Python 入門初體驗

學習主題
• 社群成立目的簡介
• 自我介紹與哈啦
• Python安裝
• IPython Notebook
• 程式實作(Python)
• 問題與交流

社群成立目的
簡述：
諸葛魔斌來自只會拼觀光的資訊沙漠城市，也不是正統資訊相關背景出身，在程式
設計領域算是半調子，靠著自學與個人摸索，在沙漠城市中奮戰不懈。懷抱著讓資訊沙
漠城市的子弟能無門檻的學習，輕鬆簡單的跨入資訊程式的領域的癡傻夢想的非主流程
式創作者
成立目的：
為有心想要進入程式設計的門檻，並共同在資訊科技這個領域一起努力學習的朋友
所成立的社團。
這裡沒有資訊人藏步的銅牆鐵壁，只要願意在荒漠台灣努力，不僅看得到釣竿，還能親
手揮竿，絕不只有紙上談兵，一定讓努力學習者得其門而入。
歡迎有心想要跨入程式設計領域的初學者加入，更歡迎願意並有熱忱的程式高手加
入指導。

個人簡介
諸葛魔斌
工作室：諸葛魔斌科技創作室
學歷：高應大---工管系(非資訊科系)
E-Mail：chugermobin@gmail.com
官方網站：http://twcts.com
Facebook：https://goo.gl/volM7Z
粉絲團：https://goo.gl/LI08wh
社群：https://goo.gl/kjCsz1
Line (id) ：http://goo.gl/ayGW7d
Line@ ：http://goo.gl/pQHjWH
Line Bot ：http://goo.gl/ljdxfV
Play商店：http://goo.gl/CkVdsd
App Store：http://apple.co/1Qehd64
專長：VB(VBA)、C#、Java(Android)、Swift(iOS)、PHP、Python、Conrona、
Golang、Unity、MySQL、FreeBSD、Server架設、CAD 、 ……
楊政斌

Python 入門初體驗
Python是一種物件導向、直譯式的電腦程式語言。它包含了一組功能完備的標準庫，能夠輕鬆
完成很多常見的任務。它的語法簡單，與其它大多數程式設計語言使用大括弧不一樣，它使用縮排
定義語句塊。
與Scheme、Ruby、Perl、Tcl等動態語言一樣，Python具備垃圾回收功能，能夠自動管理記
憶體使用。它經常被當作腳本語言用於處理系統管理任務和網路程式編寫，然而它也非常適合完成
各種高階任務。Python虛擬機本身幾乎可以在所有的作業系統中運行。使用一些諸如py2exe、
PyPy、PyInstaller之類的工具可以將Python原始碼轉換成可以脫離Python解釋器執行的程式。
Python的官方直譯器是CPython，該直譯器用C語言編寫，是一個由社群驅動的自由軟體，目
前由Python軟體基金會管理。
Python支援命令式程式設計、物件導向程式設計、函數式編程、面向側面的程式設計、泛型編
程多種編程範式。

Python本身被設計為可擴充的。並非所有的特性和功能都整合到語言核心。Python提供
了豐富的API和工具，以便程式設計師能夠輕鬆地使用C、C++、Cython來編寫擴充模組。
Python編譯器本身也可以被整合到其它需要腳本語言的程式內。因此，有很多人把Python作
為一種「膠水語言」（glue language）使用。
使用Python將其他語言編寫的程式進行整合和封裝。在Google內部的很多專案，例如
Google App Engine使用C++編寫效能要求極高的部分，然後用Python或Java/Go調用相應
的模組。
《Python技術手冊》的作者馬特利（Alex Martelli）說：「這很難講，不過，2004年，
Python已在Google內部使用，Google召募許多Python高手，但在這之前就已決定使用
Python。他們的目的是儘量使用Python，在不得已時改用C++；在操控硬體的場合使用C++，
在快速開發時候使用Python。」

應用範圍
Web程式[編輯]
Python經常被用於Web開發。比如，通過mod_wsgi模組，Apache可以運行用Python編寫的
Web程式。
使用Python語言編寫的Gunicorn作為Web伺服器，也能夠執行Python語言編寫的Web程式。
Python定義了WSGI標準應用介面來協調Http伺服器與基於Python的Web程式之間的溝通。
一些Web框架，如Django、Pyramid、TurboGears、Tornado、web2py、Zope、Flask等，可以
讓程式設計師輕鬆地開發和管理複雜的Web程式。
Python對於各種網路協定的支援很完善，因此經常被用於編寫伺服器軟體、網路蠕蟲。第三方
函式庫Twisted支援非同步線上編寫程式和多數標準的網路協定（包含用戶端和伺服器），並且提供
了多種工具，被廣泛用於編寫高效能的伺服器軟體。另有gevent這個流行的第三方庫，同樣能夠支援
高效能高並行的網路開發。

應用範圍
GUI開發
Python本身包含的Tkinter庫能夠支援簡單的GUI開發。但是越來越多的Python程式設計師選擇
wxPython或者PyQt等GUI套件來開發跨平台的桌面軟體。
使用它們開發的桌面軟體執行速度快，與用戶的桌面環境相契合。通過PyInstaller還能將程式釋
出為獨立的安裝程式包。
作業系統
在很多作業系統裡，Python是標準的系統元件。大多數Linux發行版和Mac OS X都整合了
Python，可以在終端機下直接執行Python。
有一些Linux發行版的安裝器使用Python語言編寫，比如Ubuntu的Ubiquity安裝器、Red Hat
Linux和Fedora的Anaconda安裝器。Gentoo Linux使用Python來編寫它的Portage軟體包管理系
統。
Python標準庫包含了多個調用作業系統功能的函式庫。通過pywin32這個第三方軟體包，
Python能夠存取Windows的COM服務及其它Windows API。使用IronPython，Python程式能夠直
接調用.Net Framework。

應用範圍
其他NumPy、SciPy、Matplotlib可以讓Python程式設計師編寫科學計算程式。有些公司會使用
Scons代替make構建C++程式。
很多遊戲使用C++編寫圖形顯示等高效能模組，而使用Python或者Lua編寫遊戲的邏輯、伺服器。
相較於Python，Lua的功能更簡單、體積更小；而Python則支援更多的特性和資料類型。很多遊戲，
如EVE Online使用Python來處理遊戲中繁多的邏輯。
YouTube、Google、Yahoo!、NASA都在內部大量地使用Python。OLPC的作業系統Sugar項
目的大多數軟體都是使用Python編寫。

Python 3.0
Python的3.0版本，相對於Python的早期版本，這是一個較大的升級。為了不帶入過多的累贅，
Python 3.0在設計的時候沒有考慮向下相容。許多針對早期Python版本設計的程式都無法在Python
3.0上正常執行。為了照顧現有程式，Python 2.6作為一個過渡版本，基本使用了Python 2.x的語法
和庫，同時考慮了向Python 3.0的遷移，允許使用部分Python 3.0的語法與函式。基於早期Python
版本而能正常執行於Python 2.6並無警告的程式可以通過一個2 to 3的轉換工具無縫遷移到Python
3.0。
新的Python程式建議使用Python 3.0版本的語法[12]。除非執行環境無法安裝Python 3.0或者程式本
身使用了不支援Python 3.0的第三方庫。目前不支援Python 3.0的第三方庫有Twisted, PIL等。大多
數第三方庫都正在努力地相容Python 3.0版本。即使無法立即使用Python 3.0，也建議編寫相容
Python 3.0版本的程式，然後使用Python 2.6, Python 2.7來執行。
Python 2.7被確定為最後一個Python 2.x版本，它除了支援Python 2.x語法外，還支援部分Python
3.1語法。

Python 3.0的變化主要在以下幾個方面：
print語句沒有了，取而代之的是print()函式。可以使用2to3工具來自動轉換。Python 2.6與Python
2.7部分地支援這種形式的print語法。
在Python 2.6與Python 2.7裡面，以下三種形式是等價的：
print "fish"
print ("fish") #注意print后面有个空格
print("fish") #print()不能带有任何其它参数
新的str類型表示一個Unicode字串，相當於Python 2.x版本的unicode類型。而位元組序列則用類似
b"abc"的語法表示，用bytes類表示，相當於Python 2.x的str類型。現在兩種類型不能再隱式地自動
轉換，因此在Python 3.x裡面"fish"+b"panda"是錯誤。正確的寫法是
"fish"+b"panda".decode("utf-8")。Python 2.6可以自動地將位元組序列識別為Unicode字串，方
法是：
from __future__ import unicode_literals
print(repr("fish"))

集合推導式（Set Comprehensions）{expr1 for x in stuff}。這個語法等價於：
result = set()
for x in stuff:
result.add(expr1)
return result
八進位數必須寫成0o777，原來的形式0777不能用了；二進位必須寫成0b111。新增了一個bin()函式
用於將一個整數轉換成二進位字串。Python 2.6已經支援這兩種語法。

dict.keys(), dict.values(), dict.items(), map(), filter(), range(), zip()不再返回列表，而是疊代器。
如果兩個物件之間沒有定義明確的有意義的順序。使用<, >, <=, >=比較它們會丟擲異常。比如1 < ""
在Python 2.6裡面會返回True，而在Python 3.0裡面會丟擲異常。現在cmp(), instance.__cmp__()
函式已經被刪除。
可以注釋函式的參數與返回值。此特性可方便IDE對原始碼進行更深入的分析。例如給參數增加類型
資訊：
def sendMail(from_: str, to: str, title: str, body: str) -> bool:
pass

合併int與long類型。多個模組被改名（根據PEP8）：
StringIO模組現在被合併到新的io模組內。new, md5, gopherlib等模組被刪除。Python 2.6已經支
援新的io模組。
httplib, BaseHTTPServer, CGIHTTPServer, SimpleHTTPServer, Cookie, cookielib被合併到http
包內。
取消了exec語句，只剩下exec()函式。Python 2.6已經支援exec()函式。
其他變化詳見參考文獻[13]。基本上，可以編寫出使用Python 3.0語法並執行於Python 2.6, Python
2.7的程式。
舊的名字新的名字
_winreg winreg
ConfigParser configparser
copy_reg copyreg
Queue queue
SocketServer socketserver
repr reprlib

語法
Python的設計目標之一是讓程式碼具備高度的可閱讀性。它設計時盡量使用其它語言經常使用的
標點符號和英文單字，讓程式碼看起來整潔美觀。因為Python是動態語言，它不像其他的靜態語
言如C、Pascal那樣需要書寫聲明語句
縮排
Python開發者有意讓違反了縮排規則的程式不能通過編譯，以此來強迫程式員養成良好的編程習
慣，也方便所有人尋找和閱讀。並且Python語言利用縮排表示語句塊的開始和結束（Off-side規
則），而非使用花括號或者某種關鍵字。增加縮排表示語句塊的開始，而減少縮排則表示語句塊
的結束。縮排成為了語法的一部分。
if age < 21:
print("你不能買酒。")
print("不過你能買口香糖。")
print("這句話處於if語句塊的外面。")

各種 Python
Python是一門跨平台的手稿語言，Python規定了一個Python語法規則，根據該規則可編寫
Python直譯器。
CPython，官方的直譯器。需要區別於其他直譯器的時候才以CPython稱呼。這是最常用的
Python版本。
Jython（原名JPython；Java語言實作的Python，現已正式釋出）。Jython可以直接呼叫
Java的各種函式庫。
PyPy（使用Python語言寫的Python）
IronPython（面向.NET和ECMA CLI的Python實作）。IronPython能夠直接呼叫.net平台
的各種函式庫。可以將Python程式編譯成.net程式。
ZhPy（周蟒，支援使用繁/簡中文語句編寫程式的Python語言）

開發環境
通用IDE / 文字編輯器
很多並非整合式開發環境軟體的文字編輯器，也對Python有不同程度的支援，並且加上專門為
Python設計的編輯器外掛模組也會有很高的可用性。
Eclipse + pydev外掛模組，目前對Python 3.X只支援到3.0
emacs +外掛模組
NetBeans +外掛模組
SlickEdit
TextMate
Python Tools for Visual Studio
Vim +外掛模組
Sublime Text +外掛模組
EditPlus
UltraEdit
PSPad
Editra由Python開發的程式編輯器。
Notepad++

專門為Python設計的IDE軟體
適用於Python的整合式開發環境（IDE）軟體，除了標準二進位釋出包所附的IDLE之外，還有許多其他選
擇。其中有些軟體設計有語法著色、語法檢查、執行偵錯、自動補全、智慧感知等便利功能。由於Python
的跨平台出身，這些軟體往往也具備各種作業系統的版本或一定的移植性。
Anaconda：適用於windows和Linux等多個平台，採用conda對其包管理。
Eric：基於PyQt的自由軟體。支援自動補全、智慧感知、自動語法檢查、工程管理、svn/mercurial整合、
自動單元測試等功能，具有可延伸的外掛模組系統，通過可選外掛模組支援Git整合。偵錯功能與Visual
Studio和Eclipse類似。目前版本為Eric6，可同時支援Python2.x和Python3.x，以及PyQt4和PyQt5。使
用前需要先安裝相應的Python和PyQt版本。
IDLE：Python「標準」IDE。一般隨Python而安裝，支援較少的編輯功能。偵錯功能也比較弱。
Komodo和Komodo Edit：後者是前者的免費精簡版。也可以用於PHP，Ruby，Javascript，Perl，Web
和雲開發。

專門為Python設計的IDE軟體
PyCharm：由JetBrains打造，該公司的Java IDE軟體IntelliJ擁有海量的使用者；PyCharm具備一般IDE
的功能，比如，偵錯、語法高亮、Project管理、代碼跳轉、智慧提示、自動完成、單元測試、版本控制等
等，同時另外，PyCharm還提供了一些很好的功能用於Django開發，同時支援Google App Engine，更酷
的是，PyCharm支援IronPython。PyCharm是商業軟體，目前已經到4.5版本。
PythonWin：包含在pywin32內的編輯器，僅適用於Windows。
SPE（Stani's Python Editor）：功能較多的免費軟體，依賴wxPython。
Ulipad：功能較全的免費軟體，依賴wxPython。
WingIDE：可能是功能最全的IDE，但不是免費軟體。
PyScripter：功能較全的開源IDE，使用Delphi開發。

Python安裝：
Windows
你可以從這個網站 https://www.python.org/downloads/release/python-352/ 下載給 Windows 使用的
Python。在下載了一個 *.msi 檔案之後，你就直接雙擊左鍵運行他，然後跟著提示的步驟做。還有一件很重要
的事情，一定要記住你安裝 Python 的路徑，我們稍後會需要這個路徑！
新增環境變數

Python安裝：
OS X(內建 V2.7)
你需要到這個網站 https://www.python.org/downloads/release/python-352/ 下載 Python 安裝檔:
下載這個 Mac OS X 64-bit/32-bit installer DMG 檔案,
雙擊點開它,
雙擊 Python.mpkg 運行這個安裝檔.
打開你的終端機(terminal) 驗證安裝過程是否有成功，像這樣子運行 python3 指令：
$ python3 --version
Python 3.5.2
或
python2 安裝：brew install python
python3 安裝：brew install python3

Python安裝：
Linux / Ubuntu
通常你已經內建 Python 了。檢查看看你是不是已安裝（以及它的版本），打開終端機然後輸入下面這個指令：
$ python3 --version
Python 3.5.2
如果你沒有已安裝的 Python 或是你的版本不一樣，你可以如下步驟來安裝：
在你的終端機輸入以下指令：
sudo apt-get install python3.5
Fedora
在你的終端機輸入以下指令：
sudo yum install python3.5

IPython Notebook
什麼是iPython呢？他跟Python有什麼不同？以下是iPython的幾個好處
可以邊打Code邊下指令，例如打到一半下一個ls之類的指令，就會顯示檔案列表
按tab可以自動補全method或變數常數，跟寫Java一樣爽
有獨特的指令，稱作magic function，例如輸入%hist能顯示之前輸入過的命令，%run foo.py能夠
執行foo.py
還能加入中斷點測試，一般都是在command line輸入python foo.py，若要加入中斷點則
from IPython.Shell import IPShellEmbed
IPShellEmbed([])()

IPython Notebook
簡單來說，他是一個讓你在browser上寫Python的好工具，甚至可以在遠端操作，Python有的他都
有，另外他有比Python更多的好處
1. 想執行某一行，點擊那一行下Shift-Enter便可以執行
2. hot key忘記沒關係，有GUI可以幫你
3. 提供Cluster讓Code運行更快！
4. 他所產生的檔案.ipynb很適合拿來學習
5. 若想走大數據，在資料視覺化方面非常簡單，就像print一樣
http://city.shaform.com/blog/2015/12/26/ipython-notebook.html

IPython Notebook
生成網頁操作介面 http://localhost:8888
一行一指令

IPython Notebook 安裝
Windows
下載安裝Python
下載安裝pip
python -m pip install -U pip
設置環境變數：path變數點選編輯，並在最後面輸入 ;C:Python27;C:Python27Scripts
下載安裝Ipython
pip install ipython
pip install pyzmq jinja2 tornado mistune jsonschema pygments terminado
安裝pyreadline
pip install jupyter notebook
ipython notebook 或 ipython notebook --profile=dark-bg自動打開瀏覽器並進入到notebook的主介面，
根目錄為運行命令時所在的目錄

IPython Notebook 安裝
MAC
下載安裝Python
ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)“
python2 安裝：pip install jupyter
python3 安裝：pip3 install jupyter
安裝完成後輸入下列指令啟動 Jupyter 網頁服務
jupyter notebook

PyCharm 安裝
Pycharm是JetBrains打造的一款用於Python的集成工具。
下載安裝PyCharm
https://www.jetbrains.com/pycharm/
Pycharm還有如Django等一些web開發
框架，採用google引擎，而且內置的調
試和測試非常完善，還有專業的資料庫
工具，除了Python，Pycharm還支持
JavaScript，typescript，html，
angularJS，nodeJS等技術。

PyCharm 安裝
點Download Now，下載Community版

PyCharm 設定
如果是第一次開啟，它會詢問你是否匯入舊的設定
那這邊是第一次安裝，所以選擇第二項，按OK
設定 Theme ，可依自己喜好設定

PyCharm 設定

Django 是一個Python的mvc程式框架，可以大幅加速撰寫動態網頁流程
Pygame是跨平台Python模組，專為電子遊戲設計。包含圖像、聲音。建立在SDL基礎上，
允許實時電子遊戲研發而無需被低階語言，如C語言或是更低階的組合語言束縛。基於這樣
一個設想，所有需要的遊戲功能和理念都（主要是圖像方面）完全簡化位遊戲邏輯本身，所
有的資源結構都可以由高階語言提供，如Python
Pygame應用程式能夠在Android手機和平板執行，採用Pygame對於Andorid的子集(pgs4a)。
支援Android的聲音，振動，鍵盤和加速。但缺點是沒有辦法在iOS上執行Pygame應用程式。
其它pgs4a的主要限制是缺乏對於多點觸控的支援，這使得雙指縮放，以及旋轉無法使用。
另一個Pygame在Android子集的替代方案是Kivy，它包含了多點觸控及iOS的支援。

Python 語法練習

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