Python基础教程

本章将介绍Python的最基本语法，以及一些和深度学习还有计算机视觉最相关的基本使用。

Python简介

Python是一门解释型的高级编程语言，特点是简单明确。Python作者是荷兰人Guido van Rossum，1982年他获得数学和计算机硕士学位后，在荷兰数学与计算科学研究所（Centrum Wiskunde & InformaTIca, CWI）谋了份差事。在CWI期间，Guido参与到了一门叫做ABC的语言开发工作中。ABC是一门教学语言，所以拥有简单，可读性好，语法更接近自然语言等特点。在那个C语言一统天下的年代，ABC就是一股简单的清流，毕竟是门教学语言，最后没有流行起来，不过这段经历影响了Guido。1989年的圣诞假期，闲得蛋疼的Guido决定设计一门简单易用的新语言，要介于C和Shell之间，同时吸取ABC语法中的优点。Guido用自己喜欢的一部喜剧电视剧来命名这门语言：《Monty Python‘s Flying Circus》。

1991年，第一版基于C++实现的Python编译器诞生，因为简单，拓展性好，Python很快就在Guido的同事中大受欢迎，不久Python的核心开发人员就从Guido一人变成了一个小团队。后来随着互联网时代的到来，开源及社区合作的方式蓬勃发展，Python也借此上了发展的快车道。因为Python非常容易拓展，在不同领域的开发者贡献下，许多受欢迎的功能和特征被开发出来，渐渐形成了各种各样的库，其中一部分被加入到Python的标准库中，这让本来就不需要过多思考底层细节的Python变得更加强大好用。在不过多考虑执行效率的前提下，使用Python进行开发的周期相比传统的C/C++甚至Java等语言都大大缩短，代码量也大幅降低，所以出bug的可能性也小了很多。因此有了语言专家Bruce Eckel的那句名言：Life is short, you need Python. 后来这句话的中文版“人生苦短，我用Python”被Guido印在了T恤上。发展至今，Python渐渐成了最流行的语言之一，在编程语言排行榜TOBIE中常年占据前5的位置。另外随着Python的用户群越来越壮大，慢慢在本身特点上发展出了自己的哲学，叫做Python的禅（The Zen of Python）。遵循Python哲学的做法叫做很Python（Pythonic），具体参见：

PEP 20 — The Zen of Python

>> import this

Python拥有很好的扩充性，可以非常轻松地用其他语言编写模块供调用，用Python编写的模块也可以通过各种方式轻松被其他语言调用。所以一种常见的Python使用方式是，底层复杂且对效率要求高的模块用C/C++等语言实现，顶层调用的API用Python封装，这样可以通过简单的语法实现顶层逻辑，故而Python又被称为“胶水语言”。这种特性的好处是，无需花费很多时间在编程实现上，更多的时间可以专注于思考问题的逻辑。尤其是对做算法和深度学习的从业人员，这种方式是非常理想的，所以如今的深度学习框架中，除了MATLAB，或是Deeplearning4j这种摆明了给Java用的，其他框架基本上要么官方接口就是Python，要么支持Python接口。

安装和使用Python

Python有两个大版本，考虑到用户群数量和库的各种框架的兼容性，本文以Python2（2.7）为准，语法尽量考虑和Python3的兼容。

Unix/Linux下的Python基本都是系统自带的，一般默认为Python2，使用时在终端直接键入python就能进入Python解释器界面：

在解释器下就已经可以进行最基本的编程了，比如：

 

写程序的话还是需要保存成文件再执行，比如我们写下面语句，并且保存为helloworld.py：

print(“Hello world!”)

然后在终端里执行：

安装更多的python库一般有两种方法，第一是用系统的软件包管理，以Ubuntu 16.04 LTS为例，比如想要安装numpy库（后面会介绍这个库），软件包的名字就是python-numpy，所以在终端中输入：

>> sudo apt install python-numpy

Python自己也带了包管理器，叫做pip，使用如下：

>> pip install numpy

安装和深度学习相关的框架时，一般来说推荐使用系统自带的包管理，出现版本错误的可能性低一些。另外也可以使用一些提前配置好很多第三方库的Python包，这些包通常已经包含了深度学习框架中绝大多数的依赖库，比如最常用的是Anaconda：

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