Python基礎

馮諾依曼體系架構

• CPU有運算器和控制器組成
• 運算器，完成各種算術運算、邏輯運算、數據傳輸等數據加工處理
• 控制器，控制程序的執行
• 存儲器，用於記憶程序和數據，例如內存
• 輸入設備， 將數據或者程序輸入到計算機中，例如鍵盤，鼠標
• 輸出設備，將數據或程序的處理結果展示給用戶，例如顯示器、打印機等
• CPU中還有寄存器和多級緩存Cache

編程基礎

• 計算機語言
  
  • 人與計算機中間交互的語言
• 機器語言
  
  • 一定位數組成二進制的0和1的序列，稱爲機器指令。機器指令的集合就是機器語言
  • 與自然語言差異太大，難學、難懂、難寫、難記、難查錯
• 彙編語言
  
  • 用一些助記符號代替機器指令，稱爲彙編語言。ADD A，B 指的是將寄存器A的數與寄存器B的數相加得到的數放到寄存器A中
  • 彙編語言寫好的程序需要彙編程序轉化成機器指令
  • 彙編語言只是稍微好記一些，可以認爲就是機器指令對應的助記符。只是符號本身接近自然語言

語言分類

• 低級語言
  
  • 面向機器的語言，包括機器語言、彙編語言
  • 不同的機器不能通用，不同的機器需要不同的機器指令或者彙編程序
• 高級語言
  
  • 接近自然語言和數學語言的計算機語言
  • 高級語言首先要書寫源程序，通過編譯程序把源程序轉化成機器指令的程序
  • 1954年正式發佈的Fortran語言是最早的高級語言，本意是公式翻譯
  • 人們只需要關心怎麼書寫源程序，針對不同機器的編譯的事交給編譯機器關心處理
• 編譯語言，把源代碼轉換成目標機器的CPU指令
• 解釋語言，解釋後轉換成字節碼，運行在虛擬機上，解釋器執行中間代碼

Python基礎語法

• 註釋——-#標註的文本
• 數字
  
  • 整數，不區分long和int
    
    • 進制0xa、0o10、0b10
    • bool，True、Flase
  • 浮點數
    
    • 1.2、3.1415、-0.12、1.46e9=1.46*10^9
  • 複數 1+2j
• 字符串
  
  • 使用’ ” 單雙引號引用的字符的序列
  • ”’和”“”單雙三引號，可以跨行、可以在其中自由的使用單雙引號
  • 在字符串前面加上r或者R前綴，表示該字符串不做特殊的處理
• 轉移序列
  
  • \ \t \r \n \’ \”
  • 前綴r，把裏面的所有字符當普通字符對待
• 縮進
  
  • 採用縮進的方式表示層次關係，約定使用4個空格縮進
• 續行
  
  • 在行尾使用\
  • 如果使用各種括號，認爲括號內是一個整體，內部跨行不用 \
• 標識符
  
  • 一個名字，用來指代一個值
  • 只能用字母、下劃線和數字
  • 只能以字母或者下劃線開頭
  • 不能是Python的關鍵字
  • Python是大小寫敏感的
• 常量
  
  • 一旦賦值就不能改變值的標識符
  • Python中無法定義常量
• 字面常量
  
  • 一個單獨的量，例如 12、‘abc’
• 變量
  
  • 賦值後，可以改變值的標識符

Python的語言類型

• Python是動態語言、強類型語言
• 靜態編譯語言
  
  • 實現聲明變量類型，類型不能再改變
  • 編譯時檢查
• 動態編譯語言
  
  • 不用事先聲明類型，隨時可以賦值爲其它類型
  • 編譯時不知道是什麼類型，很難判斷
• 強類型語言
  
  • 不通類型之間操作，必須先強制類型轉換爲同一類型
• 弱類型語言
  
  • 不同類型之間可以操作，自動隱式轉換。

運算符Operator

• 算術運算符

+ - *  / % **

• 自然除 / 結果是浮點數
• 位運算符
  
  
  • & | ~ ^ << >>
  • 常用方式：乘除2 的倍數，32//4相當於32>>2
  • 12, 0xc, 0o14, 0b110

~12等於多少，爲什麼
12源碼    0000 1100
12反碼    0000 1100
12補碼    0000 1100
12按位取反    1111 0011
1111 0011在計算機中表示負數
符號位不變，按位取反 加 1   1000 1101
-13

• 運算符
  
  • 賦值運算符
    
    • a = min(3,5)
    • += -+ *= /= %=等
    • x = y = z = 10
  • 成員運算符
    
    • in、not in
  • 身份運算符
    
    • is 、 is not
• 運算符優先級
  
  • 算數運算符>位運算符>身份運算符>成員運算符>邏輯運算符
  • 善用括號，提升易讀性

表達式Expression

• 由數字、符號、括號、變量等的組合
  
  • 算數表達式
  • 邏輯表達式
  • 賦值表達式
    
    • python中，賦值既定義，如果一個變量已經定義，賦值相當於重新定義

內存管理

• 引用計數
• 當引用計數爲0，它就可以被垃圾回收
• 垃圾回收GC

程序控制

• 順序
  
  • 按照先後順序一條條執行
• 分支
  
  • 根據不同情況判斷，條件滿足執行某條件下的語句
• 循環
  
  • 條件滿足就重複執行，不滿足就不執行或不再執行

單分支結構

• if語句

if condition:
    代碼塊
    ##condition必須是一個bool類型
if 1 < 2:
    print("1 less than 2")

• 代碼塊
  
  • 類似於if語句的冒號後面的就是一個語句塊
  • 在if、for、def、class等
• False等價布爾值，相當於bool(value)
  
  • 空集合
    
    • 空字符串
    • 空列表
    • 空元組
    • 空字典
  • None對象
  • 0

多分值結構

if...elif...else語句
    if condition1:
        代碼塊1
    elif condition2:
        代碼塊2
    elif condition3:
        代碼塊3
    ......
    else:
        代碼塊

• 舉例

    a = 5
    if a < 0:
        print("negative")
    elif a == 0:
        print("zero")
    else:
        print("positive")

分支嵌套

• 舉例

score = 80
if score < 0:
    print("wrong")
else:
    if scoree == 0:
        print('egg')
    elif score <= 100:
        print('right')
    else:
        print('too big')

• 嵌套結構，可以是分支，循環的嵌套
• 可以相互嵌套多層

循環–while

• 語法

while condition:
    block

當條件滿足即Conditon爲True,進入循環體，執行block

• range函數
• 舉例：打印1~10

for i in range(10):
    print(i+1)

循環 continue語句

• 中斷當前循環的當前執行，繼續下一次循環
• 舉例：計算10以內的偶數（for循環）

for i in range(10):
    if i//2 != 0:
        continue
    else:
        print(i)

循環 break語句

• 終止當前循環
• 舉例：計算1000以內的被7整除的 前20個數（for循環）

count = 0
for i in range(7,1000,7):
    print(i)
    count += 1
    if count >= 20:
        break

循環 continux、break語句

• 總結
  
  • continue和break是循環的控制語句，只是影響當前循環，包括while、for循環
  • 如果循環嵌套，contunue和break也只是影星語句所在的那一層循環
  • continue和break不是跳出語句塊，所以if cond：break不是跳出if，而是終結if外的break所在的循環

循環 else子句

• 語法

while condition:
    block
else:
    block
for elemrnt in iteratable:
    block
else:
    block

• 如果循環正常的執行結束，就執行else子句；如果使用break終止，else子句就不會執行