Python 非常适合初学者用来进入计算机编程领域。Python 属于非常高级的语言，掌握了这门高级语言，就对计算机编程的核心思想——抽象有了初步理解。如果希望继续深入学习计算机编程，可以学习 Java、C、JavaScript、Lisp 等不同类型的语言，只有多掌握不同领域的语言，有比较才更有收获。
>1.1 环境准备
1.1.1 Python 安装
（1）官网下载 Python
进入官网（https://www.python.org），点击 Downloads，选择要下载的版本：
>（2）安装 Python
安装时注意下图勾选部分一定要勾选：
1.1.2 安装代码编辑器 PyCharm
（1）官网下载 PyCharm
进入官网（https://www.jetbrains.com/pycharm），点击 Downloads，选择要下载的版本：
>（2）安装 PyCharm
设置安装路径之后，一直点 next 即可。
1.1.3 安装 Jupyter notebook
数据分析，对我来说最好用的还是 Jupyter notebook
- Jupyter notebook ：基于 web 的交互式计算环境，可以编辑易于人们阅读的文档，用于展示数据分析的过程。
观察一段 10 行 Python 代码，感受一下 Python 的风格：
# 温度转换
# TempConvert.py
TempStr = input("请输入带有符号的温度值：")
if TempStr[-1] in ['F','f']:
C = (eval(TempStr[0:-1]) - 32)/1.8
print("转换后的温度是{:.2f}C".format(C))
elif TempStr[-1] in ['C','c']:
F = 1.8*eval(TempStr[0:-1]) + 32
print("转换后的温度是{:.2f}F".format(F))
else:
print("输入格式错误！")☎️ eval()去掉参数最外侧引号并执行余下语句的函数，称为“评估函数”。
程序的基本编写方法：IPOI：Input 输入，程序的输入P：Process 处理，程序的主要逻辑O：Output 输出，程序的输出
编程解决问题的步骤：
- （1）分析问题：分析问题的计算部分，想清楚
- （2）划分边界：划分问题的功能边界，规划 IPO
- （3）设计算法：设计问题的求解算法，关注算法
- （4）编写程序：编写问题的计算程序，编程序
- （5）调试测试：调试程序使正确运行，运行调试
- （6）升级维护：适应问题的升级维护，更新完善
1.2 第一个 Python 程序
1.2.1 HelloWorld
创建第一个项目 HelloWorld --> 创建文件 app.py --> 写入代码：
print("HelloWorld")效果图：
>- 删除
要删除 list 末尾的元素，用 pop() 方法：
classmates.pop()要删除指定位置的元素，用 pop(i) 方法，其中 i 是索引位置：
classmates.pop(1)效果：
- 替换
要把某个元素替换成别的元素，可以直接赋值给对应的索引位置：
classmates[1] = 'Oliver'Ⅱ 不可变有序列表 - 元组 tuple ( )
另一种有序列表叫元组：tuple。tuple 和 list 非常类似，但是 tuple 一旦初始化就不能修改，比如同样是列出同学的名字：
classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')现在，classmates 这个 tuple 不能变了，它也没有 append()，insert() 这样的方法。其他获取元素的方法和 list 是一样的，你可以正常地使用 classmates[0]，classmates[-1]，但不能赋值成另外的元素。
!> 不可变的 tuple 有什么意义？因为 tuple 不可变，所以代码更安全。如果可能，能用 tuple 代替 list 就尽量用 tuple。
? tuple 的陷阱：当你定义一个 tuple 时，在定义的时候，tuple 的元素就必须被确定下来，比如：
t = (1, 2)
print(t) # (1, 2)如果要定义一个空的 tuple，可以写成 ()：
t = ()
print(t) # ()但是，要定义一个只有 1 个元素的 tuple，如果你这么定义：
t = (1)
print(t) # 1定义的不是 tuple，是 1 这个数！这是因为括号 () 既可以表示 tuple，又可以表示数学公式中的小括号，这就产生了歧义，因此，Python 规定，这种情况下，按小括号进行计算，计算结果自然是 1。
所以，只有 1 个元素的 tuple 定义时必须加一个逗号,，来消除歧义：
t = (1,)
print(t) # (1,)?> Python 在显示只有 1 个元素的 tuple 时，也会加一个逗 ,，以免你误解成数学计算意义上的括号。
最后来看一个 “可变的” tuple ：
t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
t[2][0] = 'X'
t[2][1] = 'Y'
print(t) # ('a', 'b', ['X', 'Y'])这个 tuple 定义的时候有 3 个元素，分别是'a'，'b'和一个 list。不是说 tuple 一旦定义后就不可变了吗？怎么后来又变了？
别急，我们先看看定义的时候 tuple 包含的 3 个元素：
>当我们把 list 的元素 'A' 和 'B' 修改为 'X' 和 'Y' 后，tuple 变为：
表面上看，tuple 的元素确实变了，但其实变的不是 tuple 的元素，而是 list 的元素。tuple 一开始指向的 list 并没有改成别的 list，所以，⭐ tuple 所谓的 “不变” 是说，tuple 的每个元素，指向永远不变。即指向 'a'，就不能改成指向 'b'，指向一个 list，就不能改成指向其他对象，但指向的这个 list 本身是可变的！
理解了 “指向不变” 后，要创建一个内容也不变的 tuple 怎么做？那就必须保证 tuple 的每一个元素本身也不能变。
⑦ 字典
Ⅰ dict（key - value）
Python 内置了字典：dict 的支持，dict 全称 dictionary，在其他语言中也称为 map，使用键 - 值（key - value）存储，具有极快的查找速度。
- 创建
示例代码：学生姓名和成绩
d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
print(d) # {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
print(d['Michael']) # 95
print(d[0]) # KeyError: 0为什么 dict 查找速度这么快？因为 dict 的实现原理和查字典是一样的。假设字典包含了 1 万个汉字，我们要查某一个字，一个办法是把字典从第一页往后翻，直到找到我们想要的字为止，这种方法就是在 list 中查找元素的方法，list 越大，查找越慢。
第二种方法是先在字典的索引表里（比如部首表）查这个字对应的页码，然后直接翻到该页，找到这个字。无论找哪个字，这种查找速度都非常快，不会随着字典大小的增加而变慢。
dict 就是第二种实现方式，给定一个名字，比如'Michael'，dict 在内部就可以直接计算出 Michael 对应的存放成绩的 “页码”，也就是 95 这个数字存放的内存地址，直接取出来，所以速度非常快。
把数据放入 dict 的方法，除了初始化时指定外，还可以通过 key 放入：
d['Adam'] = 67
print(d['Adam']) # 67
print(d) # {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85, 'Adam': 67}- 判断 value 是否存在
由于一个 key 只能对应一个 value，所以，多次对一个 key 放入 value，后面的值会把前面的值冲掉：
d['Adam'] = 67
print(d['Adam']) # 67
d['Adam'] = 97
print(d['Adam']) # 97如果 key 不存在，dict 就会报错：KeyError。
>当我们调用 a.replace('a', 'A') 时，实际上调用方法 replace 是作用在字符串对象 'abc' 上的，而这个方法虽然名字叫 replace，但却没有改变字符串 'abc' 的内容。相反，replace 方法创建了一个新字符串 'Abc' 并返回，如果我们用变量 b 指向该新字符串，就容易理解了，变量 a 仍指向原有的字符串 'abc'，但变量 b 却指向新字符串 'Abc' 了：
所以，对于不变对象来说，调用对象自身的任意方法，也不会改变该对象自身的内容。相反，这些方法会创建新的对象并返回，这样，就保证了不可变对象本身永远是不可变的。
!> 小结
- 使用 key - value 存储结构的 dict 在 Python 中非常有用，选择不可变对象作为 key 很重要，最常用的 key 是字符串。
- tuple 虽然是不变对象，但试试把
(1, 2, 3)和(1, [2, 3])放入 dict 或 set 中，就会有新发现。
1.3.3 变量与常量
① 变量
变量是用来保存和表示数据的占位符号。变量采用标识符（名字）来表示，关联标识符的过程叫命名。比如实例 1：温度转换中的 TempStr 就是变量名字。
命名规则：大小写字母、数字、下划线_和汉字等字符及组合，且不能用数字开头
如：TempStr，Python\_Great，这是门Python好课
? 注意点：大小写敏感、首字符不能是数字、不与保留字相同。
⛳️ 拓展：保留字
保留字：被编程语言内部定义并保留使用的标识符。
- Python 语言有 33 个保留字（也叫
关键字），比如：if、elif、else、in - 保留字是编程语言的基本单词，大小写敏感，比如：if 是保留字，If 是变量
保留字看下表：
>执行b = a，解释器创建了变量b，并把b指向a指向的字符串'ABC'：
执行a = 'XYZ'，解释器创建了字符串'XYZ'，并把a的指向改为'XYZ'，但b并没有更改：
>b的结果自然是'ABC'了。② 常量
所谓常量就是不能变的变量，比如常用的数学常数 π 就是一个常量：
PI = 3.14159265359在 Python 中，通常用全部大写的变量名表示常量。
但事实上 PI 仍然是一个变量，Python 根本没有任何机制保证 PI 不会被改变，所以，用全部大写的变量名表示常量只是一个习惯上的用法，如果你一定要改变变量 PI 的值，也没人能拦住你。
1.3.4 字符串和编码
① 字符串编码问题
我们已经讲过了，字符串也是一种数据类型，但是，字符串比较特殊的是还有一个编码问题。
因为计算机只能处理数字，如果要处理文本，就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用 8 个比特（bit）作为一个字节（byte），所以，一个字节能表示的最大的整数就是 255（二进制 11111111 = 十进制 255），如果要表示更大的整数，就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是65535，4 个字节可以表示的最大整数是4294967295。
由于计算机是美国人发明的，因此，最早只有 127 个字符被编码到计算机里，也就是大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母A的编码是65，小写字母z的编码是122。
但是要处理中文显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和 ASCII 编码冲突，所以，中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。
你可以想得到的是，全世界有上百种语言，日本把日文编到Shift_JIS里，韩国把韩文编到Euc-kr里，各国有各国的标准，就会不可避免地出现冲突，结果就是，在多语言混合的文本中，显示出来会有乱码。
因此，Unicode 应运而生。Unicode 把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有乱码问题了。
Unicode 标准也在不断发展，但最常用的是用两个字节表示一个字符（如果要用到非常偏僻的字符，就需要 4 个字节）。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持 Unicode。
? 现在，捋一捋 ASCII 编码和 Unicode 编码的区别：ASCII 编码是 1 个字节，而 Unicode 编码通常是 2 个字节。
- 字母
A用 ASCII 编码是十进制的65，二进制的01000001； - 字符
0用 ASCII 编码是十进制的48，二进制的00110000，注意字符'0'和整数0是不同的； - 汉字
中已经超出了 ASCII 编码的范围，用 Unicode 编码是十进制的20013，二进制的01001110 00101101。
你可以猜测，如果把 ASCII 编码的A用 Unicode 编码，只需要在前面补 0 就可以，因此，A的 Unicode 编码是00000000 01000001。
新的问题又出现了：如果统一成 Unicode 编码，乱码问题从此消失了。但是，如果你写的文本基本上全部是英文的话，用 Unicode 编码比 ASCII 编码需要多一倍的存储空间，在存储和传输上就十分不划算。
所以，本着节约的精神，又出现了把 Unicode 编码转化为 “可变长编码” 的UTF-8编码。UTF-8 编码把一个 Unicode 字符根据不同的数字大小编码成 1-6 个字节，常用的英文字母被编码成 1 个字节，汉字通常是 3 个字节，只有很生僻的字符才会被编码成 4-6 个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符，用 UTF-8 编码就能节省空间：
>从上面的表格还可以发现，UTF-8 编码有一个额外的好处，就是 ASCII 编码实际上可以被看成是 UTF-8 编码的一部分，所以，大量只支持 ASCII 编码的历史遗留软件可以在 UTF-8 编码下继续工作。
搞清楚了 ASCII、Unicode 和 UTF-8 的关系，我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式：
? 在计算机内存中，统一使用 Unicode 编码，当需要保存到硬盘或者需要传输的时候，就转换为 UTF-8 编码。
用记事本编辑的时候，从文件读取的 UTF-8 字符被转换为 Unicode 字符到内存里，编辑完成后，保存的时候再把 Unicode 转换为 UTF-8 保存到文件：
浏览网页的时候，服务器会把动态生成的 Unicode 内容转换为 UTF-8 再传输到浏览器：
>如果bytes中只有一小部分无效的字节，可以传入errors='ignore'忽略错误的字节：
要计算str包含多少个字符，可以用len()函数：
print(len('ABC')) # 3
print(len('中文')) # 2len()函数计算的是str的字符数，如果换成bytes，len()函数就计算字节数：
print(len(b'ABC')) # 3
print(len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')) # 6
print(len('中文'.encode('utf-8'))) # 6可见，1 个中文字符经过 UTF-8 编码后通常会占用 3 个字节，而 1 个英文字符只占用 1 个字节。
? 在操作字符串时，我们经常遇到
str和bytes的互相转换。为了避免乱码问题，应当始终坚持使用 UTF-8 编码对str和bytes进行转换。由于 Python 源代码也是一个文本文件，所以，当你的源代码中包含中文的时候，在保存源代码时，就需要务必指定保存为 UTF-8 编码。当 Python 解释器读取源代码时，为了让它按 UTF-8 编码读取，我们通常在文件开头写上这两行：
#!/usr/bin/env python3 # -*- coding: utf-8 -*-第一行注释是为了告诉 Linux/OS X 系统，这是一个 Python 可执行程序，Windows 系统会忽略这个注释；
第二行注释是为了告诉 Python 解释器，按照 UTF-8 编码读取源代码，否则，你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。
③ 格式化
最后一个常见的问题是如何输出格式化的字符串。我们经常会输出类似'亲爱的 xxx 你好！你 xx 月的话费是 xx，余额是 xx'之类的字符串，而 xxx 的内容都是根据变量变化的，所以，需要一种简便的格式化字符串的方式。
廖雪峰 - Python 3.x - Python 基础
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