【Python基礎(chǔ)】快速入門Python（講解、習(xí)題）
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)。
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
習(xí)題代碼：
https://github.com/fengdu78/Data-Science-Notes/tree/master/1.python-basic/Python-100
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
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(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
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(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 math
print (math.log(math.e)) # 更多運(yùn)算可查閱文檔
1.0
1.3 布爾值
True
True
False
False
TrueandFalse
False
TrueorFalse
True
notTrue
False
True + False
1
18 >= 6 * 3or'py'in'Python'
True
18 >= 6 * 3and'py'in'Python'
False
18 >= 6 * 3and'Py'in'Python'
True
1.4 日期時(shí)間
import time
now = 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 datetime
someDay = 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(zhuǎn)換
str(10086)
'10086'
?float()
float(10086)
10086.0
int('10086')
10086
complex(10086)
(10086+0j)
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'notin mylist)
True
False
mylist.count('wan')
1
mylist.index('wan')
8
range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)
5
2.3 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)
in ()
----> 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))
{'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)
36
3.2 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
執(zhí)行語句塊
elif
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
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
Done
for 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)
5050
3.4 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:
break
print (i)
1
2
for i in range(1, 5):
if i == 3:
continue
print (i)
1
2
4
for i in range(1, 5):
if i == 3:
pass
print (i)
1
2
3
4
3.5 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) ]
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 ** 2for 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**2
test_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+n
test_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 + '=' + v
test_list.append(x)
test_list
['x=A', 'y=B', 'z=C']
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
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(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
def my_abs(x):
if x >= 0:
return x
else:
return -x
my_abs(-9)
9
可以沒有return
def filter_fruit(someList, d):
for i in someList:
if i == d:
someList.remove(i)
else:
pass
print (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 * j
return i, j, k
a , b , c = test(4, 5)
print (a, b , c)
type(test(4, 5))
4 5 20
tuple
4.3 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)
def add(x, y, f):
return f(x) + f(y)
add(7, -5, myFunction)
12
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)
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？
3560020598205630145296938
filter：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True
filter(is_odd, myList)
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
def powAdd(x, y):
def power(n):
return pow(x, n) + pow(y, n)
return power
myF = powAdd(3, 4)
myF
.power>
myF(2)
25
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
f = lambda x: x * x
f(4)
16
等同于：
def f(x):
return x * x
map(lambda x: x * x, myList)
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):
returnlambda 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
Python中的注釋一般用？查看幫助
練習(xí)題
這個(gè)倉庫一共有24個(gè)Jupyter notebook文件（每天一個(gè)），每個(gè)文件有3-5個(gè)練習(xí)，一共104題。
如果您是python的初學(xué)者，那么這100多個(gè)練習(xí)可以幫助您輕松地使用Python。
倉庫給定的問題非常簡單和容易理解。初學(xué)者每天可以嘗試3-5個(gè)問題，需要一點(diǎn)時(shí)間來解決，但肯定會(huì)學(xué)到一些新的東西（不管你有多懶），經(jīng)過一個(gè)月的常規(guī)練習(xí)，把練習(xí)做完看懂，只要能獨(dú)立解決100多個(gè)問題，基本上Python就入門了。
來源：
https://github.com/darkprinx/100-plus-Python-programming-exercises-extended
倉庫內(nèi)容
這個(gè)倉庫一共有24個(gè)Jupyter notebook文件（每天一個(gè)），每個(gè)文件有3-5個(gè)練習(xí)，一共104題。
問題模板格式
提問 提示 解答
在這個(gè)倉庫是用Python3 語言。作者修正一些隨機(jī)錯(cuò)誤和變量命名，符合PEP8規(guī)范，倉庫分為Jupyter notebook格式（文件夾名稱:notebooks）和Markdown格式（文件夾名稱：Status）兩個(gè)文件夾，兩者內(nèi)容一致。
內(nèi)容截圖
內(nèi)容截圖
習(xí)題下載
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
習(xí)題代碼：
https://github.com/fengdu78/Data-Science-Notes/tree/master/1.python-basic/Python-100