Merge branch 'jackfrued:master' into master
commit
23255908db
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@ -10,7 +10,7 @@
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4. 2000年10月16日:Python 2.0发布,增加了完整的[垃圾回收](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9E%83%E5%9C%BE%E5%9B%9E%E6%94%B6_(%E8%A8%88%E7%AE%97%E6%A9%9F%E7%A7%91%E5%AD%B8)),提供了对[Unicode](https://zh.wikipedia.org/wiki/Unicode)的支持。与此同时,Python的整个开发过程更加透明,社区对开发进度的影响逐渐扩大,生态圈开始慢慢形成。
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4. 2000年10月16日:Python 2.0发布,增加了完整的[垃圾回收](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9E%83%E5%9C%BE%E5%9B%9E%E6%94%B6_(%E8%A8%88%E7%AE%97%E6%A9%9F%E7%A7%91%E5%AD%B8)),提供了对[Unicode](https://zh.wikipedia.org/wiki/Unicode)的支持。与此同时,Python的整个开发过程更加透明,社区对开发进度的影响逐渐扩大,生态圈开始慢慢形成。
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5. 2008年12月3日:Python 3.0发布,它并不完全兼容之前的Python代码,不过因为目前还有不少公司在项目和运维中使用Python 2.x版本,所以Python 3.x的很多新特性后来也被移植到Python 2.6/2.7版本中。
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5. 2008年12月3日:Python 3.0发布,它并不完全兼容之前的Python代码,不过因为目前还有不少公司在项目和运维中使用Python 2.x版本,所以Python 3.x的很多新特性后来也被移植到Python 2.6/2.7版本中。
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目前我们使用的Python 3.7.x的版本是在2018年发布的,Python的版本号分为三段,形如A.B.C。其中A表示大版本号,一般当整体重写,或出现不向后兼容的改变时,增加A;B表示功能更新,出现新功能时增加B;C表示小的改动(例如:修复了某个Bug),只要有修改就增加C。如果对Python的历史感兴趣,可以阅读名为[《Python简史》](http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/02/06/2892628.html)的网络文章。
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目前我使用的Python 3.7.x的版本是在2018年发布的,Python的版本号分为三段,形如A.B.C。其中A表示大版本号,一般当整体重写,或出现不向后兼容的改变时,增加A;B表示功能更新,出现新功能时增加B;C表示小的改动(例如:修复了某个Bug),只要有修改就增加C。如果对Python的历史感兴趣,可以阅读名为[《Python简史》](http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/02/06/2892628.html)的网络文章。
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#### Python的优缺点
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#### Python的优缺点
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@ -218,7 +218,7 @@ pip3 install ipython
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#### PyCharm - Python开发神器
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#### PyCharm - Python开发神器
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PyCharm的安装、配置和使用在[《玩转PyCharm》](../玩转PyCharm.md)进行了介绍,有兴趣的读者可以选择阅读。
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PyCharm的安装、配置和使用在[《玩转PyCharm》](../番外篇/玩转PyCharm.md)进行了介绍,有兴趣的读者可以选择阅读。
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![](./res/python-pycharm.png)
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![](./res/python-pycharm.png)
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@ -193,7 +193,7 @@ c = (f - 32) / 1.8
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print('%.1f华氏度 = %.1f摄氏度' % (f, c))
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print('%.1f华氏度 = %.1f摄氏度' % (f, c))
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> **说明**:在使用`print`函数输出时,也可以对字符串内容进行格式化处理,上面`print`函数中的字符串`%1.f`是一个占位符,稍后会由一个`float`类型的变量值替换掉它。同理,如果字符串中有`%d`,后面可以用一个`int`类型的变量值替换掉它,而`%s`会被字符串的值替换掉。除了这种格式化字符串的方式外,还可以用下面的方式来格式化字符串,其中`{f:.1f}`和`{c:.1f}`可以先看成是`{f}`和`{c}`,表示输出时会用变量`f`和变量`c`的值替换掉这两个占位符,后面的`:.1f`表示这是一个浮点数,小数点后保留1位有效数字。
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> **说明**:在使用`print`函数输出时,也可以对字符串内容进行格式化处理,上面`print`函数中的字符串`%.1f`是一个占位符,稍后会由一个`float`类型的变量值替换掉它。同理,如果字符串中有`%d`,后面可以用一个`int`类型的变量值替换掉它,而`%s`会被字符串的值替换掉。除了这种格式化字符串的方式外,还可以用下面的方式来格式化字符串,其中`{f:.1f}`和`{c:.1f}`可以先看成是`{f}`和`{c}`,表示输出时会用变量`f`和变量`c`的值替换掉这两个占位符,后面的`:.1f`表示这是一个浮点数,小数点后保留1位有效数字。
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> ```Python
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> ```Python
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> print(f'{f:.1f}华氏度 = {c:.1f}摄氏度')
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> print(f'{f:.1f}华氏度 = {c:.1f}摄氏度')
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@ -168,7 +168,7 @@ y = int(input('y = '))
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if x > y:
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if x > y:
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# 通过下面的操作将y的值赋给x, 将x的值赋给y
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# 通过下面的操作将y的值赋给x, 将x的值赋给y
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x, y = y, x
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x, y = y, x
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# 从两个数中较的数开始做递减的循环
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# 从两个数中较小的数开始做递减的循环
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for factor in range(x, 0, -1):
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for factor in range(x, 0, -1):
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if x % factor == 0 and y % factor == 0:
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if x % factor == 0 and y % factor == 0:
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print('%d和%d的最大公约数是%d' % (x, y, factor))
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print('%d和%d的最大公约数是%d' % (x, y, factor))
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@ -200,7 +200,7 @@ from module1 import foo
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foo()
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foo()
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```
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需要说明的是,如果我们导入的模块除了定义函数之外还中有可以执行代码,那么Python解释器在导入这个模块时就会执行这些代码,事实上我们可能并不希望如此,因此如果我们在模块中编写了执行代码,最好是将这些执行代码放入如下所示的条件中,这样的话除非直接运行该模块,if条件下的这些代码是不会执行的,因为只有直接执行的模块的名字才是"\_\_main\_\_"。
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需要说明的是,如果我们导入的模块除了定义函数之外还有可以执行代码,那么Python解释器在导入这个模块时就会执行这些代码,事实上我们可能并不希望如此,因此如果我们在模块中编写了执行代码,最好是将这些执行代码放入如下所示的条件中,这样的话除非直接运行该模块,if条件下的这些代码是不会执行的,因为只有直接执行的模块的名字才是"\_\_main\_\_"。
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`module3.py`
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`module3.py`
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@ -2,7 +2,7 @@
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### 使用字符串
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### 使用字符串
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第二次世界大战促使了现代电子计算机的诞生,最初计算机被应用于导弹弹道的计算,而在计算机诞生后的很多年时间里,计算机处理的信息基本上都是数值型的信息。世界上的第一台电子计算机叫ENIAC(电子数值积分计算机),诞生于美国的宾夕法尼亚大学,每秒钟能够完成约5000次浮点运算。随着时间的推移,虽然数值运算仍然是计算机日常工作中最为重要的事情之一,但是今天的计算机处理得更多的数据可能都是以文本的方式存在的,如果我们希望通过Python程序操作本这些文本信息,就必须要先了解字符串类型以及与它相关的知识。
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第二次世界大战促使了现代电子计算机的诞生,最初计算机被应用于导弹弹道的计算,而在计算机诞生后的很多年时间里,计算机处理的信息基本上都是数值型的信息。世界上的第一台电子计算机叫ENIAC(电子数值积分计算机),诞生于美国的宾夕法尼亚大学,每秒钟能够完成约5000次浮点运算。随着时间的推移,虽然数值运算仍然是计算机日常工作中最为重要的事情之一,但是今天的计算机处理得更多的数据可能都是以文本的方式存在的,如果我们希望通过Python程序操作这些文本信息,就必须要先了解字符串类型以及与它相关的知识。
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所谓**字符串**,就是由零个或多个字符组成的有限序列,一般记为![$${\displaystyle s=a_{1}a_{2}\dots a_{n}(0\leq n \leq \infty)}$$](./res/formula_5.png)。在Python程序中,如果我们把单个或多个字符用单引号或者双引号包围起来,就可以表示一个字符串。
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所谓**字符串**,就是由零个或多个字符组成的有限序列,一般记为![$${\displaystyle s=a_{1}a_{2}\dots a_{n}(0\leq n \leq \infty)}$$](./res/formula_5.png)。在Python程序中,如果我们把单个或多个字符用单引号或者双引号包围起来,就可以表示一个字符串。
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@ -316,7 +316,7 @@ if __name__ == '__main__':
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但是,切换作业是有代价的,比如从语文切到数学,要先收拾桌子上的语文书本、钢笔(这叫保存现场),然后,打开数学课本、找出圆规直尺(这叫准备新环境),才能开始做数学作业。操作系统在切换进程或者线程时也是一样的,它需要先保存当前执行的现场环境(CPU寄存器状态、内存页等),然后,把新任务的执行环境准备好(恢复上次的寄存器状态,切换内存页等),才能开始执行。这个切换过程虽然很快,但是也需要耗费时间。如果有几千个任务同时进行,操作系统可能就主要忙着切换任务,根本没有多少时间去执行任务了,这种情况最常见的就是硬盘狂响,点窗口无反应,系统处于假死状态。所以,多任务一旦多到一个限度,反而会使得系统性能急剧下降,最终导致所有任务都做不好。
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但是,切换作业是有代价的,比如从语文切到数学,要先收拾桌子上的语文书本、钢笔(这叫保存现场),然后,打开数学课本、找出圆规直尺(这叫准备新环境),才能开始做数学作业。操作系统在切换进程或者线程时也是一样的,它需要先保存当前执行的现场环境(CPU寄存器状态、内存页等),然后,把新任务的执行环境准备好(恢复上次的寄存器状态,切换内存页等),才能开始执行。这个切换过程虽然很快,但是也需要耗费时间。如果有几千个任务同时进行,操作系统可能就主要忙着切换任务,根本没有多少时间去执行任务了,这种情况最常见的就是硬盘狂响,点窗口无反应,系统处于假死状态。所以,多任务一旦多到一个限度,反而会使得系统性能急剧下降,最终导致所有任务都做不好。
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是否采用多任务的第二个考虑是任务的类型,可以把任务分为计算密集型和I/O密集型。计算密集型任务的特点是要进行大量的计算,消耗CPU资源,比如对视频进行编码解码或者格式转换等等,这种任务全靠CPU的运算能力,虽然也可以用多任务完成,但是任务越多,花在任务切换的时间就越多,CPU执行任务的效率就越低。计算密集型任务由于主要消耗CPU资源,这类任务用Python这样的脚本语言去执行效率通常很低,最能胜任这类任务的是C语言,我们之前提到了Python中有嵌入C/C++代码的机制。
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是否采用多任务的第二个考虑是任务的类型,可以把任务分为计算密集型和I/O密集型。计算密集型任务的特点是要进行大量的计算,消耗CPU资源,比如对视频进行编码解码或者格式转换等等,这种任务全靠CPU的运算能力,虽然也可以用多任务完成,但是任务越多,花在任务切换的时间就越多,CPU执行任务的效率就越低。计算密集型任务由于主要消耗CPU资源,这类任务用Python这样的脚本语言去执行效率通常很低,最能胜任这类任务的是C语言,我们之前提到过Python中有嵌入C/C++代码的机制。
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除了计算密集型任务,其他的涉及到网络、存储介质I/O的任务都可以视为I/O密集型任务,这类任务的特点是CPU消耗很少,任务的大部分时间都在等待I/O操作完成(因为I/O的速度远远低于CPU和内存的速度)。对于I/O密集型任务,如果启动多任务,就可以减少I/O等待时间从而让CPU高效率的运转。有一大类的任务都属于I/O密集型任务,这其中包括了我们很快会涉及到的网络应用和Web应用。
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除了计算密集型任务,其他的涉及到网络、存储介质I/O的任务都可以视为I/O密集型任务,这类任务的特点是CPU消耗很少,任务的大部分时间都在等待I/O操作完成(因为I/O的速度远远低于CPU和内存的速度)。对于I/O密集型任务,如果启动多任务,就可以减少I/O等待时间从而让CPU高效率的运转。有一大类的任务都属于I/O密集型任务,这其中包括了我们很快会涉及到的网络应用和Web应用。
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@ -324,9 +324,9 @@ if __name__ == '__main__':
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### 单线程+异步I/O
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### 单线程+异步I/O
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现代操作系统对I/O操作的改进中最为重要的就是支持异步I/O。如果充分利用操作系统提供的异步I/O支持,就可以用单进程单线程模型来执行多任务,这种全新的模型称为事件驱动模型。Nginx就是支持异步I/O的Web服务器,它在单核CPU上采用单进程模型就可以高效地支持多任务。在多核CPU上,可以运行多个进程(数量与CPU核心数相同),充分利用多核CPU。用Node.js开发的服务器端程序也使用了这种工作模式,这也是当下实现多任务编程的一种趋势。
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现代操作系统对I/O操作的改进中最为重要的就是支持异步I/O。如果充分利用操作系统提供的异步I/O支持,就可以用单进程单线程模型来执行多任务,这种全新的模型称为事件驱动模型。Nginx就是支持异步I/O的Web服务器,它在单核CPU上采用单进程模型就可以高效地支持多任务。在多核CPU上,可以运行多个进程(数量与CPU核心数相同),充分利用多核CPU。用Node.js开发的服务器端程序也使用了这种工作模式,这也是当下并发编程的一种流行方案。
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在Python语言中,单线程+异步I/O的编程模型称为协程,有了协程的支持,就可以基于事件驱动编写高效的多任务程序。协程最大的优势就是极高的执行效率,因为子程序切换不是线程切换,而是由程序自身控制,因此,没有线程切换的开销。协程的第二个优势就是不需要多线程的锁机制,因为只有一个线程,也不存在同时写变量冲突,在协程中控制共享资源不用加锁,只需要判断状态就好了,所以执行效率比多线程高很多。如果想要充分利用CPU的多核特性,最简单的方法是多进程+协程,既充分利用多核,又充分发挥协程的高效率,可获得极高的性能。关于这方面的内容,我稍后会做一个专题来进行讲解。
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在Python语言中,单线程+异步I/O的编程模型称为协程,有了协程的支持,就可以基于事件驱动编写高效的多任务程序。协程最大的优势就是极高的执行效率,因为子程序切换不是线程切换,而是由程序自身控制,因此,没有线程切换的开销。协程的第二个优势就是不需要多线程的锁机制,因为只有一个线程,也不存在同时写变量冲突,在协程中控制共享资源不用加锁,只需要判断状态就好了,所以执行效率比多线程高很多。如果想要充分利用CPU的多核特性,最简单的方法是多进程+协程,既充分利用多核,又充分发挥协程的高效率,可获得极高的性能。关于这方面的内容,在后续的课程中会进行讲解。
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### 应用案例
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### 应用案例
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@ -9,7 +9,7 @@ Date: 2018-03-02
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import math
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import math
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for num in range(1, 10000):
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for num in range(2, 10000):
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result = 0
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result = 0
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for factor in range(1, int(math.sqrt(num)) + 1):
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for factor in range(1, int(math.sqrt(num)) + 1):
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if num % factor == 0:
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if num % factor == 0:
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