火力全開，一網(wǎng)打盡Python常用知識點！

Four兄 2019-08-30

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出處：AI派

作者：賈勝杰，碩士，退役軍人，電氣工程專業(yè)，現(xiàn)成功轉(zhuǎn)行K12領(lǐng)域數(shù)據(jù)挖掘工程師，不僅在數(shù)據(jù)清理、分析和預測方向，而且在自制力和高效學習方面都有豐富經(jīng)驗。

Python可以說是近兩年最火的編程語言了，這主要是因為它的以下兩個突出特點：

簡單易學，一周入門，會英語就能讀懂Python，比如說print('Hello world!')執(zhí)行的功能就是其字面意思；
拓展豐富，取之不盡的拓展包讓Python如虎添翼，不管是做Web開發(fā)還是人工智能，Python都可以輕松搞定。

??文中會涉及的編程相關(guān)術(shù)語較多，關(guān)鍵術(shù)語我會進行解釋，其他的我會以鏈接的形式供大家自行查閱。

本篇文章包含的知識點有：環(huán)境搭建，Python編碼規(guī)范，變量與字面量，數(shù)據(jù)類型與運算符，控制流，函數(shù)。

環(huán)境搭建

所謂“環(huán)境搭建”，就是在電腦本機或線上提前準備好Python數(shù)據(jù)分析的基本需求，好比是在烹飪前先搭建好灶臺一樣。這里相對簡單，我做出一些推薦和評價，大家按需去選擇安裝就行。

本地搭建首選：Anaconda[https://www./], the world's most popular data science platform. 對小白友好，直接下載安裝即可，內(nèi)置數(shù)據(jù)科學相關(guān)的所有庫；后期熟練了之后，還可以用于環(huán)境&庫管理；自帶Jupyter Notebook[https:///](可能是現(xiàn)階段最好用的數(shù)據(jù)科學工具)和Spyder[https://www.](不是特別好用的Python IDE[https://en./wiki/Integrated_development_environment])。
線上首選：Azure Notebook[https://notebooks./]。如果你不想在自己的電腦上配置環(huán)境，那么你可以嘗試下線上的Notebook；如果你用Google方便，那強烈推薦 Google Colab[https://colab.research.google.com/]，在這里你還能用上免費的GPU。
編輯器推薦：Visual Studio Code[https://code./]，拓展豐富，配色美觀，一旦用上就會愛上。

配置好之后嘗試你的第一個python代碼吧！

print('Hello world!')

Python編碼規(guī)范

編碼規(guī)范是法律一樣的存在，非常重要，所以請大家一定要恪守這個法律，在初學階段打好基礎(chǔ)，養(yǎng)成良好的編碼習慣。

行與縮進
python最具特色的就是使用縮進來表示代碼塊，同一個代碼塊的語句必須包含相同的縮進空格數(shù)，縮進的空格數(shù)是可變的，但是有個不成文的規(guī)定就是使用4個空格的縮進。
比如：
```
if True:
  print ('True')
else:
  print ('False')
```
但如果像如下這樣就會因為縮進問題報錯：
if True: print ('Answer') print ('True') else: print ('Answer') print ('False') # 縮進不一致，會導致運行錯誤
報錯會提示如下：
```
IndentationError: unindent does not match any outer indentation level
```
所以，如果你的程序運行后，出現(xiàn)這種錯誤提示，那你就要檢查下，你的代碼縮進是不是有問題了。
注釋

Python中單行注釋以 # 開頭，多行注釋可以用多個 #號，或者 '''和 '''(主要作聲明函數(shù)用)，示例如下：

# 注釋1
# 注釋2
def hello():
    '''
    this is a print function.
    '''
    print ('Hello,Python!')

更多更詳細的python編寫規(guī)范請參考 PEP8規(guī)定(https://www./dev/peps/pep-0008/)，或者查看中文版(https://blog.csdn.net/ratsniper/article/details/78954852)。

變量與字面量

變量與數(shù)學方程中的概念類似，都是用于指代某一值，便于在其他位置調(diào)用。在Python中，我們按照變量名 = 某值的方式對變量進行賦值:

a = 123 
name = 'Allen'

字面量就是那些只能代表自己實際值的量，比如說上面代碼中的123和'Allen'，字面量不能做為變量名。

??變量名的命名規(guī)則：用字母或字母數(shù)字的組合表示；數(shù)字不能作為變量名的開頭；變量名中不能出現(xiàn)空格，可以用_代替空格；變量名要起得有意義，比如說表示名字，最好使用name或name_1等。

數(shù)據(jù)類型

我們在工作中會遇到各種類型的數(shù)據(jù)，比如數(shù)字、字符、圖片等等，那么Python在處理這些數(shù)據(jù)時，會根據(jù)他們的類型，貼上一個標簽，這個標簽就是數(shù)據(jù)類型。

整型(int)

表示整數(shù)。在混合計算中，python會把整型轉(zhuǎn)為浮點型，如5 / 2；
可以使用int(value)來將數(shù)字value轉(zhuǎn)換為int類型。

浮點型(float)

表示小數(shù)。特別的，在Pandas和Numpy等庫中會用NaN(Not a Number)填充某一表格中的空值，但這個NaN的類型是浮點型；
可以使用float(value)來將數(shù)字value轉(zhuǎn)換為float類型。

布爾型(bool)

只有兩個值即True與False,表示真與假，主要用于邏輯判斷；
可以使用bool(value)來將值value轉(zhuǎn)換為bool類型。

??這里可能會有一些疑惑，在python中，所有的0以及空值的布爾值都為False, 比如說None，0（整型0），0.0（浮點型0），0.0+0.0j（復數(shù)0），''（空字符串），[]（空列表），()（空元組），{}（空字典）等。這在后面做邏輯判斷中，非常有用。

字符串(str)

字符串就是由字符穿起來的串兒，會放在單引號或者雙引號，甚至是三引號中。

??四引號可以嗎？自己試試看！

定義

一般的，我們把一串字符放到引號中就可以定義一個字符串，但如果這串字符中就包含有引號時，就會跟界定字符串的引號發(fā)生沖突，這怎么辦呢？比如說I'm Allen或者He said:'Life is short.'.其實并不難，我們只需要解決這個沖突就可以了

#方法一：換其他引號作為字符串的界定
str_a = “I'm Allen”
str_a = 'He said:'Life is short.''
#方法二：使用轉(zhuǎn)義符號
str_a = 'I'm Allen'

??特別的，三引號可以保持原字符串的排版格式，試試看～

索引

當我們想從某個字符串中提取某一個字符的時候，就需要用到索引了，你可以把索引理解為某字符在字符串中的次序，然后把這個次序放到一對中括號里就可以了。比如

str_a = 'Life is short.' #定義一個字符串
#提取f，利用正索引（從左往右，從0開始計數(shù)）
str_a[2]
#提取h，利用負索引（從右往左，從-1開始計數(shù)）
str_a[-5]

索引是一個非常重要的概念，隨著學習的深入，你會發(fā)現(xiàn)索引無處不在。

切片

利用索引提取字符串中某一部分就是切片。其用法為[起始位:終止位:步長]，得到的是一個由起始位到終止位間隔為步長-1的前閉后開區(qū)間。

str_a[3:6] #步長為1時可以省略，提取的結(jié)果為'e i'（注意空格也算一位）
str_a[1:6:2]  #結(jié)果為'iei'

??str_a[::-1]的結(jié)果會是什么呢？動手試試看！

常用函數(shù)

#查看字符串長度
len(str_a)
#修改字符串的大小寫
str_a.upper() #全部改為大寫
str_a.lower() #全部改為小寫
str_a.title() #改為首字母大寫
#查看字符's'在str_a中的索引
str_a.index('s') 
#字符串拼接
str_a + str_b 
str_a * n #str_a重復n次

列表(List)

寫在方括號 [] 內(nèi)，各元素用逗號分隔開。元素可以是數(shù)字、字符串或者列表。可以看到，字符串是字符組成的可迭代對象(iterable)，而列表是由元素組成的可迭代對象，所以，兩者的很多屬性都是相通的，比如說索引和切片都可以用在列表中。

列表與字符串

str_a = '小學_數(shù)學_第一次考試'
#將str_a中的各個屬性挑出來
str_a.split('_') #根據(jù)字符'_'對字符串進行分割
>>> 結(jié)果：['小學','數(shù)學','第一次考試']
#我們將列表list_a = ['小學','數(shù)學','第一次考試']合并為字符串
'_'.join(list_a) #將字符'_'添加到各個元素中間，并進行連接
>>> 結(jié)果：'小學_數(shù)學_第一次考試'

常用函數(shù)

len()、index()函數(shù)及+/*的用法與字符串一致。

#添加元素
list_a.append('a') #將字符a添加到list_a的末尾
list_a.insert(index,'a') #將字符a插入到list_a中索引為index的位置
#刪除元素
list_a.remove('a)
#排序
list_a.sort(reverse=False) #默認升序，可設(shè)置reverse=True來實現(xiàn)降序

字典(Dictionary)

寫在大括號{ }里，是一個無序的鍵(key)：值(value)對集合，每一對用逗號隔開。

key必須為不可變類型，如Number（數(shù)字）或String（字符串），并且在一個字典中每個key都是唯一的

#定義
dict_a = {'小明':'優(yōu)秀','小華':'優(yōu)秀','小李':'良好'}
#增加
dict_a['小王'] = '良好'
#提取
dict_a['小明']
dict_a.get('小明')
>>> 結(jié)果：'優(yōu)秀'
#查看所有key，value等
dict_a.keys()
dict_a.values()
dict_a.items() #返回所有的key，value對
#更新
dict_a.update(dict_b) #用dict_b更新dict_a

運算符

算術(shù)運算符

假設(shè) a = 12, b = 26

運算符	描述	實例
+	加，數(shù)字就是做加法/字符串就是拼接	a + b 輸出結(jié)果 28
-	減，做減法	a - b 輸出結(jié)果 -28
*	乘，數(shù)字的話就是相乘/字符串的話就是重復若干次	a * b 輸出結(jié)果 312
/	除，做除法	b / a 輸出結(jié)果 2.1666666666666665 （自動轉(zhuǎn)化為浮點型）
%	取模，即做除法后的余數(shù)	b % a 輸出結(jié)果 2
**	冪	a**b 為12的26次方
//	取整，即做除法后的商	9//2 輸出結(jié)果 4 , 9.0//2.0 輸出結(jié)果 4.0

賦值運算符

運算符	描述	實例
=	簡單的賦值運算符	c = a + b 將 a + b 的運算結(jié)果賦值為 c
+=	加法賦值運算符	c += a 即 c = c + a（常用 i += 1，表示遞增）
-=	減法賦值運算符	c -= a 即 c = c - a

比較運算符

運算符	描述
==	等于；比較對象是否相等
!=	不等于；比較兩個對象是否不相等
>	大于；返回x是否大于y
<	小于；返回x是否小于y。所有比較運算符返回1表示真，返回0表示假。這分別與特殊的變量True和False等價。注意，這些變量名的大寫。
>=	大于等于；返回x是否大于等于y。
<=	小于等于；返回x是否小于等于y。

邏輯運算符

運算符	邏輯表達式	描述
and	x and y	即邏輯 “與”
or	x or y	即邏輯 “或”
not	not x	即邏輯 “非”

成員運算符

即查看指定的序列中是否存在某值，這個序列可以是字符串、列表或者元組。

運算符	描述
in	找到值返回 True，否則返回 False。
not in	與in相反

恒等運算符

運算符	描述
is	檢查兩邊是否恒等
is not	檢查兩邊是否不恒等

控制流

條件語句if

代碼模板：

if <條件判斷1>:
  <執(zhí)行1>
elif <條件判斷2>:
  <執(zhí)行2>
elif <條件判斷3>:
  <執(zhí)行3>
else:
  <執(zhí)行4>

注意：一定要注意縮進與對齊，尤其是有if語句嵌套的情況下。

循環(huán)語句

for循環(huán)

for循環(huán)可以遍歷任何序列的項目，如一個列表或者一個字符串，通俗點說，就是把這個序列中的第一個元素到最后一個元素依次訪問并執(zhí)行冒號后面的語句
其一般格式為：
for <元素> in <序列>: <執(zhí)行語句>

while循環(huán)

for循環(huán)和while循環(huán)，兩者的相同點在于都能循環(huán)做一件重復的事情；不同點在于，for循環(huán)是在序列窮盡時停止，while循環(huán)是在條件不成立時停止。當這個條件永遠不為False時，就會出現(xiàn)死循環(huán)。

其一般格式為：

while <判斷條件>：
    <執(zhí)行語句>

break和continue

break 語句可以跳出 for 和 while 的循環(huán)體。
示例：
for letter in 'Python': # for實例 if letter == 't': break print ('當前字母為 :', letter) i = 10 # while實例 while i > 0: print ('當期變量值為 :', i) i -= 1 if i == 5: break
執(zhí)行語句后的輸出結(jié)果為：
```
當前字母為 : P
當前字母為 : y

當期變量值為 : 10
當期變量值為 : 9
當期變量值為 : 8
當期變量值為 : 7
當期變量值為 : 6
```
continue是跳過當前循環(huán)塊中的剩余語句，也就是跳過continue后面的語句
示例：
for letter in 'Python': # for實例 if letter == 't': continue print ('當前字母為 :', letter) i = 5 # while實例 while i > 0: i -= 1 if i == 3: continue print ('當期變量值為 :', i)
執(zhí)行代碼后的輸出結(jié)果為：
```
當前字母為 : P
當前字母為 : y
當前字母為 : h
當前字母為 : o
當前字母為 : n

當期變量值為 : 4
當期變量值為 : 2
當期變量值為 : 1
當期變量值為 : 0
```

綜上呢，for更適合可迭代情況下使用，while更適合不知道要循環(huán)多少次的時候使用。

zip函數(shù)

zip函數(shù)的輸入位可迭代的對象，輸出為對應(yīng)元素的元組
其一般格式為：

  zip([a],[b])

使用zip函數(shù)可以節(jié)約不少內(nèi)存
可以使用list()來轉(zhuǎn)換輸出zip函數(shù)的結(jié)果
若zip的兩個輸入序列長度不一致，則以短的那個為參考
*zip可以理解為zip的反函數(shù)，可以將元組解壓為列表
示例：

  a = [1,2]
  b = [3,4]
  c = [5,6,7]
  zip_1 = zip(a,b)
  print(list(zip_1))
  >>> [(1,3),(2,4)]

  zip_2 = zip(a,c)
  print(list(zip_2))
  >>> [(1,5),(2,6)]

  a1,c1 = zip(*zip_1)
  print(a1,c1)
  >>> (1,2) (3,4)

enumerate函數(shù)

該函數(shù)是將一個可遍歷的數(shù)據(jù)對象(如列表、元組或字符串)組合為一個帶索引和元素的元組
其一般格式為：
enumerate(<序列>, start=0) #start表示下標的起始位置

常與for…in…聯(lián)用

示例：

a = [1,2]

print('起始下標為默認：')
for i,j in enumerate(a):
  print(i,j)

print('起始下標為1:')
for i,j in enumerate(a,start = 1):
  print(i,j)

執(zhí)行代碼，輸出結(jié)果為：

起始下標為默認：
0 1
1 2
起始下標為1:
1 1
2 2

列表推導式

列表推導式是一種非常Pythonic的方式，可以簡單理解為：定義一個空表，然后用表中的語句填充該表。
其一般格式為：
```
[表達式 for 變量 in 序列或迭代對象]
```
示例：
#查看兩個列表中的不同元素 #普通方式 diff = [] for item in list_a: if item not in list_b: diff.append(item) #列表推導式 [item for item in list_a if item not in list_b] #與zip函數(shù)結(jié)合，計算兩個列表對應(yīng)元素之和 [i[0]+i[1] for i in zip(list_a,list_b)]

函數(shù)

定義函數(shù)

其一般格式為：

def 函數(shù)名(參數(shù)):
'''
函數(shù)說明
'''
函數(shù)語句

函數(shù)說明是建議非必需
函數(shù)語句最后以return(表達式)結(jié)尾，則返回值；若不帶表達式，則返回None

參數(shù)

默認參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)不在贅述，在此只講述一種不定長參數(shù)。

若在參數(shù)前面加一個星號*，則將所有未命名的參數(shù)以元組的形式導入；
若在參數(shù)前面加兩個星號**，則參數(shù)會以字典的形式導入。

示例：

#定義函數(shù)
def tupleprint(a, *tupleb ):
'''
打印任何傳入的參數(shù)
'''
   print ('輸出: ')
   print (a)
   print (tupleb)

#調(diào)用函數(shù)
tupleprint(1,2,3)

執(zhí)行代碼，輸出結(jié)果為：

輸出: 
1
(2, 3)

變量作用域

變量的作用域就是能訪問該變量的程序部分。

在python中，只有模塊（module），類（class）以及函數(shù)（def、lambda）才會引入新的作用域，而其他如if/for/while等是不會引入新的作用域的。
全局變量即可以在整個程序范圍內(nèi)都可以訪問；局部變量只能在其被定義的函數(shù)內(nèi)調(diào)用。
示例：
global_a = 0 # 這是一個全局變量 # 定義函數(shù) def sum( a, b ): global_a = a + b # global_a在這里是局部變量. print ('局部變量為: ', global_a) return global_a #調(diào)用函數(shù) sum(1,2) print ('全局變量為: ', global_a)
執(zhí)行代碼，輸出結(jié)果為：
```
局部變量為:  3
全局變量為:  0
```
當局部代碼想要修改全局變量時，就會用到global和nonlocal關(guān)鍵字了。
示例：
num = 1 def fun1(): global num # 需要使用 global 關(guān)鍵字聲明 print(num) num = 123 print(num) fun1() print(num)
執(zhí)行代碼，輸出結(jié)果為：
```
1
123
123
```
nonlocal的用法類似，用在嵌套函數(shù)中，當只想修改嵌套作用域的變量而非全局變量時使用。

可更改對象與不可更改對象

在數(shù)據(jù)類型中也提到過，python中的可變類型（列表、字典和集合）與不可變類型（數(shù)字，字符串和元組），那在函數(shù)中作為變量進行傳遞時會是怎樣呢？

示例1：

#定義函數(shù)
def fun1(a):
    a = 2
    print(a)

b = 1
fun1(b)
print(b)

示例2：

def fun2(list_a):
    list_a.append(2)
    print(list_a)

list_b = [0,1]
fun2(list_b)
print(list_b)

嘗試下，上面這兩個示例的輸出結(jié)果，有什么區(qū)別？

匿名函數(shù)

使用lambda創(chuàng)建
所謂匿名，就是不需要def語句
擁有自己的命名空間，而且只能訪問自己命名空間中的變量
語法格式為：
lambda <變量>:<語句>

lambda函數(shù)在后續(xù)的Pandas數(shù)據(jù)分析中會經(jīng)常用到，一定要熟練掌握呀。

最后

對于小白來說，編寫代碼是個很大的挑戰(zhàn)，如果剛開始寫不出來，那可以嘗試先按照‘目的-拆分步驟-逐個實現(xiàn)’的流程去寫偽代碼，然后再翻譯成python語句，比如：

#問題：對學生進行成績分級，90分以上為A，80分-90分為B，其余為C
#目的：輸入 成績，按照規(guī)則對應(yīng)為評分并輸出
#步驟&偽代碼：
#1.輸入成績
#2.對成績進行判斷，如果成績大于90，則返回A；如果成績大于80則返回B；其余返回C；(分情況判定 用if語句）
#翻譯成python
def score_to_grade(score): #定義函數(shù)，輸入成績score
    if score > 90:
        return ('你獲得了：A')
    elif score > 80:
        return ('你獲得了：B')
    else:
        return ('你獲得了：C')

這里只是舉了一個很簡單的例子，但面對的問題越復雜，就越要嘗試用目的-拆分步驟-逐個實現(xiàn)的流程去做，復雜問題就會迎刃而解了。
此外，有問題可以通過以下途徑解決：