Python与编程语言

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写在前面

今天是2021年1月25日,决定为宝宝坚持写这一系列博客的第一天。俺想用俺的语言和方式,来带宝宝给Python入个门。

能把自己理解的东西讲清楚,并不是一件容易的事情。其实网上有很多编程教程,都说面对小白和初学者,但俺看了一些之后,发现有很多地方作者已经默认读者有一些编程思维和基础概念了,也并不会花心思在这一些小地方,而是专注于教学编程语法和算法之类,殊不知有一些初学者看到这些概念就已经云里雾里了,又怎么会轻松的踏上编程之路呢。

由于宝宝从来没有接触过编程知识,俺会一步一步的带妮了解这个领域的一些东东,包括一些名字和概念,以及由来的原因。当然,俺现在学历尚浅,对Python没有深入研究过,了解并不全面,只是有一段零零散散的学习和项目编程的经验,比起其他的作者和老师远远不及,难免有许多理解错误的地方。因此在慢慢写这篇教程的同时,俺也会不断的查阅资料,不断的学习别的作者的教学思路,争取能写的通俗易懂,少一些错误。

接下来,俺们开始叭!(≧▽≦)♡


Python与编程语言

Python是一种编程语言。

编程语言是什么东西呢。

我们不查资料,先来猜一猜。不管编程是什么,语言这两个字我们总是认识的。语言是我们之间的交流工具,对不对?

没错,语言是一种通讯工具,在人与人之间传达信息。类比一下,编程语言也是一种通讯工具,不同的是,编程语言是在人与计算机之间传达信息。

既然编程语言能被称作语言,那么语言的有关特点,也能用于编程语言上,要想好好的认识编程语言,我们不妨先想一想我们所了解的语言。

语言的种类有很多,有汉语、英语、西班牙语、日语、德语、俄语······很多很多种类。

在中国大家都说汉语,在英国、美国大家都说英语,在不同的地域的人们,使用着不同的语言。

有像英语、汉语、西班牙语这些使用人数很多很多的语言,也有像丹麦语、冰岛语这些使用人数很少很少的语言。

语言的难易程度也有不同,比如说汉语,是世界上最难学的语言。但最难学的汉语,也有她的博大精深,有其他语言所比拟不了的美和内涵。

想了这么久,我们应该可以更好的认识编程语言了。

和我们平常所说的语言一样,编程语言也有很多很多种类,如C语言、C++、Java、Python、JavaScript、R语言······等等。

不同地域的人们使用不同的语言,在不同的领域,不同的编程语言也发挥着自己的特色。如我们日常所浏览的网页适合用JavaScprit来开发设计,应用程序的开发适合用Python,操作系统和大型3D游戏适合用C语言。

有像C语言、Python、Java这些有很多很多人用的语言,也有像R语言这种用的人数稍微少一些的语言。

编程语言同样有难易,比如C语言很难。但难学的C语言,可以对硬件编程(比如控制妮的电脑摄像头)、可以编写操作系统,这也是其他编程语言很难做到的。

编程语言的实现方式,就是我们俗称的“写代码”。

在我刚开始学习编程的时候,我常常会疑惑,为什么我们写的代码,计算机会认识,会去执行我们的命令呢,明明电脑里面就是一些电路板,为什么会认识许许多多,这么复杂的编程语言呢。

如果宝宝有疑惑,我感到欣喜,这说明宝宝会去思考很多事情背后的逻辑,有很大的求知欲望,保持这样的思考,一定会有长足的进步;如果宝宝不觉得疑惑,我也同样感到开心,因为在现在,在很多有用的工具背后,往往是复杂精细的开发设计,有时候费尽心思去弄明白,反而会花费大量宝贵的时间,对于大多数人来说,不如先专注于眼前的工具,去利用好去学习好它。我们只需要知道,有一些很厉害很厉害的人,已经用他们脑海里的知识,通过某种途径和方法把这些工具开发出来了,他们的目的,是为了我们更好的使用,而不是去探究背后的逻辑。

说了这么多,不管宝宝最开始疑惑不疑惑,现在一定疑惑了,为什么计算机会认识我们写的代码呢?

其实计算机并不认识我们的代码,它只认识机器指令,我们所写的编程语言,其实都是通过一个翻译器,变成了机器指令,由计算机去执行。

哈哈,新名词又来了,机器指令又是什么,为什么计算机偏偏又认识机器指令呢?

机器指令是一串二进制码,至于什么是二进制码,为什么计算机认识二进制码,我们在下一章讲。

我还记得我高一上化学课的时候,很多东西不理解,为什么要用这个溶液,为么这个化学式要这么写,老师说:“很多东西当你现在做了很多尝试都很难理解的时候,你一定要先记住,把结论记在脑海里,当你以后逐渐深入,学到的知识越来越多,你会发现,很多当年不理解的东西,都会在某一瞬间豁然开朗。”

这句话从那时候到现在,我仍然受益良多,希望这句话,也能让宝宝受益。

到了这里,俺们对编程语言,应该有一个大体的了解了。

不要着急急,在进入Python之前,俺们还需要了解一个小概念—“代码库”。

俺们知道,编程的目的是要让电脑来为我们做事情的。比如说计算数学表达式,整理表格,处理图像等等。编程,其实就是不断的编写这样的一些小功能。

拿计算数学表达式举个例子:因为工作需要,有人向俺们求助,说只要让她的电脑会算:

1+2+3+···+9+10

为了报答,她就请俺们恰顿烤肉。烤肉太好吃啦,俺们决定尝试一下!

俺们知道答案是55,那么俺们就给电脑写一个代码,只要有人输入“1+2+3+···+9+10”,电脑就输出55。

现在,这台电脑就有着计算“1+2+3+···+9+10”的功能啦!俺们过了一把十足的烤肉瘾,也和向俺们求助的人交上了朋友。她觉得俺们很厉害,介绍给了她的朋友们,于是有好多人过来找俺们帮忙,有的人也想算“1+2+···+10”,还有的人想算“1+2+···+11”,有的人想算“1+2+···+12”,有的人想算“1+2+···+99+100”,报答都是一顿烤肉!

烤肉固然好吃,可是不想偷懒的程序员不是好程序员,不仅要在不同的电脑上写重复的代码,还要一个一个设置新的结果值,实在太苦恼了!怎么办呢,怎么办呢?

俺们忽然发现,这些表达式很有规律,都是从

1

1

1开始的等差数列求和,俺们为什么不写一个通用的公式,只要输入最后一个数就让电脑自己把结果算出来呢。

i

=

1

n

n

=

1

+

2

+

3

+

+

n

=

n

(

n

+

1

)

2

\sum_{i=1}^{n}{n}={1+2+3+\cdots+n}=\frac{n(n+1)}{2}

i=1nn=1+2+3++n=2n(n+1)

俺们把代码写成,只要有人输入一个数

n

n

n,就把

n

(

n

+

1

)

2

\frac{n(n+1)}{2}

2n(n+1)当成结果输出。俺们把这个代码储存起来,这样,不管有多少人求助,只要把这个代码给他们,告诉他们使用方法,就可以满足每个人的要求,俺们也可以恰好多好多顿烤肉啦!

我们把最后这个通用代码存储起来,便于以后自己用或者给别人用,实际上就是建立代码库的过程。

生活中,有些东西我们会放进仓库,以便有需要的时候取用。类似的,我们把针对很多问题写过的代码,储存起来,放进一个文件夹,这个文件夹,是不是也像一个仓库呢?我们形象的称之为“代码库”。

建立了代码库,在以后遇到同样的问题或者相似的问题的时候,就可以直接用代码库里已经存储好的程序,不用再花心思去构思去编程,可以节省大量宝贵的时间。

大家都说Python很简单,确实,除了高级开发,Python无论是入门还是使用,都不是太难。这种简单,不仅是语法层次的简单,其实更主要的是Python代码库的丰富。那些我们需要用计算机处理的问题,基本上都可以在Python代码库里找到。我们处理问题时,只需要去取用和组合代码库里的程序,并不需要去关注功能是怎么实现的。

比如我们之前的例子,当有人用了我们的代码库的时候,他只需要知道输入一个数

n

n

n,程序会自动输出从

1

1

1

n

n

n的累加结果,至于这个结果究竟是根据

n

(

n

+

1

)

2

\frac{n(n+1)}{2}

2n(n+1)算出来的,还是根据

n

(

n

+

1

)

2

1

+

1

\frac{n(n+1)}{2}-1+1

2n(n+1)1+1算出来的,还是根据

n

n

+

n

2

\frac{n*n+n}{2}

2nn+n算出来的,使用者并不用关心。

Python代码库的丰富,帮助了我们更专心于解决复杂的问题,去好好利用这些别人已经写好的代码,而不是在基础功能的编程上花费时间。所以很多别的代码需要十几行、几十行才能解决的问题,Python可能用一用代码库,几行代码就可以解决。当然,更少的代码可能导致Python程序需要更长的运行时间,这是后话。

“人生苦短,我用Python”。

下一章俺们来瞅瞅二进制是个什么东东。


总结与思考

1.善于利用谷歌、百度、微软Bing。宝宝入了编程的门,第一件事就是要开始慢慢学会利用搜索引擎。妮遇到的问题,80%都能搜索到解决办法。妮要相信,妮永远不是世界上第一个遇到这个问题的人。
2.列举出几种除了Python之外的编程语言,它们一般用于哪些领域?百度一下妮或许能了解到更多。
3.什么是代码库?代码库为程序员带来了哪些便利?

原文链接:https://blog.csdn.net/qq_43353179/article/details/113097072

最后修改日期:2021年1月28日