AI 基础：Python 简易入门
0.導(dǎo)語
Python是一種跨平臺(tái)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言。是一種面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)類型語言，最初被設(shè)計(jì)用于編寫自動(dòng)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(dú)立的、大型項(xiàng)目的開發(fā)。
在此之前，我已經(jīng)寫了以下幾篇AI基礎(chǔ)的快速入門，本篇文章講解python語言的基礎(chǔ)部分，也是后續(xù)內(nèi)容的基礎(chǔ)。
已發(fā)布：
AI 基礎(chǔ)：Numpy 簡(jiǎn)易入門
AI 基礎(chǔ)：Pandas 簡(jiǎn)易入門
AI 基礎(chǔ)：Scipy(科學(xué)計(jì)算庫(kù)) 簡(jiǎn)易入門
AI基礎(chǔ)：數(shù)據(jù)可視化簡(jiǎn)易入門（matplotlib和seaborn）
后續(xù)持續(xù)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(shù)據(jù)類型
1.1 字符串
在Python中用引號(hào)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(hào)可以是單引號(hào)、雙引號(hào)跟三引號(hào)
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(zhuǎn)義字符''
轉(zhuǎn)義字符\可以轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(hào)內(nèi)字符串可以使用在引號(hào)前加r
print (r'\\\t\\') \\\t\\子字符串及運(yùn)算
取子字符串有兩種方法，使用[]索引或者切片運(yùn)算法[:]，這兩個(gè)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
1.2 整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)
整數(shù)
Python可以處理任意大小的整數(shù)，當(dāng)然包括負(fù)整數(shù)，在程序中的表示方法和數(shù)學(xué)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(shù)除法和浮點(diǎn)數(shù)除法已經(jīng)沒有差異 2.3333333333333335 7 % 3 1 7//3 2 浮點(diǎn)數(shù)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(yùn)算
import mathprint (math.log(math.e)) # 更多運(yùn)算可查閱文檔 1.01.3 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' True1.4 日期時(shí)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
類型轉(zhuǎn)換
2 Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
列表（list）、元組（tuple）、集合（set）、字典（dict）
2.1 列表(list)
用來存儲(chǔ)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(shù)返回被彈出的元素，不傳入?yún)?shù)則刪除最后一個(gè)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') 8range函數(shù)生成整數(shù)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(jìn)行索引計(jì)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(hào)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) 52.3 集合(set)
Python中集合主要有兩個(gè)功能，一個(gè)功能是進(jìn)行集合操作，另一個(gè)功能是消除重復(fù)元素。集合的格式是：set()，其中()內(nèi)可以是列表、字典或字符串，因?yàn)樽址且粤斜淼男问酱鎯?chǔ)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(huì)出錯(cuò) ---------------------------------------------------------------------------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(fù)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(guān)聯(lián)數(shù)組，用大括號(hào){}括起來，在其他語言中也稱為map，使用鍵-值（key-value）存儲(chǔ)，具有極快的查找速度，其中key不能重復(fù)。
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(xiàng)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(zhuǎn)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(zhí)行是從上往下執(zhí)行的，而某些時(shí)候我們?yōu)榱烁淖兂绦虻膱?zhí)行順序，使用控制流語句控制程序執(zhí)行方式。Python中有三種控制流類型：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。
另外，Python可以使用分號(hào)";"分隔語句，但一般是使用換行來分隔；語句塊不用大括號(hào)"{}"，而使用縮進(jìn)（可以使用四個(gè)空格）來表示
3.1 順序結(jié)構(gòu)
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) 363.2 分支結(jié)構(gòu)：Python中if語句是用來判斷選擇執(zhí)行哪個(gè)語句塊的
if <True or Flase表達(dá)式>:
執(zhí)行語句塊elif <True or Flase表達(dá)式>：
執(zhí)行語句塊else：? ? ? ?# 都不滿足
執(zhí)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(huán)結(jié)構(gòu)
while 循環(huán)
while <True or Flase表達(dá)式>:
循環(huán)執(zhí)行語句塊else：? ? ? ? ?# 不滿足條件
執(zhí)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 Donefor 循環(huán) for (條件變量) in (集合)：
執(zhí)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(shù)組都可以進(jìn)行循環(huán)
條件變量可以有多個(gè)
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) 50503.4 break、continue和pass
break:跳出循環(huán)
continue:跳出當(dāng)前循環(huán),繼續(xù)下一次循環(huán)
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 43.5 列表生成式
三種形式
[<表達(dá)式> for (條件變量) in (集合)]
[<表達(dá)式> for (條件變量) in (集合) if <'True or False'表達(dá)式>]
[<表達(dá)式> if <'True or False'表達(dá)式> else <表達(dá)式> ?for (條件變量) in (集合) ]
4 Python函數(shù)
函數(shù)是用來封裝特定功能的實(shí)體，可對(duì)不同類型和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。
4.1 調(diào)用函數(shù)
Python內(nèi)置了很多有用的函數(shù)，我們可以直接調(diào)用，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)多數(shù)情況下是通過調(diào)用定義好的函數(shù)來操作數(shù)據(jù)的
4.2 定義函數(shù)
當(dāng)系統(tǒng)自帶函數(shù)不足以完成指定的功能時(shí)，需要用戶自定義函數(shù)來完成。def 函數(shù)名()：函數(shù)內(nèi)容 函數(shù)內(nèi)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(gè)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 tuple4.3 高階函數(shù)
把另一個(gè)函數(shù)作為參數(shù)傳入一個(gè)函數(shù)，這樣的函數(shù)稱為高階函數(shù)
函數(shù)本身也可以賦值給變量，函數(shù)與其它對(duì)象具有同等地位
myFunction = abs myFunction(-9) 9參數(shù)傳入函數(shù)
常用高階函數(shù)
map/reduce: map將傳入的函數(shù)依次作用到序列的每個(gè)元素，并把結(jié)果作為新的list返回；reduce把一個(gè)函數(shù)作用在一個(gè)序列[x1, x2, x3...]上，這個(gè)函數(shù)必須接收兩個(gè)參數(shù)，reduce把結(jié)果繼續(xù)和序列的下一個(gè)元素做累積計(jì)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(jì)算平方和？ 3560020598205630145296938filter：filter()把傳入的函數(shù)依次作用于每個(gè)元素，然后根據(jù)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(shí)現(xiàn)對(duì)序列排序，默認(rèn)情況下對(duì)于兩個(gè)元素x和y，如果認(rèn)為x < y，則返回-1，如果認(rèn)為x == y，則返回0，如果認(rèn)為x > y，則返回1
默認(rèn)排序：數(shù)字大小或字母序（針對(duì)字符串）
sorted(myList) [-5, -3, -1, 2, 4, 6, 7]*練習(xí)：自定義一個(gè)排序規(guī)則函數(shù)，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(zhuǎn)換為大寫的方法為some_str.upper()，轉(zhuǎn)換為小寫使用some_str.lower()
返回函數(shù): 高階函數(shù)除了可以接受函數(shù)作為參數(shù)外，還可以把函數(shù)作為結(jié)果值返回
匿名函數(shù)：高階函數(shù)傳入函數(shù)時(shí)，不需要顯式地定義函數(shù)，直接傳入匿名函數(shù)更方便
等同于：
def f(x):return x * x map(lambda x: x * x, myList) <map at 0x15afaa1d0f0>匿名函數(shù)可以傳入多個(gè)參數(shù)
reduce(lambda x, y: x + y, map(lambda x: x * x, myList)) 140返回函數(shù)可以是匿名函數(shù)
def powAdd1(x, y):return lambda n: pow(x, n) + pow(y, n)lamb = powAdd1(3, 4) lamb(2) 25其它
標(biāo)識(shí)符第一個(gè)字符只能是字母或下劃線，第一個(gè)字符不能出現(xiàn)數(shù)字或其他字符；標(biāo)識(shí)符除第一個(gè)字符外，其他部分可以是字母或者下劃線或者數(shù)字，標(biāo)識(shí)符大小寫敏感，比如name跟Name是不同的標(biāo)識(shí)符。
Python規(guī)范：
類標(biāo)識(shí)符每個(gè)字符第一個(gè)字母大寫；
對(duì)象\變量標(biāo)識(shí)符的第一個(gè)字母小寫，其余首字母大寫，或使用下劃線'_' 連接；
函數(shù)命名同普通對(duì)象。
關(guān)鍵字
關(guān)鍵字是指系統(tǒng)中自帶的具備特定含義的標(biāo)識(shí)符
# 查看一下關(guān)鍵字有哪些，避免關(guān)鍵字做自定義標(biāo)識(shí)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(jìn)行注釋
幫助
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