人工智能入门四件套，你学人工智能避不开的知识点

Posted 2021-10-17 布小禅

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了人工智能入门四件套，你学人工智能避不开的知识点相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

为了照顾有基础的人，我这里将本文分为了6个阶段，如果你是这个阶段的
可以点击下面跳过已经看过的部分，毕竟不是所有人都有耐心重新看一遍已经会的东西的~~

阶段性:

第一阶段：零基础

第二阶段：基本语法

第三阶段：分支语句

第四阶段：函数式编程

第五阶段：面向对象编程

第六阶段：numpy

第七阶段：matplotlib

第八阶段：数学基础

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人工智能入门四件套

人工智能现在有多火我就不用说了吧，想学人工智，你需要这四个东西：

Python语言基础
numpy——矩阵工具
matplotlib——数据可视化工具
当然还需要数学基础

一、 Python语言基础

第一阶段

先看看我呕心沥血做的这个Python基础语法的思维导图吧

不过这是全栈Python需要学习的东西，学习人工智能并不需要这么多，来跟我一起看看吧

1.1 Python介绍

现在不是一直都在吹Python吗，说什么小学都要出Python的教材了，搞得好像这年头不会个Python还不如小学生一样！

既然如此，那么？你会Python吗？

不会？不要紧！一篇文带你入门Python！一篇文带你疏通Python基础语法！

会？行吧，别急着走嘛！看看吧。毕竟，温故而知新，可以为师矣！

Python作为一门高级编程语言吗，最大的特点就是简单易学

1.2 Python安装

注意现在Python分为Python2.x和Python3.x版本，我们这里介绍的是Python3.x版本，不要下载错误

1. 普通版本

可以去官网下载——官网

下载后傻瓜式安装，不过有一步需要注意的是：Add to path的地方需要勾一下

不勾选的话需要手动配置环境，异常麻烦

2. Anaconda发行版

Anaconda是一个Python版本，只不过他集成了关于人工智能相关的必要库，包括numpy，matplotlib等

下载链接——点击即可下载64位windows安装包

然后就是傻瓜式安装

1.3 pycharm编辑器安装

下载pycharm专业版，怎么破解我这里就不教了，自行百度

是傻瓜式安装，让你打钩的地方全部打钩，等到安装成功后，再打开，不注册，选择跳过，会让你试用30day

然后选择New Project，点击创建一个新的项目，信息填写好，然后Create

然后经过漫长的等待就行了，注意，真的是漫长的等待，要等好久的

1.4 基础语法

python身为一个高级语言，也是有自己的语法格式的。

1. 注释

什么叫做注释呢？注释就是对我们的代码进行解释，让别人能够看懂我们写的代码。但是计算机却会对我们的注释熟视无睹，因为他并不需要你的解释，他能看懂。

单行注释： # 这是单行注释

多行注释：""“这是多行注释”""

2. 保留字

再别的语言里也叫做关键字，是在python这门语言中另有作用的名字。

而有时，你不需要管这个单词是什么意思，只需要知道他的作用是什么，不过编程语言中讲究见名知意，所以英语好一点是有优势的。不过也不能全靠翻译意思。

python的保留字相对来说较少，有33个

3. 标识符

标识符，这个东西是我们自己命名的东西，但是呢，我们又不能随意的命名，因为不知定格规范的话，有的人写这种，有的人写那种，计算机又会看不懂了。

标识符的规范：可以包含数字，字母，下划线，但是又不能以数字开头，并且标识符对大小写敏感。

而现在，我们学的python3，有个中国人的福音：那就是，*我们可以使用中文作为我们的标识符！*是的没错，中文作为标识符。当然，同样不可以数字开头。

标识符的作用下一篇会提到。

小练习

判断以下标识符是否正确

1smly
smly
_smly
smly_
sm_ly

判断下列标识符是否相同

smly Smly
smly sMly
SMLy smLY
smly1 Smly1

4. 缩进

缩进在python中是及其重要的，就好像我们说话时的标点符号但又不完全一样，因为在python中缩进是必须的，缩进是让计算机知道我们的代码是从哪里分段的，而如果没有缩进，计算机就不认识你的代码，就会报错。

那么什么是报错呢，就好像你朋友对你胡言乱语的一顿输出，你却听不懂，这时候你就会说，我听不懂，你说听不懂，就是报错，给你朋友看的，他知道你听不懂，就会重新组织语言，直到让你听懂。

那么计算机也是同样的道理，你不缩进的代码，计算机就不懂，就会给你报错，让你明白，他不懂，这样你就会修改你的代码，让计算机明白你的意思。

而这个过程也是我们调试我们的代码的过程。

不同的代码组合在一起，就像不同的汉字组合在一样，分隔开不同的段，就有不同的意思。

而缩进也有包含的意思，相同层次的代码缩进相同，层次靠下的缩进依次减少。（这个暂时不理解也是没事的，后面就会理解了）

小练习

# 1. 判断以下代码能否运行
print("Hello")
 print("World")
print("!")

5. 输入

输出我们已经知道了，使用print()，那么输入呢？
input()

input()
print()

运行试试：

会提示你在这输入东西，那么我们如果想要一个提示的话，怎么办呢？

input("请输入：1/2,按回车结束")
print("输入正确")

结果：

6. 输出

print()是个输出函数（暂时先不去管什么是函数，后面会讲解的），可以把括号里面的内容输出到控制台显示
当然，括号里面是你想显示的内容是需要加双引号，单引号（这里一定要注意单双引号都是英文符号，也就是切换到英文输入的单双引号）
比如说你要显示你好呀，就应该这么写

print ('你好呀')

这就是print ()函数输出字符串
什么是字符串呢？字符串就是这里面英文单双引号里面的内容
就像

"Hello World"
"你好呀"
"你好，初学者"

这些都是字符串
计算机里面的字符串就相当于我们人和人之间平时说的话，字符串是计算机与计算机之间，或者是会编程语言的人与计算机之间交流的东西

7. 变量

什么是变量。顾名思义，就是可变的量。

而之前所学的字符串，就是不可变的，这个不可变的意思是，保存在内存里面的不会改变，并不是内容。

因为你可以对字符串进行各种操作，但是，其在内存中的地址确实不变的，你所修改，只是将原来的copy一份，再修改。

就相当于我说了一句话，你可以拿去用，自己修改修改，但是那已经不是我所说过的话了，已经被你复制了过去。

那么变量有什么用呢？变量可以接收我们的数据，进行连续，重复的调用，比如我们的"Hello World！"这个字符串很长，我们如果想在很多地方都使用的话，就需要重复写这么多，那样是不是很麻烦，所以就有了变量，定义一个变量去接收这个字符串，以后再使用，可以直接通过这个变量名去调用。

而这个变量名，就是我们上节所学到的标识符。

简单使用：

a = "Hello World"
print(a)

第二阶段

1.5 数据类型

数据类型，就是我们存储数据的东西。什么是数据类型？就是数据的类型！没别的意思。

那么为什么需要数据类型呢？

如果我们需要进行数学运算，比如说1+1,1乘1,1除以1,等等等

我们就需要用到数字，而数字有小数，整数，复数（暂时不知道没关系，用的不多）对吧

数据类型分为基本数据类型和高级数据类型。

基本数据类型包括：整型（int），浮点型（float），复数（complex），布尔型

高级数据类型包括：字符串（str），列表（list），集合（set），字典（dict），元组（tuple）

那么高级数据类型为什么冠以高级之称呢？因为他们还有别的额外的操作。

比如增删改查之类的操作。

1. 数类型

整数在python中叫做整型用int 表示，小数在python中叫做浮点型，用 float 表示

比如：

int类型 1，10，100，1000，10000
float类型 1.1 1.11 1.1111

看看这个代码

print(100+0.555)

输出的结果是100.555

这个100就是整型int，0.555就是浮点型float

2. 布尔型

布尔型呢，只有两个值

一个是True表示正确，一个是False表示错误

就像我告诉你 1＞2 你就会反驳我，这是错的一样

计算机也会思考，你看这两行代码

print (1>2)
print (1<2)

运行结果：

3. 字符串

字符串就类似于我们平时说的话，就是字符串在一起，叫做字符串，字符就是一个一个的

首先呢，字符串可以遍历取值，也就是可以利用我们的循环来将其中的所有元素，一个一个的展现出来，拿出来，可以进行各种操作

当然别的高级数据类型也都可以遍历，只不过字典会有所区别

代码展示:

str_ = "Hello World!"
for i in str_:
    print(i)

运行结果：

可以看到，循环将我们的字符串拆开一个一个的拿了出来，并且输出

然后呢就是字符串格式化

什么是格式化字符串？就是可以让我们的代码更加简单

以问题理解

怎么输出一句话，包含变量

例子：给出一个变量a = 1 怎么让输出的结果为：“a的值为：1”

第一个方法：print(“a的值为：”, a)
第二个方法：print(“a的值为：{}”.format(a))
第三个方法：print(“a的值为：%d”%a)
第四个方法：print(f"a的值为：{a}")

其实就是让我们的字符串中可以添加变量，而第一种的方法在处理一个字符串中的多个变量时是较为麻烦的，这时候就需要用到下面三个，比较简单，我最喜欢的是第四个方法。因为写出来简单

原生字符串就是只含字符串，和格式化不同，原生字符串引号里面的所有都是字符串，不会被机器认识成别的

比如我们的转义符\\

\\t 表示我们的tab \\n表示换行

那么怎么定义呢？只需要在字符串前面的括号前加上r就可以了

我们来看看这个代码，结果会是如何

print(r"你好\\t世界")
print(r"你好\\n世界")

运行结果：

可以看到，我们的转义符并没有什么作用，他被原原本本的表现了出来，这就是我们的原生字符串的作用

关于转义符，我就不多说了，像了解的可以去搜索一下

关于字符串呢，还有更多的操作，比如什么判断是否是数字，判断大小写，转大小写什么的，想了解可以去搜索一下字符串的所有操作，本篇作为入门篇，就不多说那么多了。

4. 列表

基础理解

list 列表

列表是用中括号括起来的以一组数据
比如说这个 [1, 2, 3, 4, 5,] 就是一个列表

这个就是储存了1-5 五个整型数据的一个列表

用变量接受一个列表：li = []

作为高级数据类型，列表可以增删改查。

至于遍历，就不说了和字符串是一样的

你也不需要深刻理解，你只需要知道，列表是个袋子，他可以帮助我们存储更多的东西。

而我们也可以通过这个袋子去操作里面的东西，比如上述的增删改查，不就是往袋子里放东西，把袋子里的东西拿出来，把袋子里的东西拿出来换个东西，看看袋子里的东西

增加数据：

往列表增加元素：li.append()

举例:

li = [1, 2, 3, 4]
li.append(5)
print(li)

结果：[1, 2, 3, 4, 5]

而作为高级数据类型，你可以往列表里面添加一切数据类型

删除数据：

删除列表指定元素：li.remove()

举例：

li = [1, 2, 3, 4]
li.remove(1)
print(li)

结果为：[2, 3, 4]

就是把袋子里的1拿了出来，至于放在哪，那肯定是扔了啊。

查找元素：

查找元素：

列表支持查找元素，不过是利用下标查找，python下标从0开始，当然，字符串也支持下标取值

举例：

li = [1, 2, 3, 4]
print(li[0])

结果为：1

既然说到了下表取值，那就说一下切片与步长吧

切片：可以限制取哪些下标范围的数据

步长：几个元素几个元素的取

列表[下标:下表:步长] 1表示正值一个一个取，-1表示倒着取，不写默认为1，2表示隔一个取一次

比如我们只取1，3(不包含3，这里指得也是下标)的元素

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
print(a[1:3])
# 结果为：[2, 3]
print(a[::2])
# 结果为：[1, 3, 5]
print(a[;;-1])
# 结果为：[6, 5, 4, 3, 2, 1]

更改数据：

同样，修改元素需要通过下标来实现

举例：

li = [1, 2, 3, 4]
li[0] = 2
print(li)

结果为： [2, 2, 3, 4]

5. 元组

元组与别的不同，他是不可变的，意思就是无法添加，无法修改，无法删除

元组使用小括号定义 tu = (1， 2， 3， 4)

元素之间和列表，集合，字典一样，每组元素之间通过英文逗号,分隔开

可以参考列表，只不过元组和集合一样无法修改，但是并不是因为无序性，元组可以通过下标取值

虽然元组是不可变的，但是我们可以直接把整个元组删除

tu = (1, 2, 3, 4, 5)
del tu
print(tu)

结果为：()

6. 字典

为什么把字典返回在最后？因为字典是键值对的形式。

格式：dic = {"key": value}

键必须是唯一的，但值则不必。

值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字。

在字典中，通过访问key以得到value

添加元素：

我们可以定义一个空字典，也可以定义一个有元素的

我们会分别举例

空字典：

di = {}
di["name"] = "Tom"
di["age"] = 18
print(di)

结果：{“name”: “Tom”, “age”: 18}

有元素的字典：

di = {"name": "Tom"}
di["age"] = 18
print(di)

结果为：{“name”: “Tom”, “age”: 18}

之所以能用这样的方法，是因为我们的键是唯一的，所以可以通过这种方法添加元素

删除元素：

还是通过唯一的键来确定，然后删除

di = {"name": "Tom", "age": 18}
del di["age"]
print(di)

结果为：{“name”: “Tom”}

修改元素：

通过键来重新赋值以修改元素，我就不多做解释和示范了

查找元素：

查找元素就不能通过下标了，需要通过键来获取

di = {"name": "Tom", "age": 18}
print(di["name"])

结果为：“Tom”

7. 集合

集合：set
集合具有无序性，和不可重复性
无序性：没有顺序

当然集合也可以创建一个空集合，但是不能这样创建s = {}

因为这样是定义一个空字典的，我们应该这样set(s)

格式（长什么样）：

s = {1, 2, 3, 4, 5}

添加元素：

往集合添加元素s.add()ands.update()

s = {1, 2, 3, 4, 5}
s.add(6) 
s.upadte(7)
print(s)

结果为： {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}

删除数据：

s = {1, 2, 3, 4, 5}
s.remove(1)
print(s)

结果为：{2, 3, 4, 5, 6}

全部删除：s.clear()

修改元素：

没这个功能，因为元素是无序的，没法通过下标查找和修改

也没事，因为你在程序中，用列表和字典比较多

8. 类型转换

何为类型转换？就是字面意思，数据的类型发生了改变。

类型转换分为自动类型转换和强制类型转换。

我们上面的例子，100+0.555

一个是整型，一个是浮点型，他们的结果就是浮点型，这时候就发生了类型转化。

有时候，我们会需要进行类型转换的操作，因为有的时候某些数据类型无法满足我们的需求，这时候，我们就需要进行类型转换。

Python对类型转换提供了函数（与print()函数一样）支持强制类型转换

函数名就是数据类型的名字，只不过是多了一双半角括号，将需要转类型的数据放在括号里，就可以了

比如：我们要将别的数据转为字符串（基本上所有数据都可以转为字符串）

# 类型转换
a = 1
b = 1.1
c = 1+1j
d = "ss"
print(str(a))
print(str(b))
print(str(c))
print(str(d))

运行结果：

1.6 运算符

当我们使用Python的时候，也需要进行运算，所以就引入了运算符

1. 算术运算符

和数学中的基本相同

符号	作用	符号	作用
+	相加	-	相减
*	相乘	/	相除
%	取余	**	乘方

举例

print(1+1-2*5/2%5**2)

不要感觉麻烦，就按照数学中来计算

注意运算顺序

答案是：

-3.0

2. 赋值运算符

想想刚刚说的变量，就用到了辅助运算符=

而与之对应的还有 += *= /= ....

a += 1就等价于a = a+1

别的类比就可以了

3. 位运算符

位运算符，按位运算

位运算符主要针对的是二进制数据，并只适用于int ，short ，byte，long，char五种类型。
位运算符有，&、|、<<、>>、<<<、^、~

＆如果相对应位都是1，则结果为1，否则为0
| 如果相对应位都是 0，则结果为 0，否则为 1
^ 如果相对应位值相同，则结果为0，否则为1
〜按位取反运算符翻转操作数的每一位，即0变成1，1变成0
<< 按位左移运算符。左操作数按位左移右操作数指定的位数
>> 按位右移运算符。左操作数按位右移右操作数指定的位数
>>> 按位右移补零操作符。左操作数的值按右操作数指定的位数右移，移动得到的空位以零填充
这个计算是要有二进制来使用，我是没怎么用过。。所以理解的不够深入，尽请谅解

4. 比较运算符

顾名思义，就是计算你们两个的关系的，关系运算符有：== 、!=、>、<、<=、>= 这里的都是英文符号，需要注意的是，关系运算符都是二目运算符，返回的都是布尔类型的数据true/false

==和数学中的=一样用法，比如，你看到别人这样写：1 = 2，你就下意识的知道，这是错的，同理，你在Java中写出1 == 2，计算机也是知道这是错的，他会告诉你：false
!= 不等于，和数学中的 $\\neq$ 是一样的，比如你看到1 $\\neq$ 2，你会说，这是对的，同样的，你给电脑看1!=2，电脑也会告诉你，这是对的，true。
下面的大于小于，大于等于，小于等于，都和数学中的一样，想必上过小学的人，都不会理解不了吧——笑

符号	作用
==	等于 - 比较对象是否相等
!=	不等于 - 比较两个对象是否不相等
>	大于 - 返回x是否大于y
<	小于 - 返回x是否小于y。所有比较运算符返回1表示真，返回0表示假。这分别与特殊的变量True和False等价。注意，这些变量名的大写。
>=	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。

输出结果为布尔型数据，即要么是True要么是Flase

5. 逻辑运算符

既然有运算符，那么怎么能没有与或非呢，三种运算符：and、or、！

and，这个就是与，也就是和逻辑，两个都必须满足，举个例子：我有女朋友和你有女朋友，那么，皆大欢喜。只要我没有女朋友或者你没有女朋友，就不说皆大欢喜，如果我俩都有，那就是皆大欢喜
or，这个是或，通用上面的例子，不过这次是只要我们俩其中一个有女朋友就是皆大欢喜
!，这个是非，通用上面的例子，这次是我们俩都没有女朋友，就皆大欢喜（？怎么哪里怪怪的）

第三阶段

1.7 分支控制语句

那么什么叫做分支控制语句呢？相信你们都知道数学中的流程图吧。

什么？没见过？没关系，我就让你们见识见识！

数学中的流程图就长这个样子

那么我们的分支控制语句和这玩意有什么关系呢？

其实差不多就是一个东西。

分支控制语句分为条件控制语句和循环控制语句。

从字面了解，一个是能用没几次的，一个是能用好多次的。

如果你还有所疑惑，那么是肯定的，因为，你现在脑子里面只是有了一个概念，却很模糊。

那么就跟着我来带你详细了解了解！

条件控制语句，就是通过判断条件来执行我们的代码，就像数学流程图里的是和否。

1. 单支if语句

我们先来看看格式：

if 条件:
    代码

这个翻译成汉语就是

如果条件是真的：

执行代码

结束

如果条件是假的

结束

流程就是这样的

2. 简单使用

那么我们来看一个小小的例子吧

a = int(input("请输入一个整数"))
b = int(input("请输入一个整数"))
c = a+b
if c<10:
    print("两数之和小于10")

来看看运行起来是什么样子的吧

懂了没？是不是很简单？没错，条件控制语句就是做这个的，不过这只是最简单的条件控制语句，下面我们来看看稍微复杂一点的。

3. 多支判断

格式：

if 条件:
    代码
elif 条件:
    代码
else:
    代码

使用：

继续使用上面的例子

a = int(input("请输入一个整数"))
b = int(input("请输入一个整数"))
c = a+b
if c<10:
    print("两数之和小于10")
elif c==10:
    print("两数之和等于10")
else:
    print("两数之和大于10")

好的，好的，我们的程序能做的事更多了

这次就输入一个5一个6吧

欧克，完美的实现了我们的功能

1.8 循环控制语句

循环，循环，何为循环，就是一直进行，不会停止

那么怎么停止呢？那也得我们自己设置条件

循环控制语句有两种，一种是for循环，一种是while循环。

1. for循环

格式：

一般来说，for循环使用较多

for 临时变量 in 循环的条件:
    代码

我们的for循环需要一个临时变量，不需要提前定义一个变量去接收循环里面的值

这样对于内存也是一种释放，提前定义变量的话，就是一个全局变量，会一直占用内存，而这个for循环的临时变量就在循环结束后销毁，释放内存。

用白话文讲就是，临时变量只能在循环开始-循环结束前活着，循环结束的时候就是临时变量寿终正寝的时候，有点类似于卸磨杀驴（手动狗头）

而且我们的for并不需要我们手动更新变量

使用：

还记不记得上一篇的变量最后面，我们使用了10个print()函数输出了10次Hello World！

那么我们也可以用我们的循环，用更少的代码，实现这个效果

a = "Hello World!"
for i in range(10):
    print(a)

代码中的i是从0开始的，而这个range()函数里面的值，就是从i到10（不含10），因此，会循环10次

来运行看看吧

完美，达到了我们的目的

2. while循环

格式：

while 条件:
    代码

使用：

还是上面的，输出10次Hello World！

a = "Hello World!"
i = 0
while i<10:
    print(a)
    i+=1

while循环不仅需要定义全局变量，而且还需要我们自己手动更新变量的值（i）

如果不更新的话，i的值就不会改变，条件就会一直成立，循环就不会停止，因此，使用while的时候，一定不要忘了更新变量

3. 主动循环结束

三种语句：break return continue都可以使循环停止

不过return一般都是用到函数里面的，都是使用break

而continue 不是用来终止循环的，具体作用看下面代码示例

break：

看汉语也有个大概思想：打破

它的作用是打破循环，使循环碰到它后终止

break的作用是打破结构体，使程序退出当前代码块

下面看这个例子，我们要实现的功能是循环获取用户从键盘输入的数据，直到输入q来推出程序

while True:
    a = input()
    if a == "q":
        break
    else:
        print(a + "  输入成功，输入 'q' 退出程序")

运行结果：

此时我们发现，输入q推出了，但是我们看着并不舒服，我们还可以加个提示，或者让他再输入一次“确认”来确认是否要推出

while True:
    a = input()
    if a == "q":
        print("确定要推退出，确定的话，请输入确定退出来确定")
        if input() == "确定退出":
            print("已退出，程序结束")
        break
    else:
        print(a + "  输入成功，输入 'q' 退出程序")

运行结果：

这样就完美了，我这可不是谁字数啊，我这是强迫症（认真脸）！

continue：

continue是跳出当前循环，执行下一循环，也就是说，他并没有令循环终止的能力，他只能令循环少循环一些次数

我们先把上面的代码里面的break换成continue试试

while True:
    a = input()
    if a == "q":
        print("确定要推退出，确定的话，请输入确定退出来确定")
        if input() == "确定退出":
            print("已退出，程序结束")
        
    else:
        print(a + "  输入成功，输入 'q' 退出程序")

行不通

退出不了！

果然吧，那么continue有啥用呢？

我先不说，你先看：

for i in range(10):
    if i % 5 == 0:
        continue
    else:
        print(i)

运行结果：

return：

return意为返回，是用在函数中的返回值的，至于函数是什么，我们会在本专栏中陆续讲述，你先看效果就可以了

我们计算当i的值循环到5时，让a+b，然后计算完终止

当i为5时，不管循环是否进行完，都会强行终止

def sum(a, b):
    for i in range(10):
        if i<a:
            pass
        else:
            a+=b
            return a
print(sum(5, 2))

pass的意思就相当于什么都不做

运行结果为：7

那么如果我们把return的位置换一下呢？

def sum(a, b):
    以上是关于人工智能入门四件套，你学人工智能避不开的知识点的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
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