python学习指南—Python 基础知识
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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python学习指南—Python 基础知识相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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Python数据科学家养成计划（Python学习指南）前言
随着人工智能的不断发展，数据科学相关技术也越来越重要，很多人都开启了学习数据科学相关知识体系的学习之旅，本文就介绍了数据科学中 Python 的基础内容。
一、语句与注释
1. 语句
语句：程序进行编写，执行的每一行代码，叫做语句。
print("hello world")
2. 注释
注释：对代码的解释和说明，可以提高代码的可读性。
- 注释分为单行注释和多行注释；
- 单行注释以 # 开始
- 多行注释，可以使用三对双引号 “”" “”" 或者三对单引号 ‘’’ ‘’’
# 单行注释
# 输出 hello world 语句
print("hello world")
# 定义字符串变量
name = "貂蝉"
'''
我是多行注释
我是多行注释
我是多行注释
'''
age = 18
"""
我也是多行注释
我也是多行注释
我也是多行注释
"""
sex = "女"
二、变量与赋值
1. 变量的定义
变量：通俗理解就是存储程序数据的容器。
变量定义的格式：
变量名 = 数据（变量名尽量有含义，见名知意，方便理解）
name = "貂蝉"
skill = 450
money = 1.98
is_ok = True
可以通过 Python 内置的 type() 函数查看变量的类型。
type(name) # str
type(skill) # int
type(money) # float
type(is_ok) # bool
常用的数据类型： int、str、float、bool
2. 变量的命名规则
变量名：是由数字、字母、下划线组成，注意是只有这三种，但是不能以数字开头。
错误的使用：报错 "SyntaxError: invalid syntax"
3name = "貂蝉" # 以数字开头
name!age = 108 # 出现了 数字、字母、下划线 之外的字符 "感叹号"
变量命名方式：驼峰命名法和下划线命名法
- 驼峰命名法：小驼峰和大驼峰
- 小驼峰命名法：第一个单词首字母要小写，其他单词首字母都大写。
- 大驼峰命名法：每个单词首字母都大写。
- 划线命名法：单词小写，单词之间使用下划线进行分割。
hero_name = "寒冰射手" # 下划线命名法 -> 推荐使用
heroName = "德玛西亚之力" # 小驼峰命名法
HeroName = "诺克萨斯之手" # 大驼峰命名法
3. 关键字
关键字：在 Python 里面具有特殊功能的标识符（理解成变量名、函数名），关键字不能作为变量名使用。
关键字如下：
‘False’, ‘None’, ‘True’, ‘and’, ‘as’, ‘assert’, ‘async’, ‘await’, ‘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’
如何查看 Python 的关键字：
(1) 方法一
a. win+r打开运行窗口输入cmd，打开命令提示符窗口。
b. 打开 Python Shell，输入
import keyword
keyword.kwlist
即可。
(2) 方法二
打开 Pycharm，输入
import keyword
print(keyword.kwlist)
即可。
4. 数据类型转换
| 函数 | 函数说明 |
|---|---|
| int(x [,base ]) | 将 x 转换为一个整数 |
| float(x) | 将 x 转换为一个浮点数 |
| str(x) | 将对象 x 转换为字符串 |
| complex(real [,imag ]) | 创建一个复数，real 为实部，imag 为虚部 |
| repr(x) | 将对象 x 转换为表达式字符串 |
| eval(str) | 计算在字符串中有效 Python 表达式，并返回一个对象 |
| tuple(s) | 将序列 s 转换为一个元组 |
| list(s) | 将序列 s 转换为一个列表 |
| chr(x) | 将一个整数转换为一个 Unicode 字符串 |
| ord(x) | 将一个字符转换为它的 ASCII 整数值 |
| hex(x) | 将一个整数转换为一个十六进制字符串 |
| oct(x) | 将一个整数转换为一个八进制字符串 |
| bin(x) | 将一个整数转换为一个二进制字符串 |
错误的使用：报错 "TypeError: unsupported operand type(s) for +: ‘int’ and ‘str’"
a = 100
b = "200"
result = a + b
print(result)
正确的使用：
a = 100
b = "200"
result = a + int(b)
print(result) # 300
三、输入与输出
1. Python 中的输入
input：用来获取用户输入的数据。
# 接收用户输入的数据
name = input("请输入你的名字：")
# 输出用户输入的名字
print(name)
注：当你运行完毕 name = input(“请输入你的名字：”) 代码并将鼠标光标移动到控制台，Python 交互式命令就等待输入，可以输入任意字符，然后按回车完成输入。
重点：不论输入框中输入任何数据类型的数据，等号左边的变量接收到的输入值都为 str 类型。
2. Python 中的输出
print：用于打印输出。
print() 函数语法如下：
print(*objects, sep=’ ‘, end=’\\n’, file=sys.stdout, flush=False)
参数
- objects – 复数，表示可以一次输出多个对象。输出多个对象时，需要用 , 分隔。
- sep – 用来间隔多个对象，默认值是一个空格。
- end – 用来设定以什么结尾。默认值是换行符 \\n，我们可以换成其他字符串。
- file – 要写入的文件对象。
- flush – 输出是否被缓存通常决定于 file，但如果 flush 关键字参数为 True，流会被强制刷新。
(1) 输出字符串和数字
print("Hello World") # 输出字符串 Hello World
print(100) # 输出数字 100
str = "Hello World"
print(str) # 输出变量 Hello World
l = [1, 2, "a"] # 列表 [1, 2, 'a']
print(l)
t = (1, 2, "a") # 元组 (1, 2, 'a')
print(t)
d = "a": 1, "b": 2 # 字典 'a': 1, 'b': 2
print(d)
(2) 格式化输出整数
支持参数格式化，与 C 语言的 printf 类似。
str = "%s的平均薪资是%d元人民币。" % ("数据科学家", 30000)
print(str) # 数据科学家的平均薪资是30000元人民币。
Python 字符串格式化符号：
| 符 号 | 描 述 |
|---|---|
| %c | 格式化字符及其 ASCII 码 |
| %s | 格式化字符串 |
| %d | 格式化整数 |
| %u | 格式化无符号整型 |
| %o | 格式化无符号八进制数 |
| %x | 格式化无符号十六进制数 |
| %X | 格式化无符号十六进制数（大写） |
| %f | 格式化浮点数字，可指定小数点后的精度 |
| %e | 用科学计数法格式化浮点数 |
| %E | 作用同 %e，用科学计数法格式化浮点数 |
| %g | %f 和 %e 的简写 |
| %G | %f 和 %E 的简写 |
| %p | 用十六进制数格式化变量的地址 |
格式化操作符辅助指令：
| 符 号 | 功 能 |
|---|---|
| * | 定义宽度或者小数点精度 |
| - | 用做左对齐 |
| + | 在正数前面显示加号(+) |
| <sp> | 在正数前面显示空格 |
| # | 在八进制数前面显示零(‘0’)，在十六进制进制前面显示 ‘0x’ 或者 ‘0X’(取决于用的是 ‘x’ 还是 ‘X’) |
| 0 | 显示的数字前面填充 ‘0’ 而不是默认的空格 |
| % | ‘%%’ 输出一个单一的 ‘%’ |
| (var) | 映射变量(字典参数) |
| m.n. | m 是显示的最小总宽度，n 是小数点后的位数(如果可用的话) |
(3) 格式化输出 16 进制，10 进制，8 进制
#%x – hex 十六进制
#%d – dec 十进制
#%o – oct 八进制
nHex = 0xFF
print("nHex = %x, nDec = %d, nOct = %o" %(nHex, nHex, nHex))
# nHex = ff, nDec = 255, nOct = 377
(4) 格式化输出浮点数(float)
pi = 3.141592653
print("%10.3f" % pi) # 字段宽 10，精度 3 3.142(注意整数3的前面有5个空格)
print("pi = %.*f" % (3, pi)) # 用 * 从后面的元组中读取字段宽度或精度 pi = 3.142
pi = 3.142
print("%010.3f" % pi) # 用 0 填充空白 000003.142
print("%-10.3f" % pi) # 左对齐 3.142
print("%+f" % pi) # 显示正负号 +3.142000
(5) 自动换行
print() 函数会自动在行末加上回车，如果不需回车，只需在 print 语句的结尾添加一个英文逗号，并设置分隔符参数 end，就可以改变它的行为。
自动在行末加上回车：
for i in range(0, 6):
print(i)
0
1
2
3
4
5
不需回车：
for i in range(0, 6):
print(i, end=" ")
0 1 2 3 4 5
(6) print 不换行
在 Python 中 print() 函数默认是换行的：
for i in range(0, 3):
print(i)
0
1
2
要想不换行，应该写成 print(i, end = " ")
for i in range(0, 3):
print(i, end=" ")
0 1 2
四、运算符
什么是运算符？
答：举个简单的例子 4 + 5 = 9 。例子中，4 和 5 被称为 操作数 ，" + " 称为运算符。
Python 语言支持的运算符：
- 算术运算符
- 比较（关系）运算符
- 赋值运算符
- 逻辑运算符
- 位运算符
- 成员运算符
- 身份运算符
1. Python 算术运算符
Python 支持以下几种算术运算符：x=10, y=20, z=25
| 运算符 | 描 述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 加 – 两个对象相加 | x + y 输出结果 30 |
| - | 减 – 得到负数或是一个数减去另一个数 | x - y 输出结果 -10 |
| * | 乘 – 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 | x * y 输出结果 200 |
| / | 除 – x 除以 y | y / x 输出结果 2 |
| % | 取模 – 返回除法的余数 | y % x 输出结果 0 |
| ** | 幂 – 返回 x 的 y 次幂 | x**y 为 10 的 20 次方，输出结果 100000000000000000000 |
| // | 取整除 – 返回商的整数部分（向下取整） | 9 // 2 >> 4 -9 // 2 >> -5 |
x, y, z =10, 20, 25
# 加法
sum = x + y
print(" + = ".format(x, y, sum)) # 30
# 减法
difference = x - y
print(" - = ".format(x, y, difference)) # -10
# 乘法
product = x * y
print(" * = ".format(x, y, product)) # 200
# 除法
quotient = y / x
print(" / = ".format(y, x, quotient)) # 2.0
# 取模
modulus = y % x
print(" % = ".format(y, x, modulus)) # 0
# 幂运算
power = x ** y
print(" ** = ".format(x, y, power)) # 100000000000000000000
# 取整数（向下取整）
round_numbers = 9 // 2
print("9 // 2 = ".format(round_numbers)) # 4
2. Python 比较运算符
Python 支持以下几种比较运算符：x=10, y=20
| 运算符 | 描 述 | 实例 |
|---|---|---|
| == | 等于 – 比较对象是否相等 | (x == y) 返回 False |
| != | 不等于 – 比较对象是否不相等 | (x ！= y) 返回 True |
| > | 大于 – 返回 x 是否大于 y | (x > y) 返回 False |
| < | 小于 – 返回 x 是否小于 y | (x < y) 返回 True |
| >= | 大于等于 – 返回 x 是否大于等于 y | (x >= y) 返回 False |
| <= | 小于等于 – 返回 x 是否小于等于 y | (x <= y) 返回 True |
注：所有比较运算返回 1 表示真，返回 0 表示假。这分别与特殊的变量 True 和 False 等价。
x, y =10, 20
# 等于
print(" == : ".format(x, y, x == y)) # 10 == 20: False
# 不等于
print(" != : ".format(x, y, x != y)) # 10 != 20: True
# 大于
print(" > : ".format(x, y, x > y)) # 10 > 20: False
# 小于
print(" < : ".format(x, y, x < y)) # 10 < 20: True
# 大于等于
print(" >= : ".format(x, y, x >= y)) # 10 >= 20: False
# 小于等于
print(" <= : ".format(x, y, x <= y)) # 10 <= 20: True
3. Python 赋值运算符
Python 支持以下几种赋值运算符：x=10, y=20
| 运算符 | 描 述 | 实例 |
|---|---|---|
| = | 简单的赋值运算符 | 把 = 号右边的结果 赋给 左边的变量，如 sum = x + y 将 x + y 的结果赋值给变量 sum |
| += | 加法赋值运算符 | x += y 等效于 x = x + y |
| -= | 减法赋值运算符 | x -= y 等效于 x = x - y |
| *= | 乘法赋值运算符 | x *= y 等效于 x = x * y |
| /= | 除法赋值运算符 | x /= y 等效于 x = x / y |
| %= | 取模赋值运算符 | x %= y 等效于 x = x % y |
| **= | 幂赋值运算符 | x **= y 等效于 x = x ** y |
| //= | 取整除赋值运算符 | x //= y 等效于 x = x // y |
# 简单赋值运算符
x, y =10, 20
sum = x + y
print(" + 的值为：".format(x, y, sum)) # 10 + 20 的值为：30
# 加法赋值运算符
x, y =10, 20
sum = x + y
x += y
print(sum == x) # True
print("10 + 20 的值为：".format(x)) # 10 + 20 的值为：30
# 减法赋值运算符
x, y =10, 20
difference = x - y
x -= y
print(difference == x) # True
print("10 - 20 的值为：".format(x)) # 10 - 20 的值为：-10
# 乘法赋值运算符
x, y =10, 20
product = x * y
x *= y
print(product == x) # True
print("10 * 20 的值为：".format(x)) # 10 * 20 的值为：200
# 除法赋值运算符
x, y =10, 20
quotient = x / y
x /= y
print(quotient == x) # True
print("10 / 20 的值为：".format(x)) # 10 / 20 的值为：0.5
# 取模赋值运算符
x, y =10, 20
modulus = x % y
x %= y
print(modulus == x) # True
print("10 %= 20 的值为：".format(x)) # 10 % 20 的值为：10
# 幂运算赋值运算符
x, y =10, 20
power = x ** y
x **= y
print(power == x) # True
print("10 ** 20 的值为：".format(x)) # 10 ** 20 的值为：100000000000000000000
# 取整数（向下取整）赋值运算符
x, y =9, 2
round_numbers = x // y
x //= y
print(round_numbers == x) # True
print("10 // 20 的值为：".format(x)) # 9 // 2 的值为：4
4. Python 位运算符
按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。
下表中 x=60, y=13，二进制格式如下：
| x = 0011 1100 y = 0000 1101 |
|---|
| x & y = 0000 1100 |
| x | y = 0011 1101 |
| x ^ y = 0011 0001 |
| ~x = 1100 0011 |
| x<<2 = 1111 0000 |
| x>>2 = 0000 1111 |
| 运算符 | 描 述 | 实例 |
|---|---|---|
| & | 按位与运算符：参与运算的两个值，如果两个相应位都为 1，则该位的结果为 1，否则为 0 | (x & y) 的输出结果 12，二进制解释：0000 1100 |
| | | 按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为 1 时，结果位就为1 | (x | y) 的输出结果 61，二进制解释：0011 1101 |
| ^ | 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为 1 | (x ^ y) 的输出结果 49，二进制解释：0011 0001 |
| ~ | 按位取反运算符：对数据的每个二进制为取反，即把 1 变为 0，把 0 变为 1。~x 类似于 -x - 1 | (~x) 的输出结果 -61，二进制解释：1100 0011，在一个有符号二进制数的补码形式 |
| << | 左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由 << 右边的数字指定了移动的位数，高位丢弃，低位补 0 | (x << 2) 的输出结果 240，二进制解释：1111 0000 |
| >> | 右移动运算符：把 “>>” 左边的运算数的各二进位全部右移若干位，>> 右边的数字指定了移动的位数 | (x >> 2) 的输出结果 15，二进制解释：0000 1111 |
(1) 按位与运算符：参与运算的两个值，如果两个相应位都为 1，则该位的结果为 1，否则为 0。
x, y = 60, 13
# 按位与运算符
z = x & y # 12 = 0000 1100
print(" & 的值为：".format(x, y, z)) # 60 & 13 的值为：12
(2) 按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为 1 时，结果位就为1。
x, y = 60, 13
# 按位或运算符
z = x | y # 61 = 0011 1101
print(" | 的值为：".format(x, y, z)) # 60 | 13 的值为：61
(3) 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为 1。
x, y = 60, 13
# 按位异或运算符
z = x ^ y # 49 = 0011 0001
print(" ^ 的值为：".format(x, y, z)) # 60 ^ 13 的值为：49
(4) 按位取反运算符：对数据的每个二进制为取反，即把 1 变为 0，把 0 变为 1。~x 类似于 -x - 1。
x, y = 60, 13
# 按位取反运算符
z = ~x # 49 = 1100 0011
print("~ 的值为：".format(x, z)) # ~60 的值为：-61
(5) 左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由 << 右边的数字指定了移动的位数，高位丢弃，低位补 0。
x, y = 60, 13
# 左移动运算符
z = x << 2 # 240 = 1111 0000
print(" << 2 的值为：".format(x, z)) # 60 << 2 的值为：240
(6) 右移动运算符：把 “>>” 左边的运算数的各二进位全部右移若干位，>> 右边的数字指定了移动的位数。
x, y = 60, 13
# 右移动运算符
z = x >> 2 # 15 = 0000 1111
print(" >> 2 的值为：".format(x, z)) # 60 >> 2 的值为：15
5. Python 逻辑运算符
Python 支持以下几种逻辑运算符：x=10, y=20
| 运算符 | 逻辑表达式 | 描 述 | 实例 |
|---|---|---|---|
| and |