一 前言

1 why python?

Python是数据科学界的主流编程语言，相对于传统的Excel等数据处理工具，Python具备处理海量数据的能力，并且可以执行机器学习算法。从数据获取（网络爬虫等工具）、数据清理到数据分析拟合再到最终的可视化呈现，Python都能胜任。

相比C、C++、Fortran等编译语言，Python作为动态解释语言，可以像Matlab等科学计算工具一样“写一行，跑一行”——更加用户友好，也更适于新手入门。在日渐繁荣的机器学习、人工智能领域更是独当一面，这是Python近年来热度稳步攀升甚至在有的统计中高居榜首的原因，也是本站选择Python作为主要编程语言的原因。

2 python能做啥

• 嵌入式开发；
• 游戏开发；
• Web开发；
• 运维监控；
• 网页爬虫；
• 数据可视化；
• 数据分析与挖掘；
• 机器学习；

3 python的特点

• 面向对象

• 动态、解释性语言

• 支持库和框架多而广泛

• 跨平台

• 开源（源码获得）

• 简单、强大

• 社区活跃

• 人生苦短，我用python

• Life is short, you need Python!

4 python的安装以及用pip管理包

python -m pip install --upgrade pip
python的第一个代码，helloworld

二 变量（Variable）

1 变量（Variable）和运算符

在实际应用当中，很多数值将反复出现，比如圆周率π，或者自然常数e

（常量也是一种变量），如果不想每次都重复输入十几位小数的话，最好预先定义为变量，更不用说那些需要频繁变动的参数。

Python中定义变量非常简单，只需要起好名字，用等号赋值。

除下划线_以外的特殊符号如+,-不能用于命名变量。
Python中已有的关键字如for,if,import也不能直接用作变量名。
当然只要不是完全匹配的，像forif,for_if还是可以的，只是一般不推荐。

a = 1
a = "xiaoming"
a = True
print(a)
type(a)

我们不一样，每个人都有不同的鲸鱼。——《我们不一样》

人和人不一样，值和值也不一样，首先是类型不一样。
经过之前的实践，我们已经得到了"Hello, world!"这句话，和1这个数，一个是字符串(str)一个是整数(int)。
Python中不需要预先定义所有的变量数据类型，解释器会自己根据内容去推测。
如果想知道某个变量的类型，可以使用type()这个函数。

2 字符串（string）

字符型常量是以单引号、双引号或三重引号引起来的对象
引号内不能直接包含相同的引号
对于单双混合问题，可找三引号，而且其还可以写入多行字符串；
通过转义()的方法完成特殊字符串的输入；

nameStr = '马云'
moneyStr = '有钱'
#字符串合并
print('用+将字符串合并：', nameStr + moneyStr)

mo = "苟利国家生死以， 岂因祸福避趋之"
#len(mo)##求字符串长度
#mo[0:7] ##对字符串切片
mot = "苟利\t国家生死以，\n岂因祸福避趋之" ##转义字符
print(mo[3])

3 数值（number）

Python支持3种数值类型：

int ：整数比如1024。
float ：俗称“带小数点的”，比如19.26。
complex ：复数比如8 + 17j

Python支持常见的数值计算，总结如下：
符号 含义 例子 结果

• 加法 42 + 1 43

• 减法 42 - 0.5 41.5

• 乘法 1234 * 2 2468
• / 浮点除法 1 / 2 0.5
• // 整型除法 1 // 2 0
• ** 指数 8 ** 2 64
• % 余数 20 % 3 2
  当多个运算符同时存在时，解释器会按照一定的优先级次序执行。
• 运算符 描述
• () 括号
• f(args...) 函数调用
• x[index:index] 列表切片
• x[index] 列表取值
• x.attribute 对象属性
• ** 指数
• ~x 按位取非(NOT)
• +x, -x 正值，负值
• *, /, % 乘除，余数
• +, - 加法，减法
• <<, >> 位移
• & 按位取与(AND)
• ^ 按位取亦或(XOR)
• in, not in, is, is not, <, <=, >, >=, <>, !=, == 比较与从属关系
• not x 布尔值 非
• and 布尔值 与
• or 布尔值 或
• lambda lambda表达式

##增强型赋值运算
n1 = 1
n1 = n1 + 1
n1 += 1
n1

##但是不支持X++这种写法

4 布尔值（bool）

• 至此我们已经写了很多Python语句，其中最多的是赋值语句。
• 语句是为了产生效果，比如count = 1就是把变量count的值变成了1。
• 但是语句本身只是一个动作，并没有相应的值存在。
• 另一种代码单元则相反，其本身不产生效果，但是却像变量一样具有值，这就是表达式。

var1 = "丁"
var2 = "卯"

var1 == var2

比较
in, not in, is, is not, <, <=, >, >=, <>, !=, == 比较与从属关系

逻辑运算
not x 布尔值 非
and 布尔值 与
or 布尔值 或

t, f = True, False

print("t and f = ", t and f) 
print("t or f = ", t or f)  
print("not t = ", not t)   
print("t != f = ", t != f)  

至此我们已经见过了Python编程当中最常用的几种变量类型，在应用中经常需要来回转换一个变量的类型，比如做网络爬虫指定目标URL的后缀，可能是关于页数的"?page=8"。
当我们要通过循环翻页的时候，就会迭代生成递增的数字，但是这些数字必须要转换成字符串才能拼接到URL当中，因为爬虫函数只识别字符串。

虽然看起来长得一样，但是变量的类型决定了它们能够参与哪些运算，整数和字符串的+含义就完全不同。
如果变量类型不匹配，还会造成很多函数、方法不能正常运行，这是实践中需要特别注意的。

isinstance(233,int)#查看变量是否是猜测类型insinstance(变量，猜测类型)
#input() # 输入所得到的是字符串

# 类型转换
int()   # 转换类型为整形
float() # 转换类型为浮点型
complex()   # 复数型
bool()  # 布尔型

#a = input()
b = 1

##print(a + b)
print(int(a) + b)

#编写求圆面积的程序
#编写一个求圆柱体积的程序
import math
r = input()
r = float(r)
s = math.pi * r * r
print(s)

三 数据容器

1 列表

列表中的元素通过逗号(,)分隔，由方括号([])包含，比如一串数字或者一系列字符。

l1 = [1,1,2,3,5,8]
l2 = ["金坷垃","圣地亚哥","威廉伯爵","流失","蒸发"]
l = ["字符串", 114514, ["列表也可以作为元素"]]

#丹妮莉丝·塔格利安的头衔很长，请帮她把这些头衔存到一个列表titles当中，每个元素对应一个荣誉称号。
#用len()函数获取头衔列表的元素个数，并赋值给变量num_titles。
# 安达尔人、洛伊拿人和先民的女王
# 七国女王、全境守护
# 大草海的卡丽熙
# 龙石岛公主
# 碎镣者
# 不焚者
# 龙之母

ll = [1, 1, 2, 3, 5, 8]

ll[2:5]  

创建列表是为了在程序中使用，多数情况下我们需要的是列表中的某个元素而非整个集合，而指向某个特定元素就是通过索引（index）。

列表中的元素是有序的，第一个元素的索引为0，第二个索引为1，依次类推。

获取某个元素的方法是：在列表对象后面紧跟方括号（[]），方括号内写有该元素的索引值。元素的索引可以是负数，此时表示倒序排列，如[-1]对应最后一个元素。

如果 [] 只有一个索引值，就会直接访问索引对应的元素，可以认为是切割的一个特例。
若未提供 start，则相当于 start = 0。
若未提供 end，或 end 大于列表长度，则相当于 end 指向列表末尾。
若 start >= end，list[start:end] 将返回空列表

l5 = [[1,1,1],[2,2,2,],[3,3,3]]
##取出列表里的列表
l5[1][1]

##列表的运算
#与字符串相似，+ 对于列表是拼接操作，* 是复制列表内的元素，依次构成新列表。
l1 = [1, 2, 3, 4]
l2 = ["Pa", "Pa", "Pa"]

# 列表加法
l1 + l2


# 列表乘法
l2 * 3 

• append方法  每次只能在列表末尾增加一个元素
• insert方法  每次可以在列表的指定位置增加一个元素
• extend方法  每次可以在列表的末尾增加多个元素 ，等同于”+”连接
• pop方法  每次默认删除最后一个元素，还可通过索引的方式删除指定的一个元素
• remove方法  每次可删除列表中指定的一个实际值
• clear方法  清空列表中的元素
• sort方法  默认升序，但需要注意的是，列表中的元素必须为同一种数据类型
• reverse方法  列表元素颠倒
• index方法  返回指定元素第一次出现的位置
• count方法  统计列表中某个元素的次数
• copy方法  复制列表，与[:]一样的效果

##字符串可以转换为列表

str = "1颗赛艇, 3件小事, 5可奉告"

l1 = list(str)
print(l1.count(","))

#列表推导式
l1 = [ x for x in range(10) ]



l2 = [ x + 1 for x in range(10) ]



l3 = [ 2*x for x in range(10)  ]
l3

列表b = [23,45,22,44,25,66,78]
用列表解析完成下面习题：
1)生成所有奇数组成的列表
2)输出结果: [25, 47, 24, 46, 27, 68, 80]

2 元组

元组和列表非常接近，但是元组一旦创建，就再不能添加、删除或修改其中的元素了。元组是不可更改的，这一点与字符串性质相同。

# 创建空元组
t1 = ()

# 直接创建元组
t2 = (1, 2, 3, 4)

# 从数组创建
t3 = tuple([1, 2, 3, 4])     # (1, 2, 3, 4)

# 从字符串创建
t4 = tuple("谈笑风生")        # ('谈', '笑', '风', '生')

#元组的真正关键字其实不是括号(())，而是逗号(,)。
t4 = ('谈', '笑', '风', '生')    # 有括号

t5 = '谈', '笑', '风', '生'      # 没括号

#元组不可变，但元组内列表里的元素可变
tu = (1, 2, 3, 4,[3, 7, 8, 9])
print(tu)
tu[4][3] = 2333
print(tu)

3 字典

Python中的字典是由“键”，“值”对构成，在创建字典时需要注意的是：

• 键必须是唯一并hashable的(如果键值是字符串，必须加引号)；
• 键与值之间用冒号隔开；
• 多个键值对之间用逗号隔开；
• 一个键对应多个值可存放在列表中；
• 使用花括号把键值括起来；

emp_dict = {}


heros = {
         "batman":"Bruce Wayne",
         "superman":"Clark Kent"
}
heros["batman"]
#访问字典中的元素须通过键。
#如果该键不存在的话，解释器会返回KeyError。


#heros["wonderwoman"] = "Diana Prince"
#del heros["superman"]

dict1 = {'name':'Sim'}
dict2 = {'name':'Sim','gender':'Male','age':27,'address':'Jiangsu'}
dict3 = {'name':'Sim','score':[67,90,72]}
dict4 = {'name':['Sim','BaiSheng'],'score':[84,87]}
dict5 = {'name':{'fstname':'Liu','lstname':'Sim'},'job':['teacher','data miner']}
dict2['address']
dict4['name'][1]
dict5['name']['fstname']
print(dict2['name'],"'s age is" ,dict2['age'],"!")
print("%s's age is %d!" %(dict2['name'],dict2['age']))

• clear  清空字典
• copy  复制字典
• get  返回指定键的值，但查不到时不会报错，返回None！
• items  列表的形式返回可遍历的(键, 值) 元组数组
• keys  列表的形式返回字典的键
• values  以列表的方式，返回字典的值
  在字典中作为“键”的，必须是不可更改的数据类型。所以字符串、数值可以作为键，而列表和字典都不行。“值”可以是任何数据类型。

用字典的方式完成下面一个小型的学生管理系统。

1. 学生有下面几个属性：姓名，年龄，考试分数包括：语文，数学，英语得分。

"""
比如定义2个同学：
姓名：李明，年龄25，考试分数：语文80，数学75，英语85
姓名：张强，年龄23，考试分数：语文75，数学82，英语78
"""

2. 给学生添加一门python课程成绩，李明60分，张强：80分

3)把张强的数学成绩由82分改成89分

4)删除李明的年龄数据

5)对张强同学的课程分数按照从低到高排序输出。

student = {'lm':{'name':'liming',
                 'age':25,
    'score':{'yw':75}},
'zq':{'name':'zhangqiang',
  'age':23,
  'score':[75,82,78]}}
student['lm']['score']['python']=60
student['zq']['score'].append(80)
student['zq']['score'][1] = 89
student['lm'].pop('age')
student['zq']['score'].sort()