Python环境搭建与输入输出
一、Python概述
1、计算机资源
在开发领域，计算机资源可以分为两部分：软件资源 + 硬件资源
软件资源：看得见，摸不着
硬件资源：看得见，摸得着
硬件资源（CPU、内存、硬盘、风扇、电源、键盘、鼠标...）
软件资源（Office办公软件、网易云音乐、各种各样的计算机游戏）
思考：我们发现，软硬件之间其实是可以交互的，这是什么原理呢？
答：使用操作系统，操作系统 是计算机软硬件之间的桥梁
2、操作系统分类
在日常的应用中，操作系统大概可以分为三大类：
① Windows操作系统
② MacOS操作系统
③ Linux操作系统（服务器端使用量最大的操作系统）
3、为什么要学习Python
① 技术趋势
Python自带明星属性，热度稳居编程语言界前三
② 简单易学
开发代码少，精确表达需求逻辑；33个关键字，7种基本数据类型；语法规则简单，接近自然语。
③ 应用广泛
Python语言涉及IT行业70%以上的技术领域
4、Python语言的缺点
① Python其运行速度相对于C/C++/Java要略慢一些
② Python由于语言的特性，无法对代码进行加密
③ Python的版本之间，兼容性不太理想（Python2和Python3）
5、Python语言介绍
Python是一种跨平台的计算机程序设计语⾔。 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语⾔。最初被设计用于编写自动化脚本Shell（适用于Linux操作系统），随着版本的不断更新和语言新功能的添加，逐渐被用于独立的、大型项目的开发。
其实目前很多知名的机器学习、⼈⼯智能以及深度学习框架也都是基于Python语⾔进⾏开发的：
Google开源机器学习框架：TensorFlow
开源社区主推学习框架：Scikit-learn
百度开源深度学习框架：Paddle
6、Python2.x和Python3.x版本的区别
在目前的Python领域，其主要应用版本有两个：Python2和Python3
讲个编码的小故事：早期所有的编程语言，其编码格式默认都是ASCl,可以表述256个字符。为了兼容汉字，引入了新的编码格式GB2312 => GBK，中国台湾Big5。最终一些国际标准化组织机构把编码进行了统一：Unicode（UTF-8）。
主要区别可以理解为：输入、输出以及编码格式的不同
Python2.x
Python3.x
Python3.6、Python3.7、Python3.8、Python3.9...
在生产环境中，我们⼀般不会选择最新版本的Python，因为可能会存在未知Bug，所以⼀般强烈建议大家在选择软件版本时，向前推1 ~ 2个版本。所以咱们课程主要讲解Python3.7版本。
二、Python解析器
1、Python解析器的作用
demo.py
print('Hello World')由于Python属于高级语言，其并不能直接在计算机中运行，因为缺少Python语言的运行环境：Python解析器
Python解析器的作用：就是把Python代码转换为计算机底层可以识别的机器语言，如0101...
2、Python解析器的种类
① CPython，C语言开发的解释器[官方]，应⽤广泛的解释器。
② IPython，基于CPython的一种交互式解释器。
③ 其他解释器
PyPy，基于Python语言开发的解释器。
JPython，运⾏在Java平台的解释器，直接把Python代码编译成Java字节码执⾏。
IronPython，运⾏在微软.Net平台上的Python解释器，可直接把Python代码编译成.Net的字节码。
3、下载Python解析器
下载地址：https://www.python.org/downloads/release/python-379/
[单击上述链接] -- 查找目标文件：Windows x86-64 executable installer -- 单
击即可下载。
4、Python解析器的安装
第一步：双击运行Python的解析器，选择自定义安装以及添加Python到环境变量
第二步：选择所有要安装的功能菜单，默认全部勾选
pip：Python的包管理工具，可以用来安装未来我们项目中需要使用的各种模块
第三步：设置Python解析器的安装路径，强烈建议安装在除C盘以外的盘符
第四步：测试Python解析器是否可以使用
按Windows + R，输入cmd字符，打开Windows的DOS窗口，输入python（全部小写），如下图所示：
出现了以上界面，就代表Python3.7的解析器已经安装成功了。如何从这个窗口中退出到DOS模式呢？
答：使用exit()方法
>>> exit() 回车三、Python开发工具PyCharm
1、为什么要安装PyCharm
工欲善其事必先利其器
在Python的开发领域，其开发工具非常非常多，EditPlus、Notepad++、Sublime Text3、Visual Studio Code、PyCharm（目前功能最强大的IDE）
2、PyCharm的主要作用
PyCharm是⼀种Python IDE （集成开发环境），带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的⼯具，内部集成的功能如下：
Project管理
智能提示
语法高亮
代码跳转
调试代码
解释代码(解释器)
框架和库
......
3、PyCharm的分类
PyCharm一共有两个版本：专业版（收费） 与 社区版（免费、开源）
在基础班，PyCharm社区版足够我们使用，绰绰有余。
4、下载PyCharm
下载地址：https://www.jetbrains.com/pycharm/download/#section=windows
5、PyCharm安装
第一步：双击PyCharm软件安装包，进行软件安装
第二步：设置软件的安装路径，理论上没有任何要求，但是建议放在除C盘以外的盘符
第三步：PyCharm基本设置，创建桌面图标与.py文件关联
6、PyCharm软件的使用
☆ 创建Python项目
什么是项目？其实我们在实际开发中，每次参与一个工作的开发都是一个项目的开发过程。所以使用PyCharm的第一件事就是学习Python项目的创建过程。
第一步：创建项目
第二步：设置项目路径，必须放在C盘以外的盘符（非常重要！！！）
配置完成后，单机Create创建Python项目。
☆ 新建文件与代码书写
如果将来要上传到服务器的文件，那么文件名切记不能使用中文。
编写Hello World
print('Hello World')☆ 运行代码
运行结果：
☆ 设置或更换Python解析器
打开File文件，找到Settings设置，如下图所示：更换Python解析器
☆ PyCharm软件本身设置
① 软件主题（软件未来的样式）
② 编码字体的设置
③ 代码字号的设置（文字大小）
打开File文件 => Settings设置，找到界面设置：
主题设置：
字体与字号设置：
字体设置：
字号设置：
☆ 打开项目与关闭项目
打开项目：本身项目已经存在了，我们直接打开。
选择项目目录（文件夹）即可，如下图所示：
① This Window => 覆盖当前项⽬，从⽽打开目标项目
② New Window => 在新窗⼝打开，则打开两次PyCharm，每个PyCharm负责一个项⽬
③ Attach => 把两个项目合并在一起，放在同一个窗口中
关闭项目：对已经运行项目进行关闭操作。
四、Python注释
1、注释的作用
首先强调一件事：Python代码 => Python解析器 => 机器语言，但是注释经过了Python的解释器并不会解析与执行。因为其主要就是进行代码的注释。
注释作用：提高代码的阅读性
在我们编写Python程序时，为了提高程序的可读性，强烈建议大家为核心代码添加注释信息。
2、Python注释的基本语法
☆ 单行注释
单行注释，以"#"(Shift + 3)号开头，只能注释一行内容
#注释内容示例代码：
第一种：代码行的上面
#输出Hello World字符串
print('Hello World')第二种：放在代码的后面(代码后面保留2个空格)
print('Hello World') # 输出Hello World字符串☆ 多行注释
多行注释：可以同时注释多行代码或程序，常用于代码块的注释
基本语法：
"""
注释内容
第一行
第二行
第三行
"""或
'''
注释内容
第一行
第二行
第三行
'''示例代码：
"""
Hi, 大家好
我是黑马程序员的小伙伴
从今天开始，我们将一起学习Python这门语言
"""
'''
Hi, 大家好
我是黑马程序员的小伙伴
从今天开始，我们将一起学习Python这门语言
'''
print('Hi, 大家好')
print('我是黑马程序员的小伙伴')
print('从今天开始，我们将一起学习Python这门语言')☆ PyCharm注释小技巧（快捷键）
在PyCharm中，我们可以使用Ctrl + /斜杠来对代码或程序进行快速注释。
五、PyCharm常用快捷键
1、代码提示
在PyCharm中，当我们输入Python关键字中的前2~3个字符，其会自动进行代码提示。这个时候，我们只需要按回车即可以快速的输入某个内容。
2、代码保存
编写代码时，一定要养成一个好的习惯，使用Ctrl + S快速对代码进行保存操作。
个人建议，当写完一行代码时，就按一次。
3、撤销与恢复
如果不小心删除了某行代码，这个时候我们可以快速按Ctrl + Z就可以快速进行恢复。每按一次就撤销一次，如果撤销多了，怎么办？
答：还可以通过Ctrl + Y进行恢复操作
六、Python中的变量（重点）
1、变量的学习目标（案例）
案例：实现两个变量的交换
1号杯：可乐
2号杯：牛奶
经过一系列Python操作以后
1号杯：牛奶
2号杯：可乐
2、引入变量的概念
什么是量：量是程序中的最小单元。
那什么是变量呢？
① 变量是存储数据的容器
② 变量在程序运行过程中是可以发生改变的量
③ 变量存储的数据是临时的
3、变量的作用（举个栗子）
淘宝注册案例：
① 写入用户名、密码
② Python程序要接收用户名和密码（临时存储）
③ 把刚才接收的用户名和密码永久的存储起来（数据库）
为了解决以上问题，Python开发了变量这样一个概念，可以把用户输入的一些信息，临时的保存起来，保存的这个容器就是Python变量。
4、变量的定义
基本语法：
变量名称 = 变量的值
注：等号的两边都要保留一个空格，其实Python中建议符号的两边尽量都要保留一个空格说明：在Python程序中，这个等号和日常生活中的等号不太一样，其有一个专业名词：赋值运算符，其读法：要从右向左读，把变量的值通过 = 赋值给左边的变量。
5、变量的命令规则
标识符命名规则是Python中定义变量名称时一种命名规范，具体如下：
① 由数字、字母、下划线(_)组成
② 不能数字开头
③ 严格区分⼤小写
④ 不能使⽤内置关键字作为变量名称
下划线 => Shift + -减号
举个栗子：
① abc、abc123、_abc、hello（合理）
② 123abc、@abc、abc-123（不合理）
③ _（下划线） => 请问这可以是一个变量名称么？答：可以
for _ in range(10):
...④ 变量abc和变量ABC是同一个变量么？答：不一样，这是两个完全不同的变量
⑤ 记不住33个关键字怎么办？答：借助于help()方法
>>> help('keywords')6、推荐变量的命名规则
① 变量命名一定要做到见名知义。
② 大驼峰：即每个单词首字母都大写，例如： MyName 。
③ 小驼峰：第二个（含）以后的单词首字母大写，例例如： myName 。
④ 下划线：例如： my_name 。
7、变量的定义与调用
在Python中，记住：变量一定要先定义，后使用，否则会报错。
定义：
name = 'itheima'
address = '北京市顺义区京顺路99号'调用：
print(name)
print(address)
或
print(name, address)8、变量的定义与使用常见问题
① 变量与字符串如何区别：
在Python中，如果要赋值的内容添加了单引号或者双引号，其就是Python中的一种数据类型：叫做字符串（日常生活中的文本信息）
② print打印变量时，喜欢为其添加引号
print(name) # 输出变量name对应的值
与
print('name') # 输出'name'这个字符串七、Python中变量的数据类型
1、为什么要学习数据类型
变量的定义非常的简单，但是很多小伙伴可能会想：变量除了存储这种字符类型的数据以外，还能存储其他类型的数据么？其实，在 Python中，我们为了应对不同的业务需求，也会把数据分为不同的类型，如下图所示：
面试题：请手写出Python中的7种数据类型？
答：数值类型、布尔类型、字符串类型、列表类型、元组类型、集合类型、字典类型
今天我们只需要了解前3种即可。
问题：如何判断一个变量到底是什么类型？
答：① 使用type(变量名称)方法，返回变量的数据类型 ② isinstance(变量名称,数据类型)，只能返回True或False（真的还是假的）
2、数值类型
数值类型就是我们日常生活中的数字，数字又分为两种形式：整数 与 小数（带小数点）
整数类型：int类型
小数类型：float类型
案例1：定义一个人的信息，姓名：Tom、年龄18岁
name = 'Tom'
age = 18
print(type(age))案例2：定义一个超市收银系统，写入一个名称：大白菜，价格：3.5
name = '大白菜'
price = 3.5
print(type(price))3、布尔类型
布尔类型是与逻辑相关一种数据类型，只有两个值：True（真）与False（假）
案例1：手工定义一个flag变量，其值为True
flag = True
print(flag)
print(type(flag))其实在Python中，很多程序的返回结果也可以是True或False，比如isinstance()
num = 10
print(isinstance(num, int)) # True
print(isinstance(num, bool)) # False4、字符串类型
在Python变量定义中，如果其赋值的内容是通过单引号或双引号引起来的内容就是字符串str类型。
msg = '这家伙很懒，什么都没有留下...'
print(type(msg))5、其他类型(了解)
#1、list列表类型
list1 = [10, 20, 30, 40]
print(type(list1))
#2、tuple元组类型
tuple1 = (10, 20, 30, 40)
print(type(tuple1))
#3、set集合类型：去重
set1 = {10, 20, 30}
print(type(set1))
#4、dict字典类型：查询、搜索
dict1 = {'name':'itheima', 'age':18}
print(type(dict1))八、了解Python中的Bug
1、认识一下bug
所谓bug，就是程序中的错误。如果程序有错误，就需要咱们程序员来进行问题排查，及时纠正错误。
2、解决bug三步走
第一步：查看错误页面
第二步：看错误的行号
第三步：根据具体的错误，具体分析
3、PyCharm代码调试（重点）
Debug工具是PyCharm IDE中集成的专门用来调试程序的工具，在这里程序员可以查看程序的执行细节和流程，以方便我们快速找出程序的Bug！
Debug工具使⽤二步走：① 打断点 ② Debug调试
4、下断点
断点应该放在哪个位置：答：代码可能出错的代码段的第一行
5、Debug调试
6、单步调试
遇到小闪电图标就代表这一行，可能出错了。
九、Python中的格式化输出
1、格式化输出
目前为止，我们所有的输出都是直接通过print(变量名称)形式直接打印的。但是实际工作中，我们可能需要对变量的输出进行格式化操作（按照一定格式进行输出）。
2、百分号格式化输出
基本语法：
...
print(变量名称)
print('字符串%格式' % (变量名称))
print('字符串%格式 %格式 %格式' % (变量名称1, 变量名称2, 变量名称3))%格式常见形式如下：
| 格式符号 | 转换 |
|---|---|
| %s | 字符串 |
| %d | 有符号的十进制整数 |
| %f | 浮点数 |
| %c | 字符 |
| %u | 无符号十进制整数 |
| %o | 八进制整数 |
| %x | 十六进制整数（小写ox） |
| %X | 十六进制整数（大写OX） |
| %e | 科学计数法（小写'e'） |
| %E | 科学计数法（大写'E'） |
| %g | %f和%e的简写 |
| %G | %f和%E的简写 |
案例：定义两个变量name='itheima', age=18，按照如下格式进行输出：我的名字是itheima，今年18岁了。
案例：定义两个变量title='大白菜'，price=3.5，按照如下格式进行输出：今天蔬菜特价了，大白菜只要3.5元/斤。
title = '大白菜'
price = 3.5
#格式化输出“今天蔬菜特价了，大白菜只要3.5元/斤。"
print("今天蔬菜特价了，%s只要%.2f元/斤。" % (title, price))其实除了%f可以设置小数点位数以外，%d也可以填充序号。
案例：定义两个变量id=1，name='itheima'，按照如下格式进行输出：姓名itheima，学号000001
id = 1
name = 'itheima'
print("姓名%s，学号%06d" % (name, id))3、format方法格式化输出
基本语法：
...
print('字符串{}'.format(变量名称1))
print('{}字符串{}'.format(变量名称1, 变量名称2))案例：定义两个变量，name='孙悟空'，mobile='18878569090'，按照以下格式进行输出"姓名：孙悟空，联系方式：18878569090"
name = '孙悟空'
mobile = '18878569090'
print("姓名：{}，联系方式：{}".format(name, mobile))4、format方法简写形式格式化输出（推荐）
在Python3.6以后版本，为了简化format输出操作，引入了一个简写形式：
name = '孙悟空'
mobile = '18878569090'
age = 518.25958947
#:.2f表示 将浮点数格式化为保留两位小数的形式
print(f'姓名：{name}，联系方式：{mobile}，年龄：{age:.2f}')5、格式化输出中的转义符号
在字符串中，如果出现了\t和\n，其代表的含义就是两个转义字符
\t ：制表符，一个tab键（4个空格）的距离
\n ：换行符案例：
print('*\t*\t*')
print('hello\nworld')特别说明：默认情况下，每个print()方法执行完毕后，都会输出一个\n换行符。如果不想让print()方法换行，可以添加一个end参数
print('*', end='')十、Python中的标准输入
1、为什么需要输入
到目前为止，我们所有的程序都只能把数据输出给用户。但是实际工作中，我们经常输入获取用户的输入信息，如银行系统中的密码输入、淘宝中的用户登录验证。
2、input()输入方法
在Python中，如果想让Python程序接受用户的输入信息，可以使用input()方法
基本语法：
input()但是往往只有input()方法，其意义不大，我们还应该使用一个变量来临时接受用户的输入，已方便后期的操作。
变量名称 = input('提示信息：')案例：银行系统中的，输入密码的过程
password = input('请输入您的银行卡密码：')
print(f'您输入的银行卡密码为：{password}')3、input()方法重要事项
记住：所有由input()方法获取的数据都是**“字符串”**类型
name = input('请输入您的姓名：')
age = input('请输入您的年龄：')
print(type(name)) # <class 'str'>
print(type(age)) # <class 'str'>