跟艾文学编程《Python基础》（1）Python 基础入门

作者： 艾文，计算机硕士学位，企业内训讲师和金牌面试官，现就职BAT一线大厂公司资深算法专家。

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内容：跟艾文学编程《零基础入门学Python​​​​​​​》

学习目标

• Python 简介
• Python 常用的库
• Python 第一个程序
• Python 开发环境
• Jupyter-notebook 的介绍
• Python基础规则
• Python 数据类型
• Python中的标准操作符
• 循环与判断
• Python字符串类型

Python 简介

• 1989年圣诞节：Guido von Rossum开始写Python语言的编译器。  

• 1991年2月：第一个Python编译器（同时也是解释器）诞生，它是用C语言实现的（后面又出现了Java和C#实现的版本Jython和IronPython，以及PyPy、Brython、Pyston等其他实现），可以调用C语言的库函数。在最早的版本中，Python已经提供了对“类”，“函数”，“异常处理”等构造块的支持，同时提供了“列表”和“字典”等核心数据类型，同时支持以模块为基础的拓展系统。   

• 1994年1月：Python 1.0正式发布。   

• 2000年10月16日：Python 2.0发布，增加了实现完整的垃圾回收，提供了对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。   

• 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。   

目前我们使用的Python 3.7.x的版本是在2018年发布

全世界差不多有 600 多种编程语言，但流行的编程语言也就那么 20 来种。不知道你有没有听说过 TIOBE 排行榜。

这是 2019 年 5 月编程语言排行榜榜单：

Top 10 编程语言 TIOBE 指数走势

总的来说，这几种编程语言各有千秋，但不难看出，最近几年 Python 的发展非常的快，特别最近流行的机器学习，数据分析，更让 python 快速的发展起来。

Python 常用的库

• Numpy

NumPy(Numerical Python) 是 Python 语言的一个扩展程序库，支持大量的维度数组与矩阵运算，此外也针对数组运算提供大量的数学函数库。

• Pandas

pandas 是基于NumPy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。Pandas 纳入了大量库和一些标准的数据模型，提供了高效地操作大型数据集所需的工具。pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。

• Matplotlib

Matplotlib 是 Python 的绘图库。 它可与 NumPy 一起使用，提供了一种有效的 MatLab 开源替代方案

• Seaborn

Seaborn其实是在matplotlib的基础上进行了更高级的API封装，从而使得作图更加容易，在大多数情况下使用seaborn就能做出很具有吸引力的图，而使用matplotlib就能制作具有更多特色的图。应该把Seaborn视为matplotlib的补充，而不是替代物

Python 第一个程序

Python 开发环境搭建

• 集成开发环境（IDE）: PyCharm（大型项目开发使用）

PyCharm 下载地址 : https://www.jetbrains.com/pycharm/download/

• 直接安装官网python（不推荐）

下载地址： https://www.python.org/

• 科学计算环境Anaconda(学习过程推荐使用)

下载地址： https://www.anaconda.com/distribution/#download-section

Mac 下安装： https://www.datacamp.com/community/tutorials/installing-anaconda-mac-os-x

Windows 下安装： https://www.datacamp.com/community/tutorials/installing-anaconda-windows

Jupyter-notebook 的介绍

参考操作手册《docs/Jupyter_Notebook_Cheat_Sheet.pdf》

Jupyter Notebook 是一种开发工具，可以通过图形化的界面分析数据。

Python基础规则

命名规范

• 模块

模块尽量使用小写命名，首字母保持小写，尽量不要用下划线(除非多个单词，且数量不多的情况)

• 类名

类名使用驼峰(CamelCase)命名风格，首字母大写

• 函数

函数名一律小写，如有多个单词，用下划线隔开

• 变量名

变量名尽量小写, 如有多个单词，用下划线隔开

• 常量

常量采用全大写，如有多个单词，使用下划线隔开

注释规范

• 块注释

• 行注释

• 文档注释

""" 开头和结尾, 首行不换行, 如有多行, 末行必需换行, 以下是Google的docstring风格示例

• 对函数参数、返回值等的说明采用numpy标准

基本数据类

变量赋值

Python 中的变量赋值不需要类型声明

每个变量在内存中创建，都包括变量的标识，名称和数据这些信息

每个变量在使用前都必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建

标准数据类型

在内存中存储的数据可以有多种类型。

Python有五个标准的数据类型：

Numbers（数字）

String（字符串）

List（列表）

Tuple（元组）

Dictionary（字典）

Python数字

数字数据类型用于存储数值。

不可改变的数据类型，这意味着改变数字数据类型会分配一个新的对象

Python支持四种不同的数字类型：

int（有符号整型）

long（长整型[也可以代表八进制和十六进制]）

float（浮点型）

complex（复数） 长整型也可以使用小写 l，但是还是建议您使用大写 L，避免与数字 1 混淆。Python使用 L 来显示长整型。 Python 还支持复数，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用 a + bj,或者 complex(a,b) 表示， 复数的实部 a 和虚部 b 都是浮点型。 注意：long 类型只存在于 Python2.X 版本中，在 2.2 以后的版本中，int 类型数据溢出后会自动转为long类型。在 Python3.X 版本中 long 类型被移除，使用 int 替代。

Python字符串

字符串或串(String)是由数字、字母、下划线组成的一串字符

使用 [头下标:尾下标] 来截取相应的字符串，其中下标是从 0 开始算起，可以是正数或负数，下标可以为空表示取到头或尾。

python列表

List（列表） 是 Python 中使用最频繁的数据类型。

列表可以完成大多数集合类的数据结构实现。它支持字符，数字，字符串甚至可以包含列表（即嵌套）。

列表用 [ ] 标识，是 python 最通用的复合数据类型。

列表中值的切割也可以用到变量 [头下标:尾下标] ，就可以截取相应的列表，从左到右索引默认 0 开始，从右到左索引默认 -1 开始，下标可以为空表示取到头或尾。

Python 元组

Python 字典

字典(dictionary)列表是有序的对象集合，字典是无序的对象集合。

两者之间的区别在于：字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。

字典用"{ }"标识。字典由索引(key)和它对应的值value组成。

Python数据类型转换

对数据内置的类型进行转换，数据类型的转换，你只需要将数据类型作为函数名即可。

以下几个内置的函数可以执行数据类型之间的转换。这些函数返回一个新的对象，表示转换的值。

注：在 Python 3 里，只有一种整数类型 int，表示为长整型，没有 python2 中的 Long。

Python中的标准操作符

Python算术运算符

以下假设变量： a=10，b=20

Python比较运算符

以下假设变量a为10，变量b为20

Python赋值运算符

以下假设变量a为10，变量b为20

Python位运算符

按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python中的按位运算法则如下：

下表中变量 a 为 60，b 为 13，二进制格式如下

Python逻辑运算符

Python语言支持逻辑运算符，以下假设变量 a 为 10, b为 20

Python成员运算符

除了以上的一些运算符之外，Python还支持成员运算符，测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组

Python身份运算符

身份运算符用于比较两个对象的存储单元

Python运算符优先级

以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符

循环与判断

if Statements

Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。

可以通过下图来简单了解条件语句的执行过程: 语法格式：

if 判断条件1:
    执行语句1……
elif 判断条件2:
    执行语句2……
elif 判断条件3:
    执行语句3……
else:
    执行语句4……

for Statements

Python for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。

语法：

for循环的语法格式如下：
for iterating_var in sequence:
   statements(s)

while 语句类似于for，迭代序列进行操作

The range() Function

如果你需要对序列类型的数据通过序列号进行迭代，可以通过range函数来处理

break and continue Statements

类似在C 语言中，break 语句多用在while和for 循环中

pass Statements

Python pass 是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

pass 不做任何事情，一般用做占位语句。

Python字符串类型

访问字符串中的值

• 通过索引方式获取数据

• 切片方式访问数据

• 获取字符串的长度

• 循环打印数据

大家考虑这样问题，如果我们希望输出的结果放到一行？print 函数有这种功能，那么如何使用呢？ 我们建议大家可以使用help 命令

通过help(print) 我们可以了解python 当中一些非常重要的函数具体内容。

• 查找某个字符串

• 其他的字符串操作

字符串格式化