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端序

大端模式

大端模式, 38b14a7655726af5c50df0f845021c13. 由于在网络传输中一般使用的是大端模式, 所以也叫做网络字节序.

在大端模式中, 将高位字节放在地位地址, 低位字节放在高位地址.

例子

数值0x12345678, 其中0x12这一端是高位字节, 0x78这一端是低位字节. 在内存中的存储顺序是:

小端模式

小端模式, Little-Endian. 由于大多数计算机内部处理使用的是小端模式, 所以也叫做主机序.

在小端模式中, 将高位字节放在高位地址, 低位字节放在低位地址.

例子

数值0x12345678, 其中0x12这一端是高位字节, 0x78这一端是低位字节. 在内存中的存储顺序是:

为何有大小端

对于早期的计算机, 先处理低位字节的效率比较高, 因为计算机都是从低位开始的, 所以大多数计算机内部处理使用的是小端模式. 但是计算机发展到现在, 计算机的处理器相较于以前已经进步很多了, 先处理高位字节还是低位字节的影响已经可以忽略, 但是为了向后兼容, 保留了大小端模式.

执行原理

JIT编译的工作原理:

  1. 初始解释: 当程序启动的时候, JIT编译器通常会首先解释执行代码, 这使得程序能够快速启动而无需等待整个程序被编译
  2. 热点检测: JIT编译器会监控哪些部分的代码被频繁执行, 即"热点代码", 对于这些热点代码, JIT编译器会认为通过编译优化可以提高整体性能
  3. 即时编译: 一旦检测到热点代码, JIT编译器会将这些代码编译成本地机器码, 这样它们可以直接在硬件上执行, 而不需要再经过解释. 这种解释通常发生在代码第一次被执行或者多次被调用后
  4. 优化: JIT编译器可以在编译过程中应用多种优化技术, 因为它能够基于运行时的实际数据和行为进行优化. 这种动态优化可能包括内联, 循环展开, 常量传播等
  5. 缓存和重用: 编译后的机器码通常会被缓存, 以便后续调用中直接使用, 提高执行效率

常见的JIT型语言有Java, JavaScript, .NET.

与之相对的是AOT编译, 在程序运行前, 所有代码都被编译成机器码. 这种方法可以提高启动速度和整体性能, 但是缺乏JIT运行时优化的能力, 常见的AOT型语言有Go, C, C++, C++, Rust

Python即不属于AOT也不属于JIT. 它的执行方式可以概括为"字节码解释型". 它与Java类似, 也会生成一个后缀为.pyc的字节码文件, 生成的字节码通常会保存在__pycache__目录中, 以便下次在执行的时候直接使用, 避免重复编译. 编译生成的字节码由Python虚拟机, PVM解释执行, PVM是Python解释器的一部分, 它逐行读取字节码, 并转换为底层的机器指令立即执行, 但是它不会像JIT那样检测热点代码, 然后将其直接编译成本地机器码, 也不会有多种优化技术. Java的字节码在起始阶段被JVM加载的时候, 也是逐行解释执行的, 但是JVM实现了JIT, 即它内置了一个热点代码检测机制, 它会监视字节码的执行情况, 识别哪些代码片段, 即热点代码被频繁执行. 一旦JVM识别出热点代码, 就会将这些字节码编译为本地机器码, 编译后的机器码被缓存起来, 供后续调用时直接使用, 而不需要通过解释器逐行解释执行. 这会大大提高执行效率.

有一些Python的解释器带有JIT特性, 如PyPy. 它与标准的CPython不同, 它内置了一个强大的JIT编译器, 能够检测热点代码, 将其编译为机器码, 这种即时编译显著提高了代码的执行效率. PyPy尽可能保持和CPython的兼容性, 支持大多数Python标准库和第三方库. 因此, 许多使用CPython的程序可以直接在PyPy上运行, 而无须修改代码. 然而, 由于实现细节上的差异, 某些与CPython紧密集成的扩展模块, 特别是那些依赖于CPython的C API的模块在PyPy上可能需要重新调整或者重新编译.

杂项

print函数

参数说明

  • end: 表示打印的内容以什么结尾, 默认参数为\n, 可以设置为其他值

操作符的应用

  • 数字 + 数字 = 数字
  • 数字 + 文字 = 报错, TypeError
  • 文字 + 文字 = 文字

类型转换

  • int()
    • 无法转换非数字类型的字符串, 报ValueError错误
    • 无法转换浮点数类型的字符串, 报ValueError错误

浮点数精度问题

例子

定义:

a = 0.1
b = 0.2
c = a + b
print(c)
print(c == 0.3)

执行:

$ python test.py
0.30000000000000004
False

多行字符串

可以使用一对'''或者"""表示多行字符串.

例子

定义:

description = '''
This is a
multiline string
'''

print(description)

输出:

$ python test.py

This is a
multiline string

定义:

description = '''This is a
multiline string'''

print(description)

输出:

$ python test.py
This is a
multiline string
Tip 
"""
test
"""

这个多行字符串会被转换为\ntest\n.

input函数

input函数返回的是字符串, 而不是数字. 可以提供一个字符串作为提示.

格式化输出

format函数

可以使用format函数进行格式化输出.

例子 
name = "wenzexu"
age = 23
message = "Hi {}, you are {} years old.".format(name, age)
print(message)
笔记

注意, 下列操作也可以用f字符串完成.

例子 
percent = 12.3456789
megabytes = 4100

message = f"Progress: {percent:.2f}%, {megabytes:06d} MB"
print(message) # Output: Progress: 12.35%, 004100 MB

  • 精确小数点位数

    例子 
    pi = 3.141592653589793
formatted_pi = '{:.2f}'.format(pi)
print(formatted_pi)  # Output: '3.14'

  • 使用空格填充数字

    例子 
    number = 42
formatted_number = '{:4d}'.format(number)
print(formatted_number)  # Output: '  42'

  • 使用0填充数字

    例子 
    number = 42
formatted_number = '{:04d}'.format(number)
print(formatted_number)  # Output: '0042'

f字符串

f字符串, formatted literual strings. 是一种吸纳该队来说更加快捷, 更加清晰的字符串格式化输出方法. 花括号里面可以包含Python的表达式, f用于表示当前的字符串是f字符串.

例子 
name = "wenzexu"
age = 23
text_1 = f"Hi {name}, you are {age}."
text_2 = f"In 10 years, you will be {age+10}!"
print(text_1)
print(text_2)

people = 'Students'
units = 'INFO1110/INFO1910/COMP9001'
activity = 'Lab'

string = f'''Hello, {people}!
How is {units} going? :)
We hope you are enjoying the {activity} so far!'''

print(string)
print('Here for visualisation purposes.')

people = 'Students'
units = 'INFO1110/INFO1910/COMP9001'
activity = 'Lab'

string = f'''
Hello, {people}!
How is {units} going? :)
We hope you are enjoying the {activity} so far!
'''

print(string)
print('Here for visualisation purposes.')

输入验证

isnumeric函数

isnumeric函数能够验证一个字符串仅包含数字字符.

例子 
num_str = "12345"
print(num_str.isnumeric()) # Output: true

num_str = "12345abc"
print(num_str.isnumeric()) # Output: False

num_str = "12345.2"
print(num_str.isnumeric()) # Output: False

布尔类型

  • 字符串
    • 空字符串转化为布尔类型为False
    • 非空字符串转化为布尔类型为True
  • 数字
    • 0转化为布尔类型为False
    • 非0转化为布尔类型为True
  • 容器
    • 空容器转化为布尔类型为False
    • 非空容器转化为布尔类型为True

可变类型和不可变类型

  • 不可变类型, immutable data types, 在创建之后是不能修改的, 如字符串, 元组, 数字
  • 可变类型, mutable data types, 在创建之后是可以修改的, 如列表, 字典

split和strip函数

split函数用于将字符串按照一定的规则分离, 如果没有声明separator, 则默认为空格. strip函数用于将字符串头部和尾部的字符移除, 可以声明要移除的字符, 如果没有声明的话, 默认是空格.

例子

输入:

original_str = "....,....,/Hello, Hello, Hello!  Welcome to INFO1110!@@,.@..,"
strip_str = original_str.strip(",.")
print(strip_str)

输出:

/Hello, Hello, Hello!  Welcome to INFO1110!@@,.@

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