0.導語

Python是一種跨平臺的計算機程序設計語言。是一種面向對象的動態類型語言，最初被設計用于編寫自動化腳本(shell)，隨著版本的不斷更新和語言新功能的添加，越來越多被用于獨立的、大型項目的開發。

在此之前，我已經寫了以下幾篇AI基礎的快速入門，本篇文章講解python語言的基礎部分，也是后續內容的基礎。

已發布：

AI 基礎：Numpy 簡易入門

AI 基礎：Pandas 簡易入門

AI 基礎：Scipy(科學計算庫) 簡易入門

AI基礎：數據可視化簡易入門（matplotlib和seaborn）

后續持續更新

本文代碼可以在github下載：

https://github.com/fengdu78/Data-Science-Notes/tree/master/1.python-basic

文件名：Python_Basic.ipynb

1 Python數據類型

1.1 字符串

在Python中用引號引起來的字符集稱之為字符串，比如：'hello'、"my Python"、"2+3"等都是字符串 Python中字符串中使用的引號可以是單引號、雙引號跟三引號

print ('hello world!') hello world! c = 'It is a "dog"!' print (c) It is a "dog"! c1= "It's a dog!" print (c1) It's a dog! c2 = """hello world !""" print (c2) hello world !

• 轉義字符''

轉義字符\可以轉義很多字符，比如\n表示換行，\t表示制表符，字符\本身也要轉義，所以\ \表示的字符就是\

print ('It\'s a dog!') print ("hello world!\nhello Python!") print ('\\\t\\') It's a dog! hello world! hello Python! \ \

原樣輸出引號內字符串可以使用在引號前加r

print (r'\\\t\\') \\\t\\

• 子字符串及運算

s = 'Python' print( 'Py' in s) print( 'py' in s) True False

取子字符串有兩種方法，使用[]索引或者切片運算法[:]，這兩個方法使用面非常廣

print (s[2]) t print (s[1:4]) yth

• 字符串連接與格式化輸出

word1 = '"hello"' word2 = '"world"' sentence = word1.strip('"') + ' ' + word2.strip('"') + '!'print( 'The first word is %s, and the second word is %s' %(word1, word2)) print (sentence) The first word is "hello", and the second word is "world" hello world!

1.2 整數與浮點數

整數

Python可以處理任意大小的整數，當然包括負整數，在程序中的表示方法和數學上的寫法一模一樣

i = 7 print (i) 7 7 + 3 10 7 - 3 4 7 * 3 21 7 ** 3 343 7 / 3#Python3之后，整數除法和浮點數除法已經沒有差異 2.3333333333333335 7 % 3 1 7//3 2 浮點數7.0 / 3 2.3333333333333335 3.14 * 10 ** 2 314.0

其它表示方法

0b1111 15 0xff 255 1.2e-5 1.2e-05

更多運算

import mathprint (math.log(math.e)) # 更多運算可查閱文檔 1.0

1.3 布爾值

True True False False True and False False True or False True not True False True + False 1 18 >= 6 * 3 or 'py' in 'Python' True 18 >= 6 * 3 and 'py' in 'Python' False 18 >= 6 * 3 and 'Py' in 'Python' True

1.4 日期時間

import timenow = time.strptime('2016-07-20', '%Y-%m-%d') print (now) time.struct_time(tm_year=2016, tm_mon=7, tm_mday=20, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=2, tm_yday=202, tm_isdst=-1) time.strftime('%Y-%m-%d', now) '2016-07-20' import datetimesomeDay = datetime.date(1999,2,10) anotherDay = datetime.date(1999,2,15) deltaDay = anotherDay - someDay deltaDay.days 5

還有其他一些datetime格式

• 查看變量類型

type(None) NoneType type(1.0) float type(True) bool s="NoneType" type(s) str

• 類型轉換

str(10086) '10086' ?float() float(10086) 10086.0 int('10086') 10086 complex(10086) (10086+0j)

2 Python數據結構

列表（list）、元組（tuple）、集合（set）、字典（dict）

2.1 列表(list)

用來存儲一連串元素的容器，列表用[]來表示，其中元素的類型可不相同。

mylist= [0, 1, 2, 3, 4, 5] print (mylist) [0, 1, 2, 3, 4, 5]

列表索引和切片

# 索引從0開始，含左不含右 print ('[4]=', mylist[4]) print ('[-4]=', mylist[-4]) print ('[0:4]=', mylist[0:4]) print ('[:4]=', mylist[:4])#dddd print( '[4:]=', mylist[4:]) print ('[0:4:2]=', mylist[0:4:2]) print ('[-5:-1:]=', mylist[-5:-1:]) print ('[-2::-1]=', mylist[-2::-1]) [4]= 4 [-4]= 2 [0:4]= [0, 1, 2, 3] [:4]= [0, 1, 2, 3] [4:]= [4, 5] [0:4:2]= [0, 2] [-5:-1:]= [1, 2, 3, 4] [-2::-1]= [4, 3, 2, 1, 0]

修改列表

mylist[3] = "小月" print (mylist[3])mylist[5]="小楠" print (mylist[5])mylist[5]=19978 print (mylist[5])小月 小楠 19978 print (mylist) [0, 1, 2, '小月', 4, 19978]

插入元素

mylist.append('han') # 添加到尾部 mylist.extend(['long', 'wan']) print (mylist) [0, 1, 2, '小月', 4, 19978, 'han', 'long', 'wan'] scores = [90, 80, 75, 66] mylist.insert(1, scores) # 添加到指定位置 mylist [0, [90, 80, 75, 66], 1, 2, '小月', 4, 19978, 'han', 'long', 'wan'] a=[]

刪除元素

print (mylist.pop(1)) # 該函數返回被彈出的元素，不傳入參數則刪除最后一個元素 print (mylist) [90, 80, 75, 66] [0, 1, 2, '小月', 4, 19978, 'han', 'long', 'wan']

判斷元素是否在列表中等

print( 'wan' in mylist) print ('han' not in mylist) True False mylist.count('wan') 1 mylist.index('wan') 8

range函數生成整數列表

print (range(10)) print (range(-5, 5)) print (range(-10, 10, 2)) print (range(16, 10, -1)) range(0, 10) range(-5, 5) range(-10, 10, 2) range(16, 10, -1)

2.2 元組(tuple)

元組類似列表，元組里面的元素也是進行索引計算。列表里面的元素的值可以修改，而元組里面的元素的值不能修改，只能讀取。元組的符號是()。

studentsTuple = ("ming", "jun", "qiang", "wu", scores) studentsTuple ('ming', 'jun', 'qiang', 'wu', [90, 80, 75, 66]) try:studentsTuple[1] = 'fu' except TypeError:print ('TypeError') TypeError scores[1]= 100 studentsTuple ('ming', 'jun', 'qiang', 'wu', [90, 100, 75, 66]) 'ming' in studentsTuple True studentsTuple[0:4] ('ming', 'jun', 'qiang', 'wu') studentsTuple.count('ming') 1 studentsTuple.index('jun') 1 len(studentsTuple) 5

2.3 集合(set)

Python中集合主要有兩個功能，一個功能是進行集合操作，另一個功能是消除重復元素。集合的格式是：set()，其中()內可以是列表、字典或字符串，因為字符串是以列表的形式存儲的

studentsSet = set(mylist) print (studentsSet) {0, 1, 2, 'han', 4, '小月', 19978, 'wan', 'long'} studentsSet.add('xu') print (studentsSet) {0, 1, 2, 'han', 4, '小月', 19978, 'wan', 'long', 'xu'} studentsSet.remove('xu') print (studentsSet) {0, 1, 2, 'han', 4, '小月', 19978, 'wan', 'long'} mylist.sort()#會出錯 ---------------------------------------------------------------------------TypeError Traceback (most recent call last)<ipython-input-69-7309caa8a1d6> in <module>() ----> 1 mylist.sort()TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int' a = set("abcnmaaaaggsng") print ('a=', a) a= {'b', 'a', 'm', 'c', 'g', 's', 'n'} b = set("cdfm") print ('b=', b) b= {'m', 'd', 'c', 'f'} #交集 x = a & b print( 'x=', x) x= {'m', 'c'} #并集 y = a | b print ('y=', y) #差集 z = a - b print( 'z=', z) #去除重復元素 new = set(a) print( z) y= {'b', 'a', 'f', 'd', 'm', 'c', 'g', 's', 'n'} z= {'b', 'a', 'g', 's', 'n'} {'b', 'a', 'g', 's', 'n'}

2.4字典(dict)

Python中的字典dict也叫做關聯數組，用大括號{}括起來，在其他語言中也稱為map，使用鍵-值（key-value）存儲，具有極快的查找速度，其中key不能重復。

k = {"name":"weiwei", "home":"guilin"} print (k["home"]) guilin print( k.keys()) print( k.values()) dict_keys(['name', 'home']) dict_values(['weiwei', 'guilin'])

添加、修改字典里面的項目

k["like"] = "music" k['name'] = 'guangzhou' print (k) {'name': 'guangzhou', 'home': 'guilin', 'like': 'music'} k.get('edu', -1) # 通過dict提供的get方法，如果key不存在，可以返回None，或者自己指定的value -1

刪除key-value元素

k.pop('like') print (k) {'name': 'guangzhou', 'home': 'guilin'}

2.5 列表、元組、集合、字典的互相轉換

type(mylist) list tuple(mylist) (0, 1, 2, '小月', 4, 19978, 'han', 'long', 'wan') list(k) ['name', 'home'] zl = zip(('A', 'B', 'C'), [1, 2, 3, 4]) # zip可以將列表、元組、集合、字典‘縫合’起來 print (zl) print (dict(zl)) <zip object at 0x0000015AFAA612C8> {'A': 1, 'B': 2, 'C': 3}

3 Python控制流

在Python中通常的情況下程序的執行是從上往下執行的，而某些時候我們為了改變程序的執行順序，使用控制流語句控制程序執行方式。Python中有三種控制流類型：順序結構、分支結構、循環結構。

另外，Python可以使用分號";"分隔語句，但一般是使用換行來分隔；語句塊不用大括號"{}"，而使用縮進（可以使用四個空格）來表示

3.1 順序結構

s = '7' num = int(s) # 一般不使用這種分隔方式 num -= 1 # num = num - 1 num *= 6 # num = num * 6 print (num) 36

3.2 分支結構：Python中if語句是用來判斷選擇執行哪個語句塊的

if <True or Flase表達式>:

執行語句塊

elif <True or Flase表達式>：

執行語句塊

else：? ? ? ?# 都不滿足

執行語句塊

#elif子句可以有多條，elif和else部分可省略

salary = 1000 if salary > 10000:print ("Wow!!!!!!!") elif salary > 5000:print ("That's OK.") elif salary > 3000:print ("5555555555") else:print ("..........") ..........

3.3 循環結構

while 循環

while <True or Flase表達式>:

循環執行語句塊

else：? ? ? ? ?# 不滿足條件

執行語句塊

#else部分可以省略

a = 1 while a < 10:if a <= 5:print (a)else:print ("Hello")a = a + 1 else:print ("Done") 1 2 3 4 5 Hello Hello Hello Hello Done

• for 循環 for (條件變量) in (集合)：

  執行語句塊

“集合”并不單指set，而是“形似”集合的列表、元組、字典、數組都可以進行循環

條件變量可以有多個

heights = {'Yao':226, 'Sharq':216, 'AI':183} for i in heights:print (i, heights[i]) Yao 226 Sharq 216 AI 183 for key, value in heights.items():print(key, value) Yao 226 Sharq 216 AI 183 total = 0 for i in range(1, 101):total += i#total=total+i print (total) 5050

3.4 break、continue和pass

break:跳出循環

continue:跳出當前循環,繼續下一次循環

pass:占位符，什么也不做

for i in range(1, 5):if i == 3:breakprint (i) 1 2 for i in range(1, 5):if i == 3:continueprint (i) 1 2 4 for i in range(1, 5):if i == 3:passprint (i) 1 2 3 4

3.5 列表生成式

三種形式

• [<表達式> for (條件變量) in (集合)]

• [<表達式> for (條件變量) in (集合) if <'True or False'表達式>]

• [<表達式> if <'True or False'表達式> else <表達式> ?for (條件變量) in (集合) ]

fruits = ['"Apple', 'Watermelon', '"Banana"'] [x.strip('"') for x in fruits] ['Apple', 'Watermelon', 'Banana'] # 另一種寫法 test_list=[] for x in fruits:x=x.strip('"')test_list.append(x) test_list ['Apple', 'Watermelon', 'Banana'] [x ** 2 for x in range(21) if x%2] [1, 9, 25, 49, 81, 121, 169, 225, 289, 361] # 另一種寫法 test_list=[] for x in range(21):if x%2:x=x**2test_list.append(x) test_list [1, 9, 25, 49, 81, 121, 169, 225, 289, 361] [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ'] ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ'] # 另一種寫法 test_list=[] for m in 'ABC':for n in 'XYZ':x=m+ntest_list.append(x) test_list ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ'] d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' } [k + '=' + v for k, v in d.items()] ['x=A', 'y=B', 'z=C'] # 另一種寫法 test_list=[] for k, v in d.items():x=k + '=' + vtest_list.append(x) test_list ['x=A', 'y=B', 'z=C']

4 Python函數

函數是用來封裝特定功能的實體，可對不同類型和結構的數據進行操作，達到預定目標。

4.1 調用函數

• Python內置了很多有用的函數，我們可以直接調用，進行數據分析時多數情況下是通過調用定義好的函數來操作數據的

str1 = "as" int1 = -9 print (len(str1)) print (abs(int1)) 2 9 fruits = ['Apple', 'Banana', 'Melon'] fruits.append('Grape') print (fruits) ['Apple', 'Banana', 'Melon', 'Grape']

4.2 定義函數

當系統自帶函數不足以完成指定的功能時，需要用戶自定義函數來完成。def 函數名()：函數內容 函數內容 <return 返回值>

def my_abs(x):if x >= 0:return xelse:return -xmy_abs(-9) 9

可以沒有return

def filter_fruit(someList, d):for i in someList:if i == d:someList.remove(i)else:passprint (filter_fruit(fruits, 'Melon')) print (fruits) None ['Apple', 'Banana', 'Grape']

多個返回值的情況

def test(i, j):k = i * jreturn i, j, ka , b , c = test(4, 5) print (a, b , c) type(test(4, 5)) 4 5 20 tuple

4.3 高階函數

• 把另一個函數作為參數傳入一個函數，這樣的函數稱為高階函數

函數本身也可以賦值給變量，函數與其它對象具有同等地位

myFunction = abs myFunction(-9) 9

• 參數傳入函數

def add(x, y, f):return f(x) + f(y)add(7, -5, myFunction) 12

• 常用高階函數

map/reduce: map將傳入的函數依次作用到序列的每個元素，并把結果作為新的list返回；reduce把一個函數作用在一個序列[x1, x2, x3...]上，這個函數必須接收兩個參數，reduce把結果繼續和序列的下一個元素做累積計算

myList = [-1, 2, -3, 4, -5, 6, 7] map(abs, myList) <map at 0x15afaa00630> from functools import reduce def powerAdd(a, b):return pow(a, 2) + pow(b, 2)reduce(powerAdd, myList) # 是否是計算平方和？ 3560020598205630145296938

filter：filter()把傳入的函數依次作用于每個元素，然后根據返回值是True還是False決定保留還是丟棄該元素

def is_odd(x):return x % 3 # 0被判斷為False，其它被判斷為Truefilter(is_odd, myList) <filter at 0x15afa9f0588>

sorted: 實現對序列排序，默認情況下對于兩個元素x和y，如果認為x < y，則返回-1，如果認為x == y，則返回0，如果認為x > y，則返回1

默認排序：數字大小或字母序（針對字符串）

sorted(myList) [-5, -3, -1, 2, 4, 6, 7]

*練習：自定義一個排序規則函數，可將列表中字符串忽略大小寫地，按字母序排列，列表為['Apple', 'orange', 'Peach', 'banana']。提示:字母轉換為大寫的方法為some_str.upper()，轉換為小寫使用some_str.lower()

• 返回函數: 高階函數除了可以接受函數作為參數外，還可以把函數作為結果值返回

def powAdd(x, y):def power(n):return pow(x, n) + pow(y, n)return powermyF = powAdd(3, 4) myF <function __main__.powAdd.<locals>.power> myF(2) 25

• 匿名函數：高階函數傳入函數時，不需要顯式地定義函數，直接傳入匿名函數更方便

f = lambda x: x * x f(4) 16

等同于：

def f(x):return x * x map(lambda x: x * x, myList) <map at 0x15afaa1d0f0>

匿名函數可以傳入多個參數

reduce(lambda x, y: x + y, map(lambda x: x * x, myList)) 140

返回函數可以是匿名函數

def powAdd1(x, y):return lambda n: pow(x, n) + pow(y, n)lamb = powAdd1(3, 4) lamb(2) 25

其它

• 標識符第一個字符只能是字母或下劃線，第一個字符不能出現數字或其他字符；標識符除第一個字符外，其他部分可以是字母或者下劃線或者數字，標識符大小寫敏感，比如name跟Name是不同的標識符。

• Python規范：

• 類標識符每個字符第一個字母大寫；

• 對象\變量標識符的第一個字母小寫，其余首字母大寫，或使用下劃線'_' 連接；

• 函數命名同普通對象。

• 關鍵字

關鍵字是指系統中自帶的具備特定含義的標識符

# 查看一下關鍵字有哪些，避免關鍵字做自定義標識符 import keyword print (keyword.kwlist) ['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

• 注釋

Python中的注釋一般用#進行注釋

• 幫助

Python中的注釋一般用？查看幫助

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的AI 基础：Python 简易入门的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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