python入门基础

时间:2022-06-22
本文章向大家介绍python入门基础,主要内容包括其使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。

1 变量和简单数据类型

变量命名格式:变量名 = “赋值”

1.1 变量使用规范

使用变量时,需要遵守一些规则。违反这些规则将引发错误。

~变量名只能包含数字、字母、下划线。变量名不能以数字开头以及不能包含空格。

~变量名不能将Python保留字和函数名作为变量名。如print等

如下是python3的33个保留字列表:

~变量名要简单又具有描述性。如name比n好,user_name比u_n好。

~慎用大写字母I和O,避免看错成数字1和0。

1.2 字符串

字符串就是一系列字符。在Python中,用引号括起的都是字符串,其中引号包括单引号和双引号。这种灵活性能够在字符串中包含引号和撇号,如:

>>> str = "I'm David"
>>> str1 = 'I told my friend,"i love Python"'

常用字符串操作方法

以首字母大写的方式显示每个单词:

>>> name = "hello python world"
>>> print(name.title())
Hello Python World

将字符串改为全部大写或全部小写:

>>> str1 = "I love python"
>>> print(str1.upper())  #将字符串改为全部大写
I LOVE PYTHON
>>> print(str1.lower())   #将字符串改为全部小写
i love python

字符串合拼(拼接)

Python使用加号(+)来合拼字符串,如:

>>> first_name = "Guido"
>>> last_name = "van Rossum"
>>> full_name = first_name + " " + last_name
>>> print(full_name)
Guido van Rossum

使用制表符t或换行符n添加空白:

>>> print("Languages:ntPythonntC++ntPHP")
Languages:
    Python
    C++
    PHP

删除字符串的空格:

>>> name = " p y t h o n "
>>> print(name.rstrip()) #删除字符串右端空格
 p y t h o n
>>> print(name.lstrip())  #删除字符串左端空格
p y t h o n 
>>> print(name.strip())   #删除字符串两端空格
p y t h o n
>>> print(name.replace(' ',''))  #删除字符串全部空格包括制表符和换行符
python

字符串的序号

字符串是字符的序列,可以按照单个字符或字符片段进行索引。

>>> name = "Hello World"
>>> print(name[0])
H
>>> print(name[0:-1])
Hello Worl
>>> print(name[-1])
d
>>> print(name[::])
Hello World
>>> print(name[0:11])
Hello World

找到字符串中最低字符索引号:S.find(sub [,start [,end]]) -> int

失败时返回-1

>>> name = "hello world"
>>> print(name.find('d'))
10

返回某些字符出现的次数:S.count(sub[, start[, end]]) -> int

>>> name = "hello world"
>>> print(name.count('l'))
3

把字符串由分隔符返回一个列表:S.split([sep [,maxsplit]]) -> list of strings,如果给定maxsplit,则最多为maxsplit

>>> name = "hello world"
>>> print(name.split(' '))
['hello', 'world']
>>> print(name.split(' ',0))
['hello world']

字符串格式化输出(format和%用法)

%方法格式代码

>>> "{}:计算机{}的CPU占用率为{}%".format('2019-03-25','python',10)  #S.format(*args, **kwargs) -> string
'2019-03-25:计算机python的CPU占用率为10%'
>>> "%s:计算机%s的CPU占用率为%d%%" % ('2019-03-25','python',10)   #%用法
'2019-03-25:计算机python的CPU占用率为10%

小结:可以用help函数查看字符串的相关操作,比如help(str.find)

2 组合数据类型

2.1 集合类型

集合的定义及操作

~集合用大括号{}表示,元素间用逗号分隔;

~建立集合类型用{}或set();

~建立空集合类型,必须用set();

~集合元素之间无序;

~集合中每个元素唯一,不存在相同元素

>>> A = {"python",'666',("wenwei-blog",666)}
{'python', '666', ('wenwei-blog', 666)}
>>> B = set("pypy")
{'y', 'p'}
>>> C = {"python",123,"python",123}
{'python', 123}

集合操作符

6个操作符

4个增强操作符

集合操作方法

集合应用场景

包含关系比较;数据去重。

2.1 序列类型定义

~序列是具有先后关系的一组元素

~序列是一个基类类型(基本数据类型)

~序列类型分为字符串、列表、元组类型

2.2 序列类型之列表

列表由一系列按特定顺序排列的元素组成,用方括号[]来表示列表。

列表的增删改查相关操作

函数或方法

描述

实例

L[i]=x

替换列表L第i数据项为x

>>> L = ['Python','PHP','JavaScript','C++'] >>> L[1] = 'Java' >>> L ['Python', 'Java', 'JavaScript', 'C++']

L[i:j]=L1

用列表L1替换列表L中第i到j项数据

>>> L['Python', 'Java', 'JavaScript', 'C++']>>> L1 = ['C','Go']>>> L[0:2]=L1>>> L['C', 'Go', 'JavaScript', 'C++']

del L[i:j:k]

删除列表L第i到第j项以k为步数的数据

>>> L['C', 'Go', 'JavaScript', 'C++', 'Java', 'C#', 'Ruby', 'Lua']>>> del L[1:6:2]>>> L['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua']

L+=L1或L.extend(L1)

将列表L1元素增加到列表L中

>>> L;L1 ['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua']['C', 'Go']>>> L+=L1>>> L;L1['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go']['C', 'Go']

L*=n

将L列表的元素重复n次

>>> L1*=2>>> L1['C', 'Go', 'C', 'Go']

L.append(x)

在L列表最好添加元素x

>>> L['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go']>>> L.append('Python')>>> L['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']

L.clear()

删除列表L的所有元素

>>> L['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']>>> L.clear()>>> L[]

L1 = L.copy()

复制L列表生成新的L1列表

>>> L['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']>>> L1 = L.copy()>>> L1['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']

L.insert(i,x)

在列表L的第i位置增加元素x

>>> L['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']>>> L.insert(2,'PHP');L['C', 'JavaScript', 'PHP', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']

L.pop(i)

将列表L中的第i项元素删除

>>> L;L.pop(2);['C', 'JavaScript', 'PHP', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']'PHP'>>> L['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']

L.remove(x)

将列表的第一个x元素删除

>>> L['C', 'JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']>>> L.remove('C')>>> L['JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']>>>

L.reverse(x)

将列表L中的元素反转

>>> L;L.reverse();L['JavaScript', 'Java', 'Ruby', 'Lua', 'C', 'Go', 'Python']['Python', 'Go', 'C', 'Lua', 'Ruby', 'Java', 'JavaScript']

L.sort()

将列表L的元素按首字母顺序排序

>>> L.sort()>>> L['C', 'Go', 'Java', 'JavaScript', 'Lua', 'Python', 'Ruby']

L.index(x)

获取列表L的x元素的索引号

>>> L.index('Python')5>>> L['C', 'Go', 'Java', 'JavaScript', 'Lua', 'Python', 'Ruby']

对列表数字执行简单统计计算

>>> digits = [1,23,434,55,44,67]
>>> min(digits)
1
>>> max(digits)
434
>>> sum(digits)
624

列表相关练习

练习1:创建一个列表,其中包含数字1-100并打印出来然后计算列表数字的总值。

>>> digits = [value for value in range(1,101)];sum(digits)
5050

练习2:求1-20的奇数

>>> for i in range(1,21,2):
    print(i)
    
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19

练习3: 输出3-30以内能被3整除的数字

>>> lists = [n for n in range(3,31)]
>>> lists
[3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30]
>>> for i in lists:
    if i % 3 == 0:
        print(i)

        
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30

2.3 序列类型之元组

元组其实跟列表差不多,也是存一组数据,只不过它一旦创建便不能修改,所以又叫只读列表

它只有两个方法,一个是count(统计元组某个元素出现的次数tuple.count('str')),一个是index(查看某个元素的索引号tuple.index('str'))

>>> names = ('zhiwenwei','zhouyouxian')
>>> names.index('zhiwenwei')
0
>>> names.count('zhiwenwei')
1

元组练习题

有如下变量,请实现要求的功能

tu = ("alex", [11, 22, {"k1": 'v1', "k2": ["age", "name"], "k3": (11,22,33)}, 44])

a. 请问tu变量中的第一个元素 “alex” 是否可被修改?

  元组不可直接被修改,需要转换成列表或字典

b. 请问tu变量中的"k2"对应的值是什么类型?是否可以被修改?如果可以,请在其中添加一个元素 “Seven”

  k2是字典的键,对应的值是列表可修改:tu[1][2]['k2']='Seven'

c. 请问tu变量中的"k3"对应的值是什么类型?是否可以被修改?如果可以,请在其中添加一个元素 “Seven”

  k3是字典的键,对应的值是元组不可修改

2.4 字典类型

字典是包含0个或多个键值对的集合,没有长度限制,可以根据键索引值的内容。

Python语言中通过字典实现映射,通过大括号{}建立,建立模型如下:

{键1:值1,键2:值2,...}

>>> city = {'中国':'北京','美国':'纽约','法国':'巴黎'}
>>> city
{'中国': '北京', '美国': '纽约', '法国': '巴黎'}

拓展:字典是无序的。python语言中,字符串、列表、元组都是采用数字索引,字典采用字符索引。

字典的函数和方法

字典的基本原则

字典是一个键值对的集合,该集合以键为索引,一个键对应一个值信息

字典中的元素以键信息为索引访问

字典长度是可变的,可以通过对键信息赋值实现增加或修改键值对。

2.5 jieba库基本介绍

jieba库提供三种分词模式,最简单只需要掌握一个函数;

jieba是优秀的中文分词第三方库,需额外安装

jieba库的安装方法

pip install jieba

jieba分词的三种模式

精确模式:把文本精确切分,不存冗余单词

>>> word1 = jieba.lcut("python无所不能!除了生不出孩子,我们应该学习使用它!")
Building prefix dict from the default dictionary ...
Dumping model to file cache /tmp/jieba.cache
Loading model cost 1.832 seconds.
Prefix dict has been built succesfully.
>>> print(word1,type(word1))
['python', '无所不能', '!', '除了', '生不出', '孩子', ',', '我们', '应该', '学习', '使用', '它', '!'] <class 'list'>

2.6 实例:文本词频统计

英文文本:hamlet,统计出现最多的英文单词

https://python123.io/resources/pye/hamlet.txt

代码实现:

#Hamlet词频统计
def getText():
    txt = open("hamlet",'r').read()
    txt = txt.lower() #大写字母转换小写
    for word in '~!@#$%^&*()_+-={}[],./:";<>?':
        txt = txt.replace(word," ")#把多余符号转换为空格
    return txt
hamletTxt = getText()
words = hamletTxt.split() #以空格拆分为列表
counts = {}
for word in words:
    counts[word] = counts.get(word,0) + 1 #以每个词为键,值默认0,,每出现一次累加1
items = list(counts.items())
items.sort(key=lambda x:x[1],reverse=True) #[1]按照第二维排序,reverse=True表示降序
for i in range(10):
    word,count = items[i]
    print("{0:<10}{1:5}".format(word,count))

中文文本:三国,分析人物

https://python123.io/resources/pye/threekingdoms.txt

import jieba
txt = open("Threekingdoms", 'r', encoding="utf-8").read()
excludes = {'将军','却说','荆州','二人','不可','不能','如此'}
words = jieba.lcut(txt)
counts = {}
for word in words:
    if len(word) == 1:
        continue
    #书中同一人物多个名字统一改为一个名字
    elif word == '诸葛亮' or word == '空明日':
        rword = "孔明"
    elif word == '关公' or word == '云长':
        rword = "关羽"
    elif word == '玄德' or word == '玄德日':
        rword = "刘备"
    elif word == '孟德' or word == '丞相':
        rword = "曹操"
    else:
        rword = word
    counts[word] = counts.get(word, 0) + 1
for word in excludes:
    del counts[word]  #去重
items = list(counts.items())
items.sort(key=lambda x:x[1],reverse=True)
for i in range(10):
    word,count = items[i]
    print("{0:<10}{1:>5}".format(word,count))

3 程序的控制结构

3.1 程序的分支结构

根据判断条件结果而选择不同向前路径的运行方式

单分支结构

if <条件> :

  <语句块>

示例:

guess = eval(input("请输入数字:"))
if guess == 88:
    print("猜对了")

二分支结构

if <条件> :

  <语句块>

else:

  <语句块>

guess = eval(input("请输入数字:"))
if guess == 88:
    print("猜对了")
else:
    print("猜错了")

多分支结构

if <条件1> :

  <语句块1>

elif <条件2> :

  <语句块2>

...

else:

  <语句块N>

示例

age = 25
count = 0
while count < 3:
    guess_age = int(input("guess_age:"))
    if guess_age == age:
        print("yes,you got it!!!")
        break
    elif guess_age > age:
        print("think smaller...")
    else:
        print("think bigger...")
    count += 1

3.2 程序的循环结构

遍历循环

语法结构:

for <循环变量> in <循环结构>:

<语句块>

无限循环

由条件控制的循环运行方式

语法结构:

while <条件>:

<语句块>

循环控制保留字

break 和 continue

-break 跳出并结束当前整个循环,执行循环后的语句

-continue 结束当次循环,继续执行后续次数循环

循环的拓展

当循环没有被break语句退出时,执行else语句。

else语句作为“正常”完成循环的奖励

3.3 异常处理

异常处理的基本使用

示例

try:
    num = eval(input("请输入数字"))
    print(num**2)
except:
    print("你输入的不是数字")

异常处理的高级使用

try:

  语句块1

except:

  语句块2

else:

  语句块3(不发生异常时执行)

finally

  语句块4(最终会执行)

3.4 实例:身体质量指数BMI

体质指数(BMI)= 体重(kg)÷ 身高²(m)

代码实例:

height,weight = eval(input("请输入身体(米)和体重(公斤)[逗号分开]:"))
bmi = weight / pow(height,2)
print("BMI数值为:{:.2f}".format(bmi))#.2f#保留两位小数
who,nat = "",""
if bmi < 18.5:
    who,nat = "偏瘦","偏瘦"
elif 18.5 <= bmi < 24:
    who,nat = "正常","正常"
elif 24 <= bmi < 25:
    who,nat = "正常","偏胖"
elif 25 <= bmi < 28:
    who,nat = "偏胖","偏胖"
elif 28 <= bmi <30:
    who,nat = "偏胖","肥胖"
else:
    who,nat = "肥胖","肥胖"
print("BMI指标为:国际'{}',国内'{}'".format(who,nat))

结果展示:

4 函数和代码复用

4.1 函数的定义和作用

def 函数名(o个或多个参数):

函数体

return 返回值

-函数是一段代码的表示

-函数是一段具有特定功能的、可重用的语句组

-函数是一种功能的抽象,一般函数表达特定功能

两个作用:降低编程难度和代码重用

函数的调用

4.2 函数的参数传递

可选参数传递

函数定义时可以为某些参数定义默认值,构成可选参数。

def test(n,m=1): #m为可选参数
    s = 1
    for i in range(1,n+1):
        s *= i
    print(s//m)
test(10)
test(10,2)

结果:

可变参数传递

def test(n,*args):#args为可变参数,也可以命名其他值
    s = 1
    for i in range(1,n+1):
        s += i
    for item in args:
        s += item
    print(s)
test(10,3)
test(10,3,1,5)

函数执行结果:

参数组合:*args和**kwargs

def test(*args,**kwargs):
    print("args =",args)
    print("kwargs =",kwargs)
    print("----------------------------------")
if __name__ == '__main__':
    test(1,5,94,564)
    test(a=1,b=2,c=3)
    test(1,2,3,4,a=1,b=2,c=3)
    test('I love python',1,None,a=1,b=2,c=3)

函数执行结果:

参数传递的两种方式:位置传递和名称传递

小结:

函数可以有参数也可以没有,但必须保持括号。*args是可变参数,args接收的是一个tuple**kw是关键字参数,kw接收的是一个dict。在同时使用*args和**kwargs时,必须*args参数列要在**kwargs前面。

4.3 lambda函数

lambda函数是一种匿名函数,即没有名字的函数;lambda函数用于定义简单的、能够在一行内表示的函数。

g = lambda x,y:x*y
print(g(4,5))

6 文件和数据格式化

5.1 文件的使用

Python open() 方法用于打开一个文件,并返回文件对象,在对文件进行处理过程都需要使用到这个函数,如果该文件无法被打开,会抛出 OSError。

常用语法格式

变量名 = open(文件路径(相对或绝对路径),打开模式,encoding=None)

打开模式

打开的文件模式

描述

‘r’

只读模式,默认值,文件不存在返回FileNotFoundError

‘w’

覆盖写模式,文件不存在则创建,存在则完全覆盖

‘x’

创建写模式,文件不存在则创建,存在则返回FileExistsError

‘a’

追加写模式,文件不存在则创建,存在则在文件最后追加内容

‘b’

二进制文件模式

‘t’

文本文件模式,默认值

'+'

与r/w/x/a一同使用,在原功能基础上增加同时读写功能

file对象

file 对象使用 open 函数来创建,下表列出了 file 对象常用的函数

file对象

描述

f.read(size)

读入全部内容,如果给出参数,读入前size长度

f.readline()

读取整行,包括 "n" 字符。

f.readlines(sizeint)

读取所有行并返回列表,若给定sizeint>0,则是设置一次读多少字节,这是为了减轻读取压力。

f.write(s)

将字符串或字节流写入文件

f.writelines(lines)

将元素全为字符串的列表写入文件

f.close()

关闭文件

f.seed(offset)

调整当前文件操作指针的位置,0-文件开头;1-文件当前位置;2-文件末尾位置

f.flush()

刷新文件内部缓冲,数据立刻写入文件

5.2 wordcloud库的使用

词云以词语为基本单位,更加直观和艺术第展示文件。

wordcloud库官网:https://amueller.github.io/word_cloud/

github地址:https://github.com/amueller/word_cloud

wordcloud下载安装

pip install wordcloud

wordcloud常规方法

w = wordcloud.WordCloud()

方法

描述

例子

w.generate(text)

向wordcloud对象w加载文本text

w.generate("Python by WordCloud")

w.to_file(filename)

将词云输出.png或.jpg图像文件

w.to_file("outfile.png")

实例

import wordcloud
w = wordcloud.WordCloud()  #设置wordcloud对象
w.generate("Python by WordCloud,is fun and powerful!") #配置对象参数并加载词云文本
w.to_file("outfile.png") #输出词云文件

执行生成图片:

程序执行过程报错:ModuleNotFoundError: No module named 'matplotlib'

解决报错:安装python画图工具第三方库matplotlib:pip install matplotlib

wordcloud工作流程

      1. 分割:以空格分割单词
      2. 统计:单词出现次数并过滤
      3. 字体:根据统计配置字号
      4. 布局:颜色环境尺寸

配置对象参数

w.wordcloud.WordCloud(<参数>)

参数

描述

例子

width

指定生成图片宽度,默认400像素

width=500

height

指定生成图片高度,默认200像素

height=300

min_font_size

指定词云字体最小字号,默认4号

min_font_size=20

max_font_size

指定词云字体最大字号,根据高度自动调节

max_font_size=40

font_step

指定词云单词步进间隔,默认1

font_step=6

font_path

指定文件字体的路径,默认None

font_path="msyh.ttc"

max_words

指定词云显示最多单词数量,默认200

max_words=5

stopwords

指定词云排除列表,即不显示的单词列表

stopwords={"python"}

mask

指定词云形状,默认长方形,修改需应用imread函数

from scripy.misc import imread mk=imread("pic.png") mask=mk

background_color

指定词云图片背景颜色,默认黑色

background_color="white"

实例1

import wordcloud
w = wordcloud.WordCloud()
text = "life is short, you need python"
w = wordcloud.WordCloud(background_color="white",width=500,height=300,
                        min_font_size=20,max_font_size=40,font_step=6,
                        max_words=5)
w.generate(text)
w.to_file("outfile2.png")

实例2

import wordcloud
import jieba
text = """
wordcloud是python非常优秀的第三方库,词云以词语为基本单位更加直观和艺术的展示文本词云图,
也叫文字云,是对文本中出现频率较高的关键词予以视觉化的展现,词云图过滤掉大量的低频低质的文本信息,
使得浏览者只要一眼扫过文本就可领略文本的主旨。基于Python的词云生成类库,好用功能强大。
在做统计分析的时候有着很好的应用。
"""
w = wordcloud.WordCloud(width=800,height=400,font_path="msyh.ttc")
w.generate(" ".join(jieba.lcut(text))) #中文需要先分词并组成空格分隔字符串
w.to_file("outfile3.png")

实例3

常规图词云

https://python123.io/resources/pye/新时代中国特色社会主义.txt

import wordcloud
import jieba
f = open("新时代中国特色社会主义","r",encoding="utf-8")
text = jieba.lcut(f.read())
text = " ".join(text)
f.close()
w = wordcloud.WordCloud(background_color='white',width=800,height=400,font_path="msyh.ttc")
w.generate(text)
w.to_file("outfile4.png")

实例4

不常规图词云:生成下图五角星形状

import wordcloud
import jieba
from scipy.misc import imread
#图片必须是白色背景色
mask = imread('five-pointed star.png')
f = open("新时代中国特色社会主义","r",encoding="utf-8")
text = jieba.lcut(f.read())
text = " ".join(text)
f.close()
w = wordcloud.WordCloud(background_color='white',width=1000,height=700,font_path="msyh.ttc",mask=mask)
w.generate(text)
w.to_file("outfile5.png")

效果