开篇介绍

运维/网络为什么要学习编程？

• 所有已学的命令其实都是已经编制好的程序
• 在云计算领域当中，繁琐的命令配置已经不能够在满足日常需求，需要贴近业务/研发
• 在网络安全领域当中，可以深入理解渗透、攻防等细节，Kali-Linux，SDN夯实基础
• 对于校招的学生而言，大型互联网公司，笔试题必考编程题

为什么要学习Python？

• Shell是Linux自带的编程语言，语法晦涩难懂，额外的扩展功能比较少，效率比较高
• C/C++/Java入门门槛比较高，纯开发语言，不要适合运维的需求（快速，简单，明了）
• Python属于解释型语言，俗称脚本，综合应用能力很强，开源+社区人员多，客户端、后台/后端/服务端、爬虫、嵌入式、自动化运维、网络安全、人工智能

本次课程目标

• 12天掌握Python常用知识
• 学习用编程思维去解决一些实际的计算问题
• 针对校招，LeetCode+牛客网算题锻炼

推荐书籍

• 《Python语言程序设计》 主要教材
• 《Python基础教程 第三版》字典
• 《Python学习手册 第四版》字典

Python环境搭建

• Linux下RedHat/CentOS 自带Python2.x，本次课程需要用Python3.x
• Windows安装Python3包
• 命令行运行方式，快速方便，不易保存
• 脚本文件运行方式，容易保存，操作较麻烦
• Python源代码文件编辑软件：VIM、VSCode、PyCharm
• MarkDownPad格式编辑软件，Typora

学习建议

• Python概念性的东西稍微少一点的，但不不好理解
• 多敲！多敲！多敲！量变产生质变
• 能别旷课请假就别，很强连贯性的

上课须知

• 有事请假找班主任审批假条（线上的远程假条），逾期不候；无故缺勤视为旷课
• 作业在规定时间内提交，逾期不候；作业没完成视为旷课
• 两次迟到，视为旷课
• 旷课两次，直接踢群，不予复听；

第一章 语法基础

软件的定义

是指一系列按照特定顺序组织的计算机数据与指令的集合

数据：计算机所能够识别的一些数据，硬盘当中：avi，doc，txt，py，内存当中：常量、变量、函数、对象、类

指令：操作这些数据进行先关计算的步骤

软件的运行流程

由Python写出的代码叫做源代码，源代码是否能够直接被计算机识别？将源代码编译成计算机所能够识别的机器码，然后计算机执行机器码即可

软件的两种操作方式：

• 图形化界面操作方式
• 命令行操作方式

高级编程语言分为两类：

• 静态编译型：C、C++、Java
  • 编译：必须将源代码完全编译成机器码文件，再去执行机器码文件，运行程序
  • 静态：变量必须有明确的数据类型定义
• 动态解释型：Python、JavaScript、Mathlab、Ruby、Go
  • 解释：没有必要将代码完全必成机器码，读取一句源码-编译一句-运行一句
  • 动态：变量没有明确的数据类型定义，任何数据类型变量都可以存

1.1 基本数据

整数 int

通常被称为整型，是零、正数和负数，不带小数点

表示数字的时候，我们也可以使用进制的形式 二 八 十 十六

>>> print(10)
10
>>> print(1001)
1001
>>> print(0b1001)#把二进制1001，输出十进制
9
>>> print(0o1234)#把八进制1234，输出十进制
668
>>> print(0x9C1A)#把十六进制9C1A，输出十进制
39962
>>> print(0x9W2Y)File "<stdin>", line 1print(0x9W2Y)^
SyntaxError: invalid syntax

注意：打印的结果一律为十进制

Python的整数长度为32位-4字节，并且通常是连续分配内存空间 id()函数

>>> id(0)
2034812832
>>> id(1)
2034812848
>>> id(2)
2034812864

Python在初始化环境的时候就在内存里划分出一块空间，专门用于整数对象的存取。当然，这块空间也不是无限大的，能保存的数据是有限的

>>> id(251)
2034816848
>>> id(260)
13647712
>>> id(-10)
13647696

小整数对象池

Python初始化的时候会自动创建一个小整数对象池，方便我们调用，避免后期重复生成

这里面只包含-5~256，这些数字是我们最常用的数字，所以就预先被Python加载进内存

对于整数的使用而言，不在-5~256之间，一律重新创建

>>> id(-5)
2034812752
>>> id(-6)
13647728
>>> id(256)
2034816928
>>> id(257)
13647648
>>> id(300)
13647696
>>> id(300)
13647712
>>> id(300)
13647680

浮点型 float

浮点数也就是小数，如果小数过于长，也可以用科学计数法表示

>>> print(3.14)
3.14
>>> print(1.298765e10)
12987650000.0
>>> print(0.89e-5)
8.9e-06
>>> print(1.23e-8)
1.23e-08

复数 complex

复数由实部和虚部组成，a+bj

>>> print(1+2)
3
>>> print(1+2j)
(1+2j)
>>> (1+2j)*(1-2j)
(5+0j)
>>> complex(1,2)*complex(1,-2)
(5+0j)

布尔型 bool

对与错、0和1，正与反，都是传统意义上的布尔类型

在Python里面，布尔类型只有两个 True，False

布尔类型只能在逻辑运算和比较运算中存在

>>> True + False
1
>>> True - False
1
>>> 3 > 2
True
>>> 2 < 1
False
>>> 3 > 2 and 2 < 1
False

None空值 NoneType

空值不能理解为数字0，空集φ；我们主要用在创建序列，和面向对象编程中使用

>>> None + 1
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'NoneType' and 'int'
>>> [None] * 10  # 创建一个长度为10的列表 没有数据 但有空间
[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]

字符串 str

字符串有三种表现形式，单引号，双引号，三引号（一般用在注释）

>>> print("HelloWorld")
HelloWorld
>>> print('你好')
你好
>>> print(" '' ")''
>>> print(' "" ')""
>>> print(' ' ')File "<stdin>", line 1print(' ' ')^
SyntaxError: EOL while scanning string literal
>>> print(' \' ')'

转义符

• \\：反斜杠
• \'：单引号
• \"：双引号
• \n：换行
• \t：横向制表符

>>> print(' \' ')'
>>> print("\")File "<stdin>", line 1print("\")^
SyntaxError: EOL while scanning string literal
>>> print("\\")
\

变量

变量：在程序运行过程中，值会发生改变的量

常量：在程序运行过程中，值不会发生改变的量 （字面量，直接在代码中出现的数据）

无论是变量还是常量，在创建时都会在内存中开辟一个空间，用于保存它们的值

# Java中基本数据类型变量a,b 和 引用数据类型变量c d e
int a = 3;
int b = 8;
Object c = new Object();
Object d = new Object();
Object e = c;

在Python当中，一律皆对象

>>> a = 1
>>> b = 1
>>> c = 1
>>> a == b
True
>>> id(1)
2034812848
>>> id(a)
2034812848
>>> id(b)
2034812848
>>> d = a
>>> d == b
True

>>> num1 = 300
>>> num2 = 300
>>> num3 = 300
>>> id(num1)
13647712
>>> id(num2)
13647696
>>> id(num3)
13647680
>>> num1 == num2
True

==不能一味的去比地址，还要比两个对象的内容是否相等

变量这个空间中，只能存某个数据对象的地址，变量就是该对象的一个引用而已

变量必须在赋值后在能被调用

>>> print(num4)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'num4' is not defined

变量可以连续赋值

>>> a=b=c=10
>>> a
10
>>> b
10
>>> c
10
>>> a,b,c =10,20,30
>>> a
10
>>> b
20
>>> c
30
>>> a=b=c=1000
>>> id(a)
13647776
>>> id(b)
13647776
>>> id(c)
13647776
>>> a=1000
>>> b=1000
>>> c=1000
>>> id(a)
13647792
>>> id(b)
13647648
>>> id(c)
13647824

Python中变量本身是没有数据类型约束的，它只是一个对象的引用，存的是对象数据的内存地址

只有数据对象之间有数据类型的区分

标识符

所谓的标识符就是我们对变量、常量、函数、类等起的名称

如下规定：

• 第一个字符必须是字母或者下划线_
  • 虽然Python支持中文，我们也可以使用中文来命名，但是我们不推荐
  • 以下划线开头的话，在面向对象编程当中，有特殊含义-私有
• 标识符的其他的部分由字母、数字、下划线组成
• 标识符对字母大小写敏感
• 变量名全部小写，常量名全部大写（Python当中不存在常量PI = 3.14，本质还是一个变量）
• 函数名用小写加下划线方式，等同于变量名
• 类名用大驼峰式命名方法：如果名称由多个单词组成，则每个单词首字母大写

变量的命名不要使用关键字和内置函数的名称！

>>> True = 2File "<stdin>", line 1
SyntaxError: cannot assign to True
>>> if = 3File "<stdin>", line 1if = 3^
SyntaxError: invalid syntax

关键字

指的是已经被高级编程语言赋予特殊含义的单词

>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

同样也不能使用内置函数（将内置函数的名称 改变为了别的用途）

>>> id(2)
2034812864
>>> id = 3
>>> id + 1
4
>>> id(4)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not callable

Python中，一切皆对象，函数本身也是对象！

>>> id(2)
2034812864
>>> id(id)
45545184
>>> abc = id
>>> abc(1)
2034812848
>>> id(1)
2034812848
>>> id = 10
>>> print(id)
10
>>> abc(id)
2034812992

一共有多少内置函数

>>> dir(__builtins__)
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'ModuleNotFoundError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'RecursionError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopAsyncIteration', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'WindowsError', 'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'breakpoint', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']

注释

注解说明程序使用的一段文本信息，不算是程序的一部分

• 单行注释：# 注释内容
• 多行注释：多个单行注释
• 文档注释：""“注释内容 可以说明类信息 函数信息”""

1.2 内置函数

print函数

输出函数，将内容格式化的去显示在控制台窗口

>>> a=1
>>> b=2
>>> c=3
>>> print(abc)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'abc' is not defined
>>> print(a,b,c)
1 2 3

print函数原型：print(self, *args ,sep=' ',end='\n',file=None)

• self：先不管

• *args：arguments，多参数

  >>> print(1)
  1
  >>> print(1,2)
  1 2
  >>> print(1,2,3)
  1 2 3
  

• sep：多个数据之间的间隔默认是一个空格 ' '

  >>> print(1,2,3,sep = '!')
  1!2!3
  

• end：结尾默认\n

  >>> print(1,2,3,sep='#',end='哈哈')
  1#2#3哈哈>>> print(1,2,3,sep='#',end='哈哈\n')
  1#2#3哈哈
  >>>
  

格式化输出

>>> name = "旺财"
>>> age = 18
>>> print(name,age)
旺财 18
>>> print("你叫旺财，你是18岁")
你叫旺财，你是18岁
>>> print("abc"+"ABC")
abcABC
>>> print("你叫"+name+",你是"+age+"岁")
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str
>>> print("你叫%s，你是%d岁"%(name,age))
你叫旺财，你是18岁

• %s：表示字符串数据
• %d：表示整数数据
• %f：表示浮点型数据

input函数

获取用户的输入数据，输入的数据是一个字符串

>>> a = input("请输入你的年龄：")
请输入你的年龄：12
>>> a + 1
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

如何获取多个数据的输入

>>> a,b,c = input("请输入三个数字：")
请输入三个数字：12,13,14
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: too many values to unpack (expected 3)
>>> input("请输入三个数字：")
请输入三个数字：1,2,3
'1,2,3'>>> a,b,c = eval(input("请输入三个数字："))
请输入三个数字：1,2,3
>>> a+b+c
6

eval函数

解析字符串中的数字，整数，小数，其他进制的整数

>>> eval("3")
3
>>> eval("3.14")
3.14
>>> eval("WYZ")
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'WYZ' is not defined
>>> eval("0xABC")
2748
>>> eval("0x1001")
4097
>>> eval("0b1001")
9

int 函数

将整数字符串或浮点数转为整数

>>> int("123")
123
>>> int("3.14")
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '3.14'
>>> int(3.14)
3

也可以去指定进制

>>> int("1001")
1001
>>> int("1001",2)
9
>>> int("1001",100)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: int() base must be >= 2 and <= 36, or 0
>>> int("1001",3)
28
>>> int("1919",6)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 6: '1919'

float 函数

将小数字符串或整数转换为浮点数

>>> float("3.14")
3.14
>>> float(3)
3.0
>>> float("3.1a4")
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: could not convert string to float: '3.1a4'

str函数

将对象转换成字符串类型

>>> a = 10
>>> str(a)
'10'
>>> name = "旺财"
>>> age  = 10
>>> print(name+age)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str
>>> print(name+str(age))
旺财10

abs函数

求绝对值

>>> abs(-10)
10
>>> abs(-10.2)
10.2
>>>

sum函数

求序列和

>>> sum([1,2,3])
6
>>> sum("abc")
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
>>> sum(["abc","ABC","lala"])
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

1.3 运算符号

算数运算符

+：加法；序列连接

>>> 1+2
3
>>> "abc"+"abc"
'abcabc'
>>> [1,2,3]+[1,2,3]
[1, 2, 3, 1, 2, 3]

-：减法

>>> 3-2
1
>>> 3.14-2.89
0.25

*：乘法；序列重复

>>> 2*3
6
>>> "abc"*3
'abcabcabc'
>>> [1,2,3]*3
[1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

/：除法，结果为小数

>>> 10/3
3.3333333333333335
>>> 9/2
4.5

//：整除，如果存在小数，则结果为小数（整数+小数点）

>>> 10//3
3
>>> 9//2
4
>>> 10.0//3
3.0
>>> 9.0//2
4.0

**：幂运算

>>> 2**4
16
>>> 81**0.5
9.0

%：取余

>>> 10%3
1
>>> 10%-3
-2
>>> -10%3
2
>>> -10%-3
-1>>> 7 % 4
3
>>> 7 % -4	# 3 -> 3 + -4 -> -1
-1
>>> -7 % 4  # 3 -> -3 + 4 -> 1
1
>>> -7 % -4
-3

赋值运算符

比较运算符

逻辑运算符

移位运算符