工欲善其事必先利其器—Python基礎

1. Anaconda使用總結

conda是開源包和虛擬環境的管理系統，可以方便地安裝、更新、卸載包，建立多個虛擬環境，用於隔離不同項目所需的不同版本工具包，以防止版本衝突等，是數據分析不可或缺的工具軟體。

1）Python包管理：

• 安裝一個package(可以同時安裝多個包): conda install package_name

例如：同時安裝numpy，scipy和pandas：conda install numpy scipy pandas

• 移除一個package：conda remove package_name
• 升級package版本：conda update package_name
• 查看所有的package：conda list

2）管理Python環境：

• 默認的環境是root，可以創建一個新環境：

conda create -n env_name(需要創建的環境名稱) list of packages(環境中需要安裝的工具包)

例如，創建Python 2 環境，並安裝pandas包：conda create -n py2 python=2.7 pandas

• 進入名為env_name的環境：activate env_name
• 退出當前環境：deactivate env_name
• 刪除名為env_name的環境：conda remove -n env_name
• 顯示所有的環境：conda env list

2. Python 數據類型

Python中的變數不需要聲明，每個變數在使用前都必須賦值，變數賦值之後該變數才會被創建。等號（=）用來給變數賦值。

Python標準數據類型：6種，分別是數字Number，字元串String，列表List，元組Tuple，集合Sets，字典Dictionary。

6個標準數據類型中，不可變數據（3個）有：數字、字元串、元組。可變數據（3個）有：列表、字典、集合。

1）數字Number

整型int、浮點型float、布爾bool和複數complex。

2）字元串String

字元串用單引號括起來。字元串截取的語法格式：變數[頭下標：尾下標]，索引值以0為開始值，-1為從末尾的開始位置。

3）列表List

列表可以完成大多數集合類的數據結構實現。列表中元素的類型可以不相同，它支持數字，字元串，也可以包含其他列表（嵌套）。

列表元素寫在方括弧([])之間、用逗號分隔開。列表也可以被索引和截取，列表被截取後返回一個包含所需元素的新列表。列表截取的語法格式：變數[頭下標：尾下標]。

List可以使用+操作符進行拼接。

# 創建nameList列表：nameList = [cat,bat,rat,elephant]print(nameList)

運行結果：[cat, bat, rat, elephant]

# 增加列表元素：appendnameList.append(dog)print(nameList)

運行結果：[cat, bat, rat, elephant, dog]

# 刪除列表元素：deldel nameList[2]print(nameList)

運行結果：[cat, bat, elephant, dog]

# 查詢列表元素：使用下標索引/切片# 列表切片中，第一個整數是切片開始處的下標，第二個整數是切片結束處的下標。# 切片向上增長，直到第二個下標的值，但不包括它。nameList[0:2]

運行結果：[cat, bat]

# 修改列表元素：直接指定下標的值nameList[1] = aardvarkprint(nameList)

運行結果：[cat, aardvark, elephant, dog]

# 列表連接：+操作符[1,2,3] + [A,B,C]

運行結果：[1, 2, 3, A, B, C]

4）元組Tuple

與列表類似，不過元組的元素不能修改。元組寫在小括弧 () 里，元素之間用逗號隔開。元組中的元素類型也可以不相同。

元組與字元串類似，可以被索引且下標索引從0開始，-1 為從末尾開始的位置。元組也可以進行截取。

# 元組：寫在小括弧（）里，元素之間用逗號隔開：tuple =(abcd, 786 , 2.23, rainbow, 70.2)print(tuple)len(tuple) # 元組長度

運行結果：(abcd, 786, 2.23, rainbow, 70.2)

5

# 元組切片tuple[0:3]

運行結果：(abcd, 786, 2.23)

# 修改元組元素的操作是非法的tuple[0] = 11

運行結果：TypeError Traceback (most recent call last)

<ipython-input-12-c5c087bb42a9> in <module>()

1 # 修改元組元素的操作是非法的 ----> 2 tuple[0] = 11 TypeError: tuple object does not support item assignment

# 構造包含0個元素的元組：tup1 = ()print(tup1)# 構造包含1個元素的元組：也需要在元素後添加逗號tup2 = (1,)print(tup2)

運行結果：()

(1,)

5）集合Set

集合（set）是一個無序不重複元素的序列，基本功能是進行成員關係測試和刪除重複元素。可以使用大括弧 { } 或者 set() 函數創建集合，注意：創建一個空集合必須用 set() 而不是 { }，因為 { } 是用來創建一個空字典。

# 創建學生姓名集合：student = {Tom, Jim, Mary, Tom, Jack, Rose}print(student) # 輸出集合，重複的元素被自動去掉

輸出結果：{Jim, Rose, Mary, Tom, Jack}

# 向集合中增加元素：updatestudent.update([Mike,Lucy])print(student)

輸出結果：{Jim, Rose, Lucy, Mike, Mary, Tom, Jack}

# 刪除集合中的元素：discardstudent.discard(Mike)print(student)

輸出結果：{Jim, Rose, Lucy, Mary, Tom, Jack}

# 查找元素是否在集合中：inif(Rose in student) : print(Rose 在集合中)else : print(Rose 不在集合中)

輸出結果：Rose 在集合中

# 修改集合元素：先刪除，再添加student.discard(Lucy)student.update([Lily])print(student)

輸出結果：{Jim, Rose, Lily, Mary, Tom, Jack}

# set可以進行集合運算a = set(abracadabra)b = set(alacazam)print(a)print(a - b) # a和b的差集print(a | b) # a和b的並集print(a & b) # a和b的交集 print(a ^ b) # a和b中不同時存在的元素

輸出結果：{c, d, b, r, a}

{r, d, b}

{c, d, b, l, z, r, m, a}

{a, c}

{r, m, d, l, b, z}

6）字典Dictionary

列表是有序的對象集合，字典是

的對象集合。字典是一種映射類型，用花括弧"{ }"標識，它是一個無序的鍵(key) : 值(value)對集合。鍵(key)必須使用不可變類型。在同一個字典中，鍵(key)必須是唯一的。

因為字典是不排序的，所以不能像列表那樣切片。

# 定義字典scoreDict = {01:Lily,02:Jim,03:Mike,04:Tom}print(scoreDict) # 輸出整個字典print(scoreDict.keys()) # 輸出所有鍵print(scoreDict.values()) # 輸出所有值

輸出結果：{01: Lily, 02: Jim, 03: Mike, 04: Tom}

dict_keys([01, 02, 03, 04])

dict_values([Lily, Jim, Mike, Tom])

# 向字典中增加元素：scoreDict[05] = Jackprint(scoreDict)

輸出結果：{01: Lily, 02: Jim, 03: Mike, 04: Tom, 05: Jack}

# 從字典中刪除元素：deldel scoreDict[05]print(scoreDict)

輸出結果：{01: Lily, 02: Jim, 03: Mike, 04: Tom}

# 修改字典元素：scoreDict[01] = Lucyprint(scoreDict)

輸出結果：{01: Lucy, 02: Jim, 03: Mike, 04: Tom}

# 查詢字典元素：value = scoreDict[03]print(value)

輸出結果：Mike

3. Python條件控制：if語句

if condition_1: statement_block_1 elif condition_2: statement_block_2else: statement_block_3

• 如果 "condition_1" 為 True 將執行 "statement_block_1" 塊語句；
• 如果 "condition_1" 為False，將判斷 "condition_2"；
• 如果"condition_2" 為 True 將執行 "statement_block_2" 塊語句；
• 如果 "condition_2" 為False，將執行"statement_block_3"塊語句。

每個條件後面要使用冒號 :，表示接下來是滿足條件後要執行的語句塊；Python使用縮進來劃分語句塊，相同縮進數的語句在一起組成一個語句塊。

邊界條件判斷：值比較和邏輯比較。代碼練習：

# 條件判斷print(Please enter your name: )name = input()print(Enter your age: )age = int(input())if name == Alice: print(Hi,Alice.)elif age < 12: print(You are not Alice, kiddo.)else: print(Enter your name again please.)

4. 循環：for循環/while循環

1）while循環的一般形式：（需要注意冒號和縮進）

while 判斷條件： 語句

只要while語句的條件為True，while子句中的代碼就會執行。

# 用while循環計算1到100的求和：n = 100sum = 0counter = 1while counter <= n: sum = sum + counter counter += 1 print("1 到 %d 的和為: %d" % (n,sum))

運行結果：1 到 100 的和為: 5050

無限循環：可以使用Ctrl+C退出當前循環。

跳出循環：break語句，用於退出整個循環。如果執行遇到break語句，馬上退出循環子句。

continue語句，用於跳出當前循環。如果程序執行遇到continue語句，就會馬上跳回到循環的開始處，重新對循環條件進行求值。

# 跳不出的循環:除非輸入your name，否則循環的條件永遠為False，程序將永遠問下去name = while name != your name: print(Please type your name: ) name = input()print(Thank you.)# 跳出循環：break語句while True: print(Please type your name: ) name = input() if name == your name: breakprint(Thank you.)# continue：用於跳出當前循環while True: print(Who are you?) name = input() if name != Joe: continue print(Hello, Joe. What is the password?) password = input() if password == swordfish: breakprint(Access granted.)

2）for循環的一般格式：

for <variable> in <sequence>: <statements>else: <statements>

批量處理：循環在容器中的數據全部被訪問過之後停止。

# 用for循環實現1到100求和：sum = 0for x in range(101): sum = sum + xprint(sum) # 求和結果為5050

5. 函數

1）函數是可以重複使用的、用來實現特定功能的代碼段。自定義函數：

def 函數名（參數列表）： 函數體

python 函數的參數傳遞：

• 不可變類型：整數、字元串、元組。如函數參數為這三種不可變數據類型，傳遞的只是它的值，沒有影響該對象本身。比如在 function（a）內部修改 a 的值，只是修改另一個複製的對象，不會影響 a 本身。

# 傳不可變對象實例 def ChangeInt( a ): a = 10b = 2ChangeInt(b)print( b ) # 結果是 2

• 可變類型：列表，字典。如函數參數為可變數據類型，則是將該參數真正的傳過去，修改後function外部的值也會受影響。

# 傳可變對象實例def changeme( mylist ): "修改傳入的列表" mylist.append([1,2,3,4]) print ("函數內取值: ", mylist) return # 調用changeme函數mylist = [10,20,30]changeme( mylist )print ("函數外取值: ", mylist)

運行結果：函數內取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

函數外取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

自定義函數代碼練習：

# 自定義函數，計算面積：def area(width, height): return width * heightw = 4h = 5print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

運行結果：width = 4 height = 5 area = 20

2）變數作用域

在被調用函數內賦值的變數，處於該函數的局部作用域，在所有函數之外賦值的變數，屬於全局作用域。一個變數必是其中一種，不能既是局部的又是全局的。

全局作用域中的代碼不能使用任何局部變數；但是局部作用域可以訪問全局變數。一個函數的局部作用域中的代碼不能使用其他局部作用域中的變數。

務必注意：局部變數不能在全局作用域中使用；局部作用域不能使用其他局部作用域中的變數；全局變數可以在局部作用域中讀取。

6. 模塊

模塊是一個包含所有你定義的函數和變數的文件，其後綴名是.py。模塊可以被別的程序引入，以使用該模塊中的函數等功能。這也是使用 python 標準庫的方法。

模塊的引入：

import package_nameimport package_name as shortnamefrom package_name import function_name

7. 數據結構

堆棧：最先進入的元素最後一個被釋放（後進先出）。用append()方法可以把一個元素添加到堆棧頂。用不指定索引的 pop() 方法可以把一個元素從堆棧頂釋放出來。

隊列：在隊列里第一加入的元素，第一個取出來。但是拿列表用作這樣的目的效率不高。在列表的最後添加或者彈出元素速度快，然而在列表裡插入或者從頭部彈出速度卻不快（因為所有其他的元素都得一個一個地移動）。

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