《Python基礎(chǔ)知識》課件

Python基礎(chǔ)知識

Python由荷蘭數(shù)學和計算機科學研究學會的GuidovanRossum于1990

年代初設(shè)計，作為一門叫做ABC語言的替代品。Python提供了高效的高級數(shù)

據(jù)結(jié)構(gòu),還能簡單有效地面向?qū)ο缶幊?。Python語法和動態(tài)類型，以及解釋型

語言的本質(zhì)，使它成為多數(shù)平臺上寫腳本和快速開發(fā)應(yīng)用的編程語言，隨著版本

的不斷更新和語言新功能的添加，逐漸被用于獨立的、大型項目的開發(fā)。

Python解釋器易于擴展，可以使用C或C-+（或者其他可以通過C調(diào)用

的語言）擴展新的功能和數(shù)據(jù)類型。Python也可用于可定制化軟件中的擴展程

序語言。Python豐富的標準庫，提供了適用于各個主要系統(tǒng)平臺的源碼或機器

碼。

1.發(fā)展歷程

自從20世紀90年代初Python語言誕生至今，它已被逐漸廣泛應(yīng)用于系

統(tǒng)管理任務(wù)的處理和Web編程。

Python的創(chuàng)始人為荷蘭人吉多?范羅蘇姆（GuidovanRossum工1989年

圣誕節(jié)期間，在阿姆斯特丹，Guido為了打發(fā)圣誕節(jié)的無趣，決心開發(fā)一個新

的腳本解釋程序，作為ABC語言的一種繼承。之所以選中Python（大蟒蛇的

意思）作為該編程語言的名字，是取自英國20世紀70年代首播的電視喜劇《蒙

提?派森的飛行馬戲團》（MontyPython'sFlyingCircus\

ABC是由Guido參加設(shè)計的一種教學語言。就Guido本人看來，ABC這

種語言非常優(yōu)美和強大，是專門為非專業(yè)程序員設(shè)計的。但是ABC語言并沒有

成功，究其原因，Guido認為是其非開放造成的。Guido決心在Python中避

免這一錯誤。同時，他還想實現(xiàn)在ABC中閃現(xiàn)過但未曾實現(xiàn)的東西。

就這樣，Python在Guido手中誕生了?？梢哉f，Python是從ABC發(fā)展

起來，主要受到了Modula-3（另一種相當優(yōu)美且強大的語言,為小型團體所設(shè)

計的）的影響。并且結(jié)合了Unixshell和C的習慣。

Python已經(jīng)成為最受歡迎的程序設(shè)計語言之一。自從2004年以后python

的使用率呈線性增長。Python2于2000年10月16日發(fā)布穩(wěn)定版本是Python

2.7。Python3于2008年12月3日發(fā)布，不完全兼容Python2。2011年1

月，它被TIOBE編程語言排行榜評為2010年度語言。

Apython

標識

由于Python語言的簡潔性、易讀性以及可擴展性，在國外用Python做科

學計算的研究機構(gòu)日益增多，一些知名大學已經(jīng)采用Python來教授程序設(shè)計課

程。例如卡耐基梅隆大學的編程基礎(chǔ)、麻省理工學院的計算機科學及編程導論就

使用Python語言講授。眾多開源的科學計算軟件包都提供了Python的調(diào)用接

口，例如著名的計算機視覺庫OpenCV、三維可視化庫VTK、醫(yī)學圖像處理庫

而專用的科學計算擴展庫就更多了，例如如下個十分經(jīng)典的科

ITKePython3

學計算擴展庫：NumPy、SciPy和matplotlib,它們分別為Python提供了快

速數(shù)組處理、數(shù)值運算以及繪圖功能。因此Python語言及其眾多的擴展庫所構(gòu)

成的開發(fā)環(huán)境十分適合工程技術(shù)、科研人員處理實險數(shù)據(jù)、制作圖表，甚至開發(fā)

科學計算應(yīng)用程序。2018年3月，該語言作者在郵件列表上宣布Python2.7

將于2020年1月1日終止支持。用戶如果想要在這個日期之后繼續(xù)得到與

Python2.7有關(guān)的支持，則需要付費給商業(yè)供應(yīng)商。

2.語言特點

Python

2?1.優(yōu)點

簡單：Python是一種代表簡單主義思想的語言。閱讀一個良好的Python

程序就感覺像是在讀英語一樣。它使你能夠?qū)Ｗ⒂诮鉀Q問題而不是去搞明白語言

本身。

易學：Python極其容易上手，因為Python有極其簡單的說明文檔。

易讀、易維護：風格清晰劃一、強制縮進

用途廣泛

也使得Python程序更加易于移植。

面向?qū)ο螅篜ython既支持面向過程的編程也支持面向?qū)ο蟮木幊?。在“?/p>

向過程”的語言中，程序是由過程或僅僅是可重用代碼的函數(shù)構(gòu)建起來的。在

"面向?qū)ο蟆钡恼Z言中，程序是由數(shù)據(jù)和功能組合而成的對象構(gòu)建起來的。

Python是完全面向?qū)ο蟮恼Z言。函數(shù)、模塊、數(shù)字、字符串都是對象。并

且完全支持繼承、重載、派生、多繼承，有益于增強源代碼的復用性。Python

支持重載運算符和動態(tài)類型。相對于Lisp這種傳統(tǒng)的函數(shù)式編程語言，Python

對函數(shù)式設(shè)計只提供了有限的支持。有兩個標準庫(functools,itertools)提供了

Haskell和StandardML中久經(jīng)考驗的函數(shù)式程序設(shè)計工具。

可擴展性、可擴充性：如果需要一段關(guān)鍵代碼運行得更快或者希望某些算法

不公開，可以部分程序用C或C++編寫，然后在Python程序中使用它們。

Python本身被設(shè)計為可擴充的。并非所有的特性和功能都集成到語言核心。

Python提供了豐富的API和工具，以便程序員能夠輕松地使用C語言、C++、

Cython來編寫擴充模塊。Python編譯器本身也可以被集成到其它需要腳本語

言的程序內(nèi)。因此很多人還把Python作為一種"膠水語言〃(gluelanguage)

使甩使用Python將其他語言編寫的程序進行集成和封裝。在Google內(nèi)部的

很多項目，例如GoogleEngine使用C++編寫性能要求極高的部分，然后用

Python或Java/Go調(diào)用相應(yīng)的模塊?！禤ython技術(shù)手冊》的作者馬特利(Alex

Martelli)說:"這很難講,不過,2004年,Python已在Google內(nèi)部使用,

Google召募許多Python高手，但在這之前就已決定使用Python，他們的目

的是Pythonwherewecan,C++wherewemust,在操控硬件的場合使用

C++,在快速開發(fā)時候使用Python。"

可嵌入性：可以把Python嵌入C/C++程序,從而向程序用戶提供腳本功

能。

豐富的庫：Python標準庫確實很龐大。它可以幫助處理各種工作，包括正

則表達式、文檔生成、單元測試、線程、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)頁瀏覽器、CGI、FTP、電

子郵件、XML、XML-RPC、HTML.WAV文件、密碼系統(tǒng)、GUI（圖形用戶界

面ITk和其他與系統(tǒng)有關(guān)的操作。這被稱作Python的〃功能齊全〃理念，除

了標準庫以外,還有許多其他高質(zhì)量的庫,如wxPython、Twisted和Python

圖像庫等等。

規(guī)范的代碼：Python采用強制縮進的方式使得代碼具有較好可讀性.而

Python語言寫的程序不需要編譯成二進制代碼。Python的作者設(shè)計限制性很

強的語法，使得不好的編程習慣（例如if語句的下一行不向右縮進）都不能通

過編譯。其中很重要的一項就是Python的縮進規(guī)則。一個和其他大多數(shù)語言（如

C）的區(qū)別就是，一個模塊的界限，完全是由每行的首字符在這一行的位置來決

定（而C語言是用一對花括號｛｝來明確的定出模塊的邊界，與字符的位置毫無關(guān)

系工通過強制程序員們縮進（包括if,for和函數(shù)定義等所有需要使用模塊的地

方）確實使得程序更加清晰和美觀。

zPython

高級動態(tài)編程：雖然Python可能被粗略地分類為"腳本語言"（script

language）但實際上一些大規(guī)模軟件開發(fā)計劃例如Zope、Mnet及BitTorrent,

Google也廣泛地使用它。Python的支持者較喜歡稱它為一種高級動態(tài)編程語

言，原因是“腳本語言”泛指僅作簡單程序設(shè)計任務(wù)的語言，如shellscript

VBScript等只能處理簡單任務(wù)的編程語言,并不能與Python相提并論。

做科學計算優(yōu)點多：說起科學計算，首先會被提到的可能是MATLAB.除

了MATLAB的一些專業(yè)性很強的工具箱還無法被替代之外，MATLAB的大部分

常用功能都可以在Python世界中找到相應(yīng)的擴展庫。和MATLAB相比，用

Python做科學計算有如下優(yōu)點：

?首先，MATLAB是一款商用軟件，并且價格不菲。而Python完全免費，

眾多開源的科學計算庫都提供了Python的調(diào)用接口。用戶可以在任何計算機上

免費安裝Python及其絕大多數(shù)擴展庫。

?其次，與MATLAB相比，Python是一門更易學、更嚴謹?shù)某绦蛟O(shè)計語

言。它能讓用戶編寫出更易讀、易維護的代碼。

?最后，MATLAB主要專注于工程和科學計算。然而即使在計算領(lǐng)域，也

經(jīng)常會遇到文件管理、界面設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通信等各種需求。而Python有著豐富的

擴展庫,可以輕易完成各種高級任務(wù)，開發(fā)者可以用Python實現(xiàn)完整應(yīng)用程序

所需的各種功能。

2.2.缺點

單行語句和命令行輸出問題：很多時候不能將程序連寫成一行，如import

sys;foriinsys.path:printi。而perl和awk就無此限制，可以較為方便的在shell

下完成簡單程序，不需要如Python一樣，必須將程序?qū)懭胍粋€.py文件。

給初學者帶來困惑：獨特的語法，這也許不應(yīng)該被稱為局限，但是它用縮進

來區(qū)分語句關(guān)系的方式還是給很多初學者帶來了困惑。即便是很有經(jīng)臉的

Python程序員，也可能陷入陷阱當中。

運行速度慢：這里是指與C和C++相比。Python開發(fā)人員盡量避開不成

熟或者不重要的優(yōu)化。一些針對非重要部位的加快運行速度的補丁通常不會被合

并到Python內(nèi)。所以很多人認為Python很慢。不過,根據(jù)二八定律,大多數(shù)

程序?qū)λ俣纫蟛桓?。在某些對運行速度要求很高的情況，Python設(shè)計師傾向

于使用JIT技術(shù),或者用使用C/C++語言改寫這部分程序?？捎玫腏IT技術(shù)是

PyPy。

2.3.和其他語言區(qū)別

＞對于一個特定的問題，只要有一種最好的方法來解決

這在由TimPeters寫的Python格言（稱為TheZenofPython）里面表

述為:Thereshouldbeone—andpreferablyonlyone—obviouswaytodo

it.這正好和Perl語言（另一種功能類似的高級動態(tài)語言）的中心思想

TMTOWTDI（There'sMoreThanOneWayToDoIt）完全相反。

Python的設(shè)計哲學是〃優(yōu)雅〃、〃明確〃、"簡單〃。因此，Perl語言中

“總是有多種方法來做同一件事〃的理念在Python開發(fā)者中通常是難以忍受

的。Python開發(fā)者的哲學是"用一種方法最好是只有一種方法來做一件事”。

在設(shè)計Python語言時,如果面臨多種選擇,Python開發(fā)者一般會拒絕花俏的

語法，而選擇明確的沒有或者很少有歧義的語法。由于這種設(shè)計觀念的差異，

Python源代碼通常被認為比Perl具備更好的可讀性，并且能夠支撐大規(guī)模的軟

件開發(fā)。這些準則被稱為Python格言。在Python解釋器內(nèi)運行importthis

可以獲得完整的列表。

>更高級的VirtualMachine

Python在執(zhí)行時，首先會將.py文件中的源代碼編譯成Python的byte

code（字節(jié)碼）,然后再由PythonVirtualMachine（Python虛擬機）來執(zhí)行

這些編譯好的bytecode。這種機制的基本思想跟Java.NET是一致的。然而,

PythonVirtualMachine與Java或.NET的VirtualMachine不同的是Python

的VirtualMachine是一種更高級的VirtualMachine。這里的高級并不是通常

意義上的高級，不是說Python的VirtualMachine比Java或.NET的功能更強

大，而是說和Java或NET相比，Python的VirtualMachine距離真實機器的

距離更遠?；蛘呖梢赃@么說，Python的VirtualMachine是一種抽象層次更高

的VirtualMachine。基于C的Python編譯出的字節(jié)碼文件通常是.pyc格式。

除此之外，Python還可以以交互模式運行，比如主流操作系統(tǒng)Unix/Linux.

Mac、Windows都可以直接在命令模式下直接運行Python交互環(huán)境。直接下

達操作指令即可實現(xiàn)交互操作。

3.基本語法

Python的設(shè)計目標之一是讓代碼具備高度的可閱讀性。它設(shè)計時盡量使用

其它語言經(jīng)常使用的標點符號和英文單字，讓代碼看起來整潔美觀。它不像其他

的靜態(tài)語言如c、Pascal那樣需要重復書寫聲明語句，也不像它們的語法那樣經(jīng)

常有特殊情況和意外。

Python開發(fā)者有意讓違反了縮進規(guī)則的程序不能通過編譯，以此來強制程

序員養(yǎng)成良好的編程習慣。并且Python語言利用縮進表示語句塊的開始和退出

（Off-side規(guī)則）,而非使用花括號或者某種關(guān)鍵字。增加縮進表示語句塊的開

始，而減少縮進則表示語句塊的退出?？s進成為了語法的一部分。例如if語句：

python3

age=int（input（“請輸入你的年齡:"））

ifage<21:

print（“你不能買酒?！埃?/p>

print（“不過你能買口香糖?！保?/p>

print（"這句話在if語句塊的外面。”）

根據(jù)PEP的規(guī)定，必須使用4個空格來表示每級縮進。使用Tab字符和其

它數(shù)目的空格雖然都可以編譯通過，但不符合編碼規(guī)范。支持Tab字符和其它

數(shù)目的空格僅僅是為兼容很舊的的Python程序和某些有問題的編輯程序。

3.1.控制語句

if語句，當條件成立時運行語句塊。經(jīng)常與else,elif（相當于elseif）配合

使用。

for語句，遍歷列表、字符串、字典、集合等迭代器，依次處理迭代器中的

每個兀素。

while語句,當條件為真時，循環(huán)運行語句塊。

try語句，與except,finally配合使用處理在程序運行中出現(xiàn)的異常情況。

class語句，用于定義類型。

def語句,用于定義函數(shù)和類型的方法。

pass語句，表示此行為空，不運行任何操作。

assert語句，用于程序調(diào)試階段時測試運行條件是否滿足。

with語句，Python2.6以后定義的語法，在一個場景中運行語句塊。比如，

運行語句塊前加密，然后在語句塊運行退出后解密。

yield語句,在迭代器函數(shù)內(nèi)使用，用于返回一個元素。自從Python2.5

版本以后。這個語句變成一個運算符。

raise語句，制造一個錯誤。

import語句，導入一^模塊或包。

from…import語句,從包導入模塊或從模塊導入某個對象。

import...as語句,將導入的對象賦值給一個變量。

in語句，判斷一個對象是否在一個字符串/列表/元組里。

3.2.表達式

Python的表達式寫法與C/C++類似。只是在某些寫法有所差別。

主要的算術(shù)運算符與C/C++類似。+,-「,/、〃「*,%分別表示加法或者

取正、減法或者取負、乘法、除法、整除、乘方、取補、取余。

Python使用and,or,not表示邏輯運算。

is,isnot用于比較兩個變量是否是同一個對象。in,notin用于判斷一個對

象是否屬于另外一個對象。

Python支持"列表推導式"(listcomprehension),比如計算0-9的平

方和:

>>>sum(x*xforxinrange(lO))

285

Python使用lambda表示匿名函數(shù)。匿名函數(shù)體只能是表達式。比如：

>>>add=lambdax,y:x+y

>>>add(3,2)

5

Python使用yifcondelsex表示條件表達式。意思是當cond為真時，

表達式的值為否則表達式的值為(相當于和里的

y,C++Javacond?y:xo

Python區(qū)分列表(list)和元組(tuple)兩種類型。list的寫法是[1,2,3],而

tuple的寫法是Q,2,3）?？梢愿淖僱ist中的元素，而不能改變tuple。在某些清

況下，tuple的括號可以省略。tuple對于賦值語句有特殊的處理。因此，可以

同時賦值給多個變量，比如：

>>>x,y=1,2#同時給x,y賦值，最終結(jié)果：

x=l,y=2

特別地,可以使用以下這種形式來交換兩個變量的值：

>>>x,y=y,x#最終結(jié)果：y=l,x=2

Python使用（單引號）和"（雙引號）來表示字符串。與Perl、UnixShell語言

或者Ruby、Groovy等語言不一樣，兩種符號作用相同。一般地，如果字符串

中出現(xiàn)了雙引號，就使用單引號來表示字符串;反之則使用雙引號。如果都沒有

出現(xiàn)，就依個人喜好選擇。出現(xiàn)在字符串中的'（反斜杠）被解釋為特殊字符，比如

\n表示換行符。表達式前加r指示Python不解釋字符串中出現(xiàn)的\。這種寫法

通常用于編寫正則表達式或者Windows文件路徑。

Python支持列表切割（listslices）,可以取得完整列表的一部分。支持切割

操作的類型有str,bytes,list,tuple等。它的語法是…[left:right]或

者…[left:right:stride]。假定nums變量的值是[1,3,5,7,8,13,20],那么下面

幾個語句為真：

nums[2:5]==[5,7,8]從下標為2的元素切割到下標為5的元素，但不包

含下標為5的元素。

nums[l:]==[3,5,7,8,13,20]切割到最后一個元素。

nums[:-3]==[1,3,5,7]從最開始的元素一直切割到倒數(shù)第3個元素。

nums[:]==[1,3,5,7,8,13,20]返回所有元素。改變新的列表不會影響

至

Unumso

nums[l:5:2]==⑶刀從下標為1的元素切割到下標為5的元素，且步長

為2。

3.3.函數(shù)

Python的函數(shù)支持遞歸、默認參數(shù)值、可變參數(shù)，但不支持函數(shù)重載。為

了增強代碼的可讀性，可以在函數(shù)后書寫"文檔字符串"(Documentation

Strings,或者簡稱docstrings),用于解釋函數(shù)的作用、參數(shù)的類型與意義、返

回值類型與取值范圍等?？梢允褂脙?nèi)置函數(shù)help。打印出函數(shù)的使用幫助。比如：

>>>defrandint(a,b):

..."Returnrandomintegerinrange[a,b],includingbothend

points."...

>>>help(randint)

Helponfunctionrandintinmodule_main_:

randint(a,b)

Returnrandomintegerinrange[a,b]zincludingbothendpoints.

3.4.對象的方法

對象的方法是指綁定到對象的函數(shù)。調(diào)用對象方法的語法是

instance.method(arguments)。它等價于調(diào)用Class.method(instance,

arguments).當定義對象方法時,必須顯式地定義第一個參數(shù)，一般該參數(shù)名

都使用self,用于訪問對象的內(nèi)部數(shù)據(jù)。這里的self相當于C++,Java里面的

this變量但是我們還可以使用任何其它合法的參數(shù)名比如this和mine等，

self與C++,Java里面的this不完全一樣，它可以被看作是一個習慣性的用法,

我們傳入任何其它的合法名稱都行，比如：

classFish:

:defeat(seltfood):

iffoodisnotNone:

,self.hungry=False

I

(classUser:

def_init_(myself;name):

i=name

#構(gòu)造Fish的實例：

of=Fish()

#以下兩種調(diào)用形式是等價的：

1

Fish.eat(f/"earthworm")

f.eat("earthworm")

2

u=User('username')

print()

3

4

5

6

Python認識一些以開始并以結(jié)束的特殊方法名，它們用于實

現(xiàn)運算符重靳口實現(xiàn)多種特殊功能。

3.5.類型

Python采用動態(tài)類型系統(tǒng)。在編譯的時候，Python不會檢查對象是否擁

有被調(diào)用的方法或者屬性，而是直至運行時，才做出檢查。所以操作對象時可能

會拋出異常。不過，雖然Python采用動態(tài)類型系統(tǒng)，它同時也是強類型的。

Python禁止沒有明確定義的操作，比如數(shù)字加字符串。

與其它面向?qū)ο笳Z言一樣,Python允許程序員定義類型。構(gòu)造一個對象只

需要像函數(shù)一樣調(diào)用類型即可，比如，對于前面定義的類型，使用

FishFish（）0

類型本身也是特殊類型type的對象（type類型本身也是type對象）,這種特殊

的設(shè)計允許對類型進行反射編程。

Python內(nèi)置豐富的數(shù)據(jù)類型。與Java、C++相比，這些數(shù)據(jù)類型有效地減

少代碼的長度。下面這個列表簡要地描述了Python內(nèi)置數(shù)據(jù)類型（適用于

Python3.x）:

類型描述例子備注

,Wikipecia'

"Wikipedia"在Python3.x里，

str（string/一個由字符組成的不可更

"""Spanning字符串由Unicode

字符串）改的有序串行。

multiple字符組成

lines"""

一個由字節(jié)組成的不可更b'SomeASCH'在Python2.x里，

bytes（字節(jié)）

改的有序串行。b"SomeASCII"bytes為str的一種

可以包含多種類型的可改[4.0,'string；

list（列表）無

變的有序串行True]

可以包含多種類型的不可（4.0,'string；

tuple（元組）無

改變的有序串行True）

{4.0,'string',

與數(shù)學中集合的概念類

set,True}

似。無序的、每個元素唯無

frozensetfrozenset([4.0,

O

'string',True])

一個可改變的由鍵值對組{'keyl':1.0,3:

diet(字典)無

成的無序串行。False}

int（整數(shù)）精度不限的整數(shù)42無

float(浮點

浮點數(shù)。精度與系統(tǒng)相關(guān)。3.1415927無

數(shù)）

complex復數(shù)3+2.7j無

邏輯值。只有兩個值：真、True

bool無

假False

builtm_funct

自帶的函數(shù)，不可更改也print

ion_or_meth無

不可增加input

od

顯示某個值的類型，用type(l)->

type(類型)無

type(x)獲得type()->

range(lO)在Python2.x中,

……list(range(10)range為

range按順序排列的數(shù)

)->OL234,5,6,builtin_function_

7,8,9]or_method,獲得

range(l,10)的數(shù)為list

......Iist(range(l,l

0))?>[123,4,5,6,

7,8,9]

range(l,10,2)

……list(range(l,l

0,2))->[13,57,9]

除了各種數(shù)據(jù)類型，Python語言還用類型來表示函數(shù)、模塊、類型本身、

對象的方法、編譯后的Python代碼、運行時信息等等。因此，Python具備很

強的動態(tài)性。

3.6.數(shù)學運算

Python使用與C.Java類似的運算符，支持整數(shù)與浮點數(shù)的數(shù)學運算，同

時還支持復數(shù)運算與無窮位數(shù)(實際受限于計算機的能力)的整數(shù)運算。除了求

絕對值函數(shù)abs()^,大多數(shù)數(shù)學函數(shù)處于math和cmath模塊內(nèi)。前者用于實

數(shù)運算，而后者用于復數(shù)運算。使用時需要先導入它們，比如：

>>>importmath

>>>print(math.sin(math.pi/2))

1.0

fractions模塊用于支持分數(shù)運算;decimal模塊用于支持高精度的浮點數(shù)

、-ZEA-

必算。

Python定義求余運行a%b的值處于開區(qū)間[0,b)內(nèi),如果b是負數(shù)，開

區(qū)間變?yōu)檫@是一個很常見的定義方式。不過其實它依賴于整除的定義。

(b,0]e

為了讓方程式：b*(a〃b)+a%b=a恒真，整除運行需要向負無窮小方向

取值。比如7//3的結(jié)果是2,而(-7)〃3的結(jié)果卻是-3。這個算法與其它很多

編程語言不一樣，需要注意，它們的整除運算會向0的方向取值。

Python允許像數(shù)學的常用寫法那樣連著寫兩個比較運行符。比如a<b<c

與a<bandb<c等價。C++的結(jié)果與Python不一樣，首先它會先計算a<

b，根據(jù)兩者的大小獲得0或者1兩個值之一，然后再與c進行比較。

4.幫助

4.1.列出模塊中的函數(shù)

用import導入模塊后，可使用函數(shù)dir(m)列出模塊的所有函數(shù)，import

是導入模塊的命令，m是模塊名.

例子：

>>>importmath

>>>dir(math)

['doc\'loader\'name'package

'_spec_'z'acos'z'acosh','asin'z'asinh'z'atan','atan2

'atanh','ceil','copysign','cos','cosh','degrees','e',

'erf,'erfc\'exp','expml','fabs'；'factorial','floor','f

mod','frexp','fsum','gamma','gcd','hypot','inf,'is

close','isfinite'；'isinf,'isnan','Idexp','Igamma','log',

,loglO','loglp',1og2\'modf,'nan'z'pi','pow','radi

ans','sin\'sinh','sqrt','tan'z'tanh'z'tau'z'trunc']

這個例子列出math模塊的一些函數(shù)，以雙下劃線(__)開頭的名稱用于較

復雜的python編程。

4.2.查看完整的python內(nèi)置函數(shù)清單

查看完整的python內(nèi)置函數(shù)清單，可在提示符后輸入>>>dir(__builtins_

Jo

例子：

>>>dir(_builtins_)

['ArithmeticError','AssertionError'；'AttributeErr

or'z'BaseException','BlockinglOError','BrokenPipeEr

ror'z'BufferError','BytesWarning'；'ChildProcessError

'ConnectionAbortedError','ConnectionError','Con

nectionRefusedError','ConnectionResetError','Depr

ecationWarning','EOFError','Ellipsis','EnvironmentE

rror','Exception'；'False','FileExistsError','FileNotFou

ndError','FloatingPointError','FutureWarning','Gen

eratorExit','lOError','ImportError','ImportWarning',

,IndentationError','IndexError','InterruptedError','Is

ADirectoryError','KeyError','Keyboardlnterrupt',*Lo

okupError','MemoryError','ModuleNotFoundError',

'NameError','None','NotADirectoryError','Notlmpl

emented','NotlmplementedError','OSError','Overfl

owError','PendingDeprecationWarning','Permission

Error','ProcessLookupError'r'RecursionError','Refer

enceError','Resourcewarning',RuntimeError','Runt

imeWarning','StopAsyncIteration','Stoplteration'z'S

yntaxError','SyntaxWarning','SystemError','SystemE

；

xit'z'TabError',TimeoutError','True''TypeError','Un

boundLocalError','UnicodeDecodeError','UnicodeE

ncodeError','UnicodeError','UnicodeTranslateError,,

'UnicodeWarning','UserWarning','ValueError1,'War

ning\'WindowsError','ZeroDivisionError','_buil

d_class」'_debug」'_doc_'，’__import」

der_','_name」'_package_J,'_spec」'abs','all

'any','ascii','bin','bool*,'bytearray','bytes','callabl

e'z'chr*,'classmethod','compile','complex','copyrig

ht\'credits','delattr','diet','dir';'divmod','enumera

te\'eval','exec\'exit','filter','float'；'format','frozen

set\'getattr','globals','hasattr'；'hash','help','hex','

；

id'z'input','int''isinstance','issubclass','iter','len',1i

cense','list','locals','map','max','memoryview','mi

n','next','object','oct','open','ord'z'pow'z'print',*pr

operty'z'quit','range',Yepr','reversed','round','set',

'setattr','slice','sorted','staticmethod','str','sum','s

uper','tuple','type','vars*,'zip']

4.3.查看某個函數(shù)的文檔幫助信息

可以用函數(shù)help(函數(shù))來查看某個函數(shù)的文檔幫助信息。

例子：

>>>help(sum)

Helponbuilt-infunctionsuminmodulebuiltins:

sum(iterable,start=0,/)

Returnthesumofa'start*value(default:0)pl

usaniterableofnumbersWhentheiterableise

mpty,returnthestartvalue.

Thisfunctionisintendedspecificallyforuse

withnumericvaluesandmayrejectnon-numerict

ypes.

可以直接在提示符下輸入help()，然后輸入某個模塊或函數(shù)名得到詳細的幫

助信息。

5.接口

CGI目前由NCSA維護，NCSA定義CGI如下：

CGI(CommonGatewayInterface),通用網(wǎng)關(guān)接口，它是一段程序，運行

在服務(wù)器上如：HTTP服務(wù)器,提供同客戶端HTML頁面的接口。

CGI程序可以是Python腳本、Perl腳本、Shell腳本、C或者C++程序等。

5.1.服務(wù)器

在你進行CGI編程前，確保您的Web服務(wù)器支持CGI及已經(jīng)配置了CGI

的處理程序。

所有的HTTP服務(wù)器執(zhí)行CGI程序都保存在一個預先配置的目錄。這個目

錄被稱為CGI目錄，并按照慣例，它被命名為/var/www/cgi-bin目錄。

CGI文件的擴展名為.cgi,python也可以使用.py擴展名。

默認情況下，Linux服務(wù)器配置運行的cgi-bin目錄中為/var/www。

如果想指定的其他運行CGI腳本的目錄,可以修改httpd.conf配置文件,

如下所示：

<Directory"/var/www/cgi-bin">

AllowOverrideNone

OptionsExecCGI

Orderallowzdeny

Allowfromall

</Directory>

<Directory"/var/www/cgi-bin">

OptionsAll

</Directory>

5.2.程序

使用Python創(chuàng)建第一個CGI程序，文件名為hello.py,文件位于

/var/www/cgi-bin目錄中，內(nèi)容如下，修改文件的權(quán)限為755:[7]

#!/usr/bin/envpython

print("Content-type:text/html\r\n\r\n")

print("<html>")

print("<head>")

print("")

print("</head>n)

print("<body>")

print("<h2>HelloWorld!ThisismyfirstCGIpr

ogram</h2>")

print("</body>n)

oprint("</html>")

以上程序在瀏覽器訪問顯示結(jié)果如下：

HelloWorld!ThisismyfirstCGIprogram

這個的hello.py腳本是一個簡單的Python腳本，腳本第一的輸出內(nèi)容

"C。ntent-type:text/html\r\n\r\n”發(fā)送到瀏覽器并告知瀏覽器顯示的內(nèi)容類型

為"text/html"。

5.3.環(huán)境變量

所有的CGI程序都接收以下的環(huán)境變量,這些變量在CGI程序中發(fā)揮了重

要的作用：

變量名描述

CONTE這個環(huán)境變量的值指示所傳遞來的信息的MIME類型。目前，環(huán)境變量CONT

NT_TYPENT_TYPE一般都是：application/x-www-form-urlencoded他表示UJg來

E自于HTML表單。

CONTE如果服務(wù)器與CGI程序信息的傳遞方式是POST,這個環(huán)境變量即使從標準輸

NT.LEN入STDIN中可以讀到的有效數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。這個環(huán)境變量在讀取所輸入的數(shù)據(jù)

GTH時必須使用。

HTTP_C

客戶機內(nèi)的COOKIE內(nèi)容。

OOKIE

HTTP_U

SER.AG提供包含了版本數(shù)或其他專有數(shù)據(jù)的客戶瀏覽器信息。

ENT

PATII-I這個環(huán)境變量的值表示緊接在CGI程序名之后的其他路徑信息。它常常作為C

NFOGI程序的參數(shù)出現(xiàn)。

QUERY.如果服務(wù)器與CGI程序信息的傳遞方式是GET,這個環(huán)境變量的值即使所傳遞

STRING的信息。這個信息經(jīng)跟在CGI程序名的后面，兩者中間用一個問號？分隔。

這個環(huán)境變量的值是發(fā)送請求的客戶機的IP地址，例如上面的7.

REMOT

這個值總是存在的。而且它是Web客戶機需要提供給Web服務(wù)器的唯一標識,

E_ADDR

可以在CGI程序中用它來區(qū)分不同的Web客戶機。

REMOT這個環(huán)境變量的值包含發(fā)送CGI請求的客戶機的主機名。如果不支持你想查詢，

E-HOST則無需定義此環(huán)境變量。

REQUES

提供腳本被調(diào)用的方法。對于使用HTTP/1.0協(xié)議的腳本，僅GET和POST

T_METH

有意義。

0D

SCRIPT_

FILENACGI腳本的完整路徑

ME

SCRIPT.

CGI腳本的的名稱

NAME

SERVER

這是你的WEB服務(wù)器的主機名、別名或IP地址。

_NAME

SERVER

這個環(huán)境變量的值包含了調(diào)用CGI程序的HTTP服務(wù)器的名稱和版本號。例如，

_SOFTW

上面的值為Apache/2.2.14(Unix)

ARE

以下是一個簡單的CGI腳本輸出CGI的環(huán)境變量：

#!/usr/bin/python

importos

print"Content-type:text/html\r\n\r\n"

print"Environment"

forparaminos.environ.keysQ:

print"<b>%20s</b>:%s<\br>"%(param,os.e

nviron[param])

6.應(yīng)用領(lǐng)域

Python是一種解釋型腳本語言，可以應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

?Web和Internet開發(fā)

?科學計算和統(tǒng)計

?人工智能

?桌面界面開發(fā)

?軟件開發(fā)

?后端開發(fā)

?網(wǎng)絡(luò)接口：能方便進行系統(tǒng)維護和管理，Linux下標志性語言之一,

是很多系統(tǒng)管理員理想的編程工具。

圖形處理：有PIL、Tkinter等圖形庫支持，能方便進行圖形處理。

數(shù)學處理：NumPy擴展提供大量與許多標準數(shù)學庫的接口。

文本處理：python提供的re模塊能支持正則表達式，還提供SGML,XML

分析模塊，許多程序員利用python進行XML程序的開發(fā)。

數(shù)據(jù)庫編程：程序員可通過遵循PythonDB-API(應(yīng)用程序編程接口)規(guī)

范的模塊與MicrosoftSQLServer,Oracle,Sybase,DB2,MySQL、SQLite

等數(shù)據(jù)庫通信。python自帶有一個Gadfly模塊提供了一個完整的SQL環(huán)境。

網(wǎng)絡(luò)編程：提供豐富的模塊支持sockets編程,能方便快速地開發(fā)分布式應(yīng)

用程序。很多大規(guī)模軟件開發(fā)計劃例如Zope,Mnet及BitTorrent.Google都

在廣泛地使用它。

Web編程：應(yīng)用的開發(fā)語言，支持最新的XML技術(shù)。

多媒體應(yīng)用：Python的PyOpenGL模塊封裝了"OpenGL應(yīng)用程序編程

接口"，能進行二維和三維圖像處理。PyGame模塊可用于編寫游戲軟件。

pymo引擎PYMO全稱為pythonmemoriesoff是一款運行于Symbian

系統(tǒng)上的游戲引擎。因其

S60V3,Symbian3,S60v5,Symbian3zAndroidAVG

基于python2.0平臺開發(fā)，并且適用于創(chuàng)建秋之回憶(memoriesoff)風格的

AVG游戲，故命名為PYMO。

黑客編程：python有一個hack的庫，內(nèi)置了你熟悉的或不熟悉的函數(shù)，但

是缺少成就感。

用Python寫簡單爬蟲

首先，要通過urllib2這個Module獲得對應(yīng)的HTML源碼。(PS:在

python3.3之后urllib2已經(jīng)不能再用，代之以urllib)

importurllib2#調(diào)用urllib2

lirl='http:〃/s?wd=cloga'#把等號右邊的

網(wǎng)址賦值給url

html=urllib2.urlopen(url).read()#html隨意取

名等號后面的動作是打開源代碼頁面，并閱讀

printhtml#打印

通過上面這三句就可以將URL的源碼存在content變量中，其類型為字符

型。

接下來是要從這堆HTML源碼中提取我們需要的內(nèi)容。用Chrome查看一

下對應(yīng)的內(nèi)容的代碼(也可以用Firefox的Firebug\

可以看到url的信息存儲在span標簽中，要獲取其中的信息可以用正則表

達式。

7.開發(fā)工具

>Tkinter

Python默認的圖形界面接口。Tkinter是一個和Tk接口的Python模塊，

Tkinter庫提供了對TkAPI的接口，它屬于Tcl/Tk的GUI工具組。

>PyGTK

用于pylhonGUI程序開發(fā)的GTK+庫。GTK就是用來實現(xiàn)GIMP和Gnome

的庫。

>PyQt

用于python的Qt開發(fā)庫。QT就是實現(xiàn)了KDE環(huán)境的那個庫，由一系列

的模塊，有qt,qtcanvas,qtgl,qtnetwork,qtsql,qttable,qtuiandqtxml,

包含有300個類和超過5750個的函數(shù)和方法。PyQt還支持一個叫qtext的模

塊，它包含一個QScintilla庫。該庫是Scintillar編輯器類的Qt接口。

>wxPython

GUI編程框架,熟悉MFC的人會非常喜歡，簡直是同一架構(gòu)（對于初學者

或者對設(shè)計要求不高的用戶來說，使用BoaConstructor可以方便迅速的進行

wxPython的開發(fā)）屬于外置庫,要先下載。

>PIL

python提供強大的圖形處理的能力，并提供廣泛的圖形文件格式支持，該

庫能進行圖形格式的轉(zhuǎn)換、打印和顯示。還能進行一些圖形效果的處理，如圖形

的放大、縮小和旋轉(zhuǎn)等。是Python用戶進行圖象處理的強有力工具。

>Psyco

一個Python代碼加速度器，可使Python代碼的執(zhí)行速度提高到與編譯語

言一樣的水平。

>xmpppy

Jabber服務(wù)器采用開發(fā)的XMPP協(xié)議，GoogleTalk也是采用XMPP協(xié)議

的IM系統(tǒng)。在Python中有一個xmpppy模塊支持該協(xié)議。也就是說，我們可

以通過該模塊與Jabber服務(wù)器通信，是不是很Cool。

>PyMedia

用于多媒體操作的python模塊。它提供了豐富而簡單的接口用于多媒體處

理可在和平臺下

(wav,mp3,ogg,avi,divx,dvd,cddaetc)0WindowsLinux

使用。

>Pmw

Pythonmegawidgets,Python超級GUI組件集，一個在python中利用

Tkinter模塊構(gòu)建的高級GUI組件，每個Pmw都合并了一個或多個Tkinter組

件，以實現(xiàn)更有用和更復雜的功能。

>PyXML

用Python解析和處理XML文檔的工具包,包中的4D0M是完全相容于

W3CDOM規(guī)范的。它包含以下內(nèi)容：

xmlproc:一個符合規(guī)范的XML解析器。Expat:T快速的非驗證的XML

解析器。還有其他和他同級別的還有PyHtmlPySGML。

>PyGame

用于多媒體開發(fā)和游戲軟件開發(fā)的模塊?？梢灾苯邮褂胮ipinstallpygame

下載

>PyOpenGL

模塊封裝了"OpenGL應(yīng)用程序編程接口"，通過該模塊python程序員可

在程序中集成2D和3D的圖形。

、

>NumPyNumArray%SAGE

NumArray是Python的一個擴展庫，主要用于處理任意維數(shù)的固定類型數(shù)

組，簡單說就是一個矩陣庫。它的底層代碼使用C來編寫，所以速度的優(yōu)勢很

明顯。SAGE是基于NumPy和其他幾個工具所整合成的數(shù)學軟件包，目標是取

代Magma,Maple,Mathematica和Matlab這類工具。

>MySQLdb

用于連接MySQL數(shù)據(jù)庫。還有用于zope的ZMySQLDA模塊,通過它就

可在zope中連接mysql數(shù)據(jù)庫。

>Sqlite3

用于連接sqlite數(shù)據(jù)庫。

>Python-ldap

提供一組面向?qū)ο蟮腁PI,可方便地在python中訪問Id叩目錄服務(wù)，它

基于OpenLDAP2.x。

>smtplib

發(fā)送電子郵件。

>ftplib

定義了FTP類和一些方法，用以進行客戶端的ftp編程。如果想了解ftp協(xié)

議的詳細內(nèi)容，請參考RFC959。

>PyOpenCL

OpenCL的Python接口,通過該模塊可以使用GPU實現(xiàn)并行計算。

>xes-lib

學而思庫可用于發(fā)送郵件、查看天氣等功能。

8.標準庫

Python擁有一個強大的標準庫。Python語言的核心只包含數(shù)字、字符串、

列表、字典、文件等常見類型和函數(shù)，而由Python標準庫提供了系統(tǒng)管理、網(wǎng)

絡(luò)通信、文本處理、數(shù)據(jù)庫接口、圖形系統(tǒng)、XML處理等額外的功能。Python

標準庫命名接口清晰、文檔良好，很容易學習和使用。

Python社區(qū)提供了大量的第三方模塊，使用方式與標準庫類似。它們的功

能無所不包，覆蓋科學計算、Web開發(fā)、數(shù)據(jù)庫接口、圖形系統(tǒng)多個領(lǐng)域，并

且大多成熟而穩(wěn)定。第三方模塊可以使用Python或者C語言編寫。SWIG,SIP

常用于將C語言編寫的程序庫轉(zhuǎn)化為Python模決。BoostC++Libraries包含

了一組庫