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(yù)測(cè)方向,，而且在自制力和高效學(xué)習(xí)方面都有豐富經(jīng)驗(yàn)。
Python可以說(shuō)是近兩年最火的編程語(yǔ)言了,，這主要是因?yàn)樗囊韵聝蓚€(gè)突出特點(diǎn)：
簡(jiǎn)單易學(xué),，一周入門，會(huì)英語(yǔ)就能讀懂Python,，比如說(shuō)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(huì)涉及的編程相關(guān)術(shù)語(yǔ)較多,，關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)我會(huì)進(jìn)行解釋,，其他的我會(huì)以鏈接的形式供大家自行查閱,。
本篇文章包含的知識(shí)點(diǎn)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(yùn)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(jī)或線上提前準(zhǔn)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(tái)一樣,。這里相對(duì)簡(jiǎn)單,，我做出一些推薦和評(píng)價(jià)，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(duì)小白友好,，直接下載安裝即可，內(nèi)置數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的所有庫(kù),；后期熟練了之后,，還可以用于環(huán)境&庫(kù)管理；自帶Jupyter Notebook[https:///](可能是現(xiàn)階段最好用的數(shù)據(jù)科學(xué)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(qiáng)烈推薦 Google Colab[https://colab.research.google.com/],，在這里你還能用上免費(fèi)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(huì)愛上,。
配置好之后嘗試你的第一個(gè)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(qǐng)大家一定要恪守這個(gè)法律,，在初學(xué)階段打好基礎(chǔ)，養(yǎng)成良好的編碼習(xí)慣,。
行與縮進(jìn)
python最具特色的就是使用縮進(jìn)來(lái)表示代碼塊,， 同一個(gè)代碼塊的語(yǔ)句必須包含相同的縮進(jìn)空格數(shù)，縮進(jìn)的空格數(shù)是可變的,，但是有個(gè)不成文的規(guī)定就是使用4個(gè)空格的縮進(jìn),。
比如：
if True:
print ('True')
else:
print ('False')
但如果像如下這樣就會(huì)因?yàn)榭s進(jìn)問題報(bào)錯(cuò)：
if True:
print ('Answer')
print ('True')
else:
print ('Answer')
print ('False') # 縮進(jìn)不一致，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行錯(cuò)誤
報(bào)錯(cuò)會(huì)提示如下：
IndentationError: unindent does not match any outer indentation level
所以,，如果你的程序運(yùn)行后,，出現(xiàn)這種錯(cuò)誤提示，那你就要檢查下,，你的代碼縮進(jìn)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(gè) #號(hào),，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!')
變量與字面量
變量與數(shù)學(xué)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(duì)變量進(jìn)行賦值:
a = 123
name = 'Allen'
字面量就是那些只能代表自己實(shí)際值的量，比如說(shuō)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(shuō)表示名字,，最好使用name或name_1等,。
數(shù)據(jù)類型
我們?cè)诠ぷ髦袝?huì)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(shí),，會(huì)根據(jù)他們的類型,，貼上一個(gè)標(biāo)簽，這個(gè)標(biāo)簽就是數(shù)據(jù)類型,。
整型(int)
表示整數(shù),。在混合計(jì)算中，python會(huì)把整型轉(zhuǎn)為浮點(diǎn)型,，如5 / 2,；
可以使用int(value)來(lái)將數(shù)字value轉(zhuǎn)換為int類型。
浮點(diǎn)型(float)
表示小數(shù),。特別的,，在Pandas和Numpy等庫(kù)中會(huì)用NaN(Not a Number)填充某一表格中的空值，但這個(gè)NaN的類型是浮點(diǎn)型,；
可以使用float(value)來(lái)將數(shù)字value轉(zhuǎn)換為float類型,。
布爾型(bool)
只有兩個(gè)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(lái)將值value轉(zhuǎn)換為bool類型,。
??這里可能會(huì)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(shuō)None，0（整型0）,，0.0（浮點(diǎn)型0）,，0.0+0.0j（復(fù)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(lái)的串兒,，會(huì)放在單引號(hào)或者雙引號(hào),，甚至是三引號(hào)中。
??四引號(hào)可以嗎,？自己試試看,！
一般的,，我們把一串字符放到引號(hào)中就可以定義一個(gè)字符串，但如果這串字符中就包含有引號(hào)時(shí),，就會(huì)跟界定字符串的引號(hào)發(fā)生沖突,，這怎么辦呢？比如說(shuō)I'm Allen或者He said:'Life is short.'.其實(shí)并不難,，我們只需要解決這個(gè)沖突就可以了
#方法一：換其他引號(hào)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(hào)
str_a = 'I'm Allen'
??特別的,，三引號(hào)可以保持原字符串的排版格式，試試看～
當(dāng)我們想從某個(gè)字符串中提取某一個(gè)字符的時(shí)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(gè)次序放到一對(duì)中括號(hào)里就可以了,。比如
str_a = 'Life is short.' #定義一個(gè)字符串
#提取f,，利用正索引（從左往右，從0開始計(jì)數(shù)）
str_a[2]
#提取h,，利用負(fù)索引（從右往左,，從-1開始計(jì)數(shù)）
str_a[-5]
索引是一個(gè)非常重要的概念，隨著學(xué)習(xí)的深入,，你會(huì)發(fā)現(xiàn)索引無(wú)處不在,。
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(zhǎng)],，得到的是一個(gè)由起始位到終止位間隔為步長(zhǎng)-1的前閉后開區(qū)間,。
str_a[3:6] #步長(zhǎng)為1時(shí)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(huì)是什么呢,？動(dòng)手試試看,！
#查看字符串長(zhǎng)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(fù)n次
列表(List)
寫在方括號(hào) [] 內(nèi)，各元素用逗號(hào)分隔開,。元素可以是數(shù)字,、字符串或者列表?？梢钥吹?，字符串是字符組成的可迭代對(duì)象(iterable)，而列表是由元素組成的可迭代對(duì)象,，所以,，兩者的很多屬性都是相通的，比如說(shuō)索引和切片都可以用在列表中,。
str_a = '小學(xué)_數(shù)學(xué)_第一次考試'
#將str_a中的各個(gè)屬性挑出來(lái)
str_a.split('_') #根據(jù)字符'_'對(duì)字符串進(jìn)行分割
>>> 結(jié)果：['小學(xué)','數(shù)學(xué)','第一次考試']
#我們將列表list_a = ['小學(xué)','數(shù)學(xué)','第一次考試']合并為字符串
'_'.join(list_a) #將字符'_'添加到各個(gè)元素中間,，并進(jìn)行連接
>>> 結(jié)果：'小學(xué)_數(shù)學(xué)_第一次考試'
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(rèn)升序,，可設(shè)置reverse=True來(lái)實(shí)現(xiàn)降序
字典(Dictionary)
寫在大括號(hào){ }里,，是一個(gè)無(wú)序的鍵(key)：值(value)對(duì)集合，每一對(duì)用逗號(hào)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(gè)字典中每個(gè)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(duì)
#更新
dict_a.update(dict_b) #用dict_b更新dict_a
運(yùn)算符
算術(shù)運(yùn)算符
假設(shè) a = 12, b = 26
| 運(yùn)算符 | 描述 | 實(shí)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(fù)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(dòng)轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)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(yùn)算符
| 運(yùn)算符 | 描述 | 實(shí)例 |
|---|
| = | 簡(jiǎn)單的賦值運(yùn)算符 | c = a + b 將 a + b 的運(yùn)算結(jié)果賦值為 c |
| += | 加法賦值運(yùn)算符 | c += a 即 c = c + a（常用 i += 1，表示遞增） |
| -= | 減法賦值運(yùn)算符 | c -= a 即 c = c - a |
比較運(yùn)算符
| 運(yùn)算符 | 描述 |
|---|
| == | 等于,；比較對(duì)象是否相等 |
| != | 不等于,；比較兩個(gè)對(duì)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(yùn)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(jià),。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(yùn)算符
| 運(yùn)算符 | 邏輯表達(dá)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(yùn)算符
即查看指定的序列中是否存在某值，這個(gè)序列可以是字符串,、列表或者元組。
| 運(yùn)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(yùn)算符
| 運(yùn)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(yǔ)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(jìn)與對(duì)齊，尤其是有if語(yǔ)句嵌套的情況下,。
循環(huán)語(yǔ)句
for循環(huán)
for循環(huán)可以遍歷任何序列的項(xiàng)目,，如一個(gè)列表或者一個(gè)字符串，通俗點(diǎn)說(shuō)，就是把這個(gè)序列中的第一個(gè)元素到最后一個(gè)元素依次訪問并執(zhí)行冒號(hào)后面的語(yǔ)句
其一般格式為：
for <元素> in <序列>:
<執(zhí)行語(yǔ)句>
while循環(huán)
for循環(huán)和while循環(huán),，兩者的相同點(diǎn)在于都能循環(huán)做一件重復(fù)的事情,；不同點(diǎn)在于，for循環(huán)是在序列窮盡時(shí)停止,，while循環(huán)是在條件不成立時(shí)停止,。當(dāng)這個(gè)條件永遠(yuǎn)不為False時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)死循環(huán),。
其一般格式為：
while <判斷條件>：
<執(zhí)行語(yǔ)句>
break和continue
break 語(yǔ)句可以跳出 for 和 while 的循環(huán)體,。
示例：
for letter in 'Python': # for實(shí)例
if letter == 't':
break
print ('當(dāng)前字母為 :', letter)
i = 10 # while實(shí)例
while i > 0:
print ('當(dāng)期變量值為 :', i)
i -= 1
if i == 5:
break
執(zhí)行語(yǔ)句后的輸出結(jié)果為：
當(dāng)前字母為 : P
當(dāng)前字母為 : y
當(dāng)期變量值為 : 10
當(dāng)期變量值為 : 9
當(dāng)期變量值為 : 8
當(dāng)期變量值為 : 7
當(dāng)期變量值為 : 6
continue是跳過(guò)當(dāng)前循環(huán)塊中的剩余語(yǔ)句， 也就是跳過(guò)continue后面的語(yǔ)句
示例：
for letter in 'Python': # for實(shí)例
if letter == 't':
continue
print ('當(dāng)前字母為 :', letter)
i = 5 # while實(shí)例
while i > 0:
i -= 1
if i == 3:
continue
print ('當(dāng)期變量值為 :', i)
執(zhí)行代碼后的輸出結(jié)果為：
當(dāng)前字母為 : P
當(dāng)前字母為 : y
當(dāng)前字母為 : h
當(dāng)前字母為 : o
當(dāng)前字母為 : n
當(dāng)期變量值為 : 4
當(dāng)期變量值為 : 2
當(dāng)期變量值為 : 1
當(dāng)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(shí)候使用。
zip函數(shù)
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(lái)轉(zhuǎn)換輸出zip函數(shù)的結(jié)果
若zip的兩個(gè)輸入序列長(zhǎng)度不一致,，則以短的那個(gè)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(gè)可遍歷的數(shù)據(jù)對(duì)象(如列表,、元組或字符串)組合為一個(gè)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(biāo)的起始位置
常與for…in…聯(lián)用
示例：
a = [1,2]
print('起始下標(biāo)為默認(rèn)：')
for i,j in enumerate(a):
print(i,j)
print('起始下標(biāo)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(biāo)為默認(rèn)：
0 1
1 2
起始下標(biāo)為1:
1 1
2 2
列表推導(dǎo)式
列表推導(dǎo)式是一種非常Pythonic的方式，可以簡(jiǎn)單理解為：定義一個(gè)空表,，然后用表中的語(yǔ)句填充該表,。
其一般格式為：
[表達(dá)式 for 變量 in 序列或迭代對(duì)象]
示例：
#查看兩個(gè)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(dǎo)式
[item for item in list_a if item not in list_b]
#與zip函數(shù)結(jié)合，計(jì)算兩個(gè)列表對(duì)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(shuō)明
'''
函數(shù)語(yǔ)句
函數(shù)說(shuō)明是建議非必需
函數(shù)語(yǔ)句最后以return(表達(dá)式)結(jié)尾,，則返回值,；若不帶表達(dá)式，則返回None
參數(shù)
默認(rèn)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(zhǎng)參數(shù),。
若在參數(shù)前面加一個(gè)星號(hào)*，則將所有未命名的參數(shù)以元組的形式導(dǎo)入,；
若在參數(shù)前面加兩個(gè)星號(hào)**,，則參數(shù)會(huì)以字典的形式導(dǎo)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(huì)引入新的作用域 ，而其他如if/for/while等是不會(huì)引入新的作用域的,。
全局變量即可以在整個(gè)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(gè)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(dāng)局部代碼想要修改全局變量時(shí),，就會(huì)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(dāng)只想修改嵌套作用域的變量而非全局變量時(shí)使用。
可更改對(duì)象與不可更改對(duì)象
在數(shù)據(jù)類型中也提到過(guò),，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(jìn)行傳遞時(shí)會(huì)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(gè)示例的輸出結(jié)果,，有什么區(qū)別,？
匿名函數(shù)
lambda函數(shù)在后續(xù)的Pandas數(shù)據(jù)分析中會(huì)經(jīng)常用到,，一定要熟練掌握呀。
最后
對(duì)于小白來(lái)說(shuō),，編寫代碼是個(gè)很大的挑戰(zhàn),，如果剛開始寫不出來(lái)，那可以嘗試先按照‘目的-拆分步驟-逐個(gè)實(shí)現(xiàn)’的流程去寫偽代碼,，然后再翻譯成python語(yǔ)句,，比如：
#問題：對(duì)學(xué)生進(jìn)行成績(jī)分級(jí)，90分以上為A,，80分-90分為B,，其余為C
#目的：輸入 成績(jī)，按照規(guī)則對(duì)應(yīng)為評(píng)分并輸出
#步驟&偽代碼：
#1.輸入成績(jī)
#2.對(duì)成績(jī)進(jìn)行判斷,，如果成績(jī)大于90,，則返回A；如果成績(jī)大于80則返回B,；其余返回C,；(分情況判定 用if語(yǔ)句）
#翻譯成python
def score_to_grade(score): #定義函數(shù)，輸入成績(jī)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(gè)很簡(jiǎn)單的例子,，但面對(duì)的問題越復(fù)雜,，就越要嘗試用目的-拆分步驟-逐個(gè)實(shí)現(xiàn)的流程去做，復(fù)雜問題就會(huì)迎刃而解了,。
此外，有問題可以通過(guò)以下途徑解決：
必應(yīng)搜索
菜鳥教程(http://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html)
stackoverflow(https:///)
Python for Data Analysis, 2nd Edition(http://ick/Qve)
Python Cookbook(http://python3-cookbook./zh_CN/latest/)
