24个字节。总的来说，⼀个PyListObject长度为64字节，但同样需要为列表中的每个对象添加指针，这些指针存储在⼀个数组中，并分配每个对象的存储空间。垃圾回收头部如何跟踪cpython对象的牢记回收可能是程序员最不容易理解的部分，cpython使⽤计数器，可以很容易的追溯⼀个对象的引⽤；每当⼀个对象被复制，或许放⼊列表，插⼊⼀个字典等等，他的计数器都会增加，⽽当⼀个引⽤变⼩，例如使⽤del()操作或许⼀个变量超出范围，计数器相应的减少。⽽当计数器为0是，对象将会被回收。参考原⽂:【Python中堆栈】内存中的堆栈和数据结构堆栈不是⼀个概念，可以说内存中的堆栈是真实存在的物理区。内存空间在逻辑上分为三部分：代码区、静态数据区和动态数据区，动态数据区⼜分为栈区和堆区。代码区：存储⽅法体的⼆进制代码。⾼级调度(作业调度)、中级调度(内存调度)、低级调度(进程调度)控制代码区执⾏代码的切换。静态数据区：存储全局变量、静态变量、常量，常量包括final修饰的常量和String常量。系统⾃动分配和回收。栈区：存储运⾏⽅法的形参、局部变量、返回值。由系统⾃动分配和回收。堆区：new⼀个对象的引⽤或地址存储在栈区，指向该对象存储在堆区中的真实数据。