Python入门三部曲 | 第一节课：基础入门

三节课让你弄清自己适不适合学编程

针对人群：零基础想学python，又怕自己学不会，怀疑自己是不是适合学习编程的童鞋。这一节课主要是扫盲，很多同学可能连python运行环境都没有搭建好。

python是一门解释型编程语言，python代码是通过python解释器解释后交给计算机执行的。

所以python运行环境的搭建主要是安装python解释器。

目前python有两个大的版本，2.X和3.X。2.X是遗产，3.X是未来。除非特殊情况，新手建议学习3.X。

访问python官网，下载解释器安装包。注意按照操作系统下载对应版本。

下载后双击安装文件会出现如下界面

记得勾选添加环境变量，然后就是下一步下一步，一般情况下都会正常安装成功。

全黑的窗口，满屏的像瀑布一样流动的英文，这是电影中黑客出场的画面。

cmd 命令行工具就满足这个要求，在 windows 系统中，win 键 +R 键弹出运行窗口

输入 cmd 确定就会打开命令行工具。一般情况会打开如下窗口

不同版本，可能会有配色的不同，但功能一致。

其实这就是一个名字为cmd.exe的程序，感兴趣的同学可以在电脑中找下它的位置。它有一个很重要的作用就是能够通过程序名自动调用对应的程序，而不需要去找到可执行文件双击执行。

例如，可以在命令行键入notepad 回车，你会发现居然打开了记事本。

那是因为记事本这个程序的程序名就是notepad.exe，机灵的小可爱就会联想QQ的程序名是 qq.exe那么，那么在命令行中输入QQ是不是也可以打开 QQ 呢？

结果多半如下：

这是为什么呢？其实 cmd 在接收到用户输入的命令后，会去电脑中搜索同名的程序或者批处理等文件，但是为了效率，它不会查找每个文件夹。

那它会去哪些文件夹中搜索呢？

环境变量其实是一系列常用程序所在路径的集合，记事本程序的路径存在默认的环境变量中所以可以通过命令行打开，QQ 程序的路径不在环境变量中，所以打不开。

windows 系统设置环境变量的步骤如下：
右键【我的电脑】-【属性】-【高级系统设置】-【环境变量】

在用户变量中找到环境变量 path，如果没有就新建一个 path 变量。点击编辑，将 QQ 程序路径添加到 path 中。

然后重新打开命令行工具应用新的环境变量，再次键入 qq 你就可以打开 QQ 啦。

如果在安装 python 解释器的时候忘记勾选添加环境变量，也可以通过手动设置环境变量，然后在命令行中就可以运行 python 命令啦。

在命令行中键入 python 命令，出现如下窗口表示运行环境搭建成功。

python 代码的运行方式有两种：

在命令行窗口输入命令

进入 python 解释器交互式客户端，在窗口中输入任意 python 代码，客户端窗口都会立即返回运行结果，当关闭客户端窗口后，代码不会保存。这种方式一般用来进行测试，不是正式的运行方式。

任意文本编辑工具都可以进行 python 代码的编写 ，在桌面新建一个文本文档，写入如下代码

然后保存（尽量不要使用记事本直接编辑代码）。现在这个文本文档就是一个 python 的源代码文件，通常称为 python 脚本文件，通常我们会将 python 脚本文件的后缀改为 .py 。

python 代码本质上是通过 python 解释器解释成机器码后交由计算机执行的。

在命令行输入命令

就可以运行对应的脚本代码。

搭建好 python 运行环境后编写如下脚本然后运行试试看。

注意每层缩进都是 4 个空格。

计算机文件是一个存储在存储器上的数据序列，可以包含任何数据内容。概念上，文件是数据的集合和抽象。用文件形式组织和表达数据更有效也更为灵活。文件包括两种类型：文本文件和二进制文件。

文件本质上都是存储在存储器上的二进制数据。

使用 HexEditor 可以以 16 进制的方式打开任何文件。特别是文本文件。

遵循统一的字符编码，在打开时，计算机会根据字符编码解析成编码表上对应的字符。

二进制文件和文本文件本质上没有区别，只是没有统一的编码，需要根据特定的程序进行解析和运行。

无论是文本文件还是二进制文件都可以用"文本文件方式"和"二进制文件方式"打开，打开后的操作不同。

计算机底层只能表示二进制信息，不能直接表示文字。计算机显示给我们看的文字可以看做是很小的一张张字符的图片。但如果文字都以图片进行存储和传输，图片体积非常大，从而效率会变得很低。

所以计算机科学家将这些单个字符图片放到一个文件中，这个文件就是字体文件。再给每个字符一个编号，存储传输时就用字符的编号。这个编号表就是字符编码(简单这么理解)。

文本文件存储的就是每个字符的编号，计算机在打开文本文件时，会根据指定的编码，去编码表中查询一个一个的字符，再渲染给用户。

因为历史原因，字符编码有很多。最先发明的是 ascii 码。

总共127个字符，因此使用一个字节（8 位二进制）来表示，也即是一个字符占一个字节的大小。

在记事本中键入 abc123+-*/，然后使用 HexEditor 打开后发现跟上面的编码表是一致的。

可以看到 ascii 码里只有英文字母和常见字符，没有中文，以及世界上其他国家的文字。随着计算机的发展，各国都创建了自己国家的计算机字符编码。

1980 年中国发布了 gb2312, GB2312 是一个简体中文字符集，由 6763 个常用汉字和 682 个全角的非汉字字符组成。

gb2312 使用两个字节表示一个汉字。

通过字符串的 encode 方法可以根据字符编码进行编码

b'\xd6\xd0'

GB2312的出现，基本满足了汉字的计算机处理需要，但对于人名、古汉语等方面出现的罕用字，GB 2312不能处理，这导致了后来 GBK及GB18030 汉字字符集的出现。

GBK即汉字内码扩展规范，K为扩展的汉语拼音中“扩”字的声母。GBK编码标准兼容 GB2312，共收录汉字21003个、符号883个，并提供1894个造字码位，简、繁体字融于一库。

gbk 也是使用两个字节表示一个汉字。

b'\xd6\xd0'

UnicodeEncodeError Traceback (most recent call last)

in
----> 1 '囙'.encode('gb2312')

UnicodeEncodeError: 'gb2312' codec can't encode character '\u56d9' in position 0: illegal multibyte sequence

b'\x87\xe0'

世界上存在多种编码方式，同一个编码值，在不同编码体系里代表着不同的字。要想打开一个文本文件，不但要知道它的编码方式，还要安装有对应编码表，否则就可能无法读取或出现乱码。

我上大学时玩电脑游戏最大的问题就是乱码。

以日文的编码方式创建一个文本文件写入 やめて，然后用记事本打开会显示如下：

这个问题促使了 unicode 码的诞生。

unicode 将世界上所有的符号都纳入其中，无论是英文、日文、还是中文等，大家都使用这个编码表，就不会出现编码不匹配现象。每个符号对应一个唯一的编码，乱码问题就不存在了。

Unicode 固然统一了编码方式，但是它的效率不高，比如 UCS-4(Unicode 的标准之一)规定用 4 个字节存储一个符号，那么每个英文字母前都必然有三个字节是 0，这对存储和传输来说都很耗资源。

将之前写有 abc123+-*\ 的文件用记事本另存为 unicode 会发现文件的体积大了一倍。(本来应该是 4 倍，windows 做了优化)

为了提高 Unicode 的编码效率，于是就出现了 UTF-8 编码。UTF-8 可以根据不同的符号自动选择编码的长短。比如英文字母可以只用 1 个字节就够了。"汉"字的 Unicode 编码是 U+00006C49，然后把 U+00006C49 通过 UTF-8 编码器进行编码，最后输出的 UTF-8 编码是 E6B189。utf-8 中汉字使用 3 个字节存储。

b'a'

b'\xe4\xb8\xad'
注意为了统一 python3 在内存中所有的字符都采用 unicode。

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