零基础上手Python数据分析 (2)：Python核心语法快速入门

写在前面

场景：每周销售数据报表整理

• 任务描述： 你需要每周从多个Excel文件中汇总销售数据，计算各项指标（销售额、订单量、客单价等），并生成周报。
• Excel操作痛点：
  • 文件太多，手动打开复制粘贴，效率低下，容易出错。 多个Excel文件，每个都要打开、筛选、复制数据，重复劳动，耗时费力。
  • 公式复杂，容易出错，维护困难。 为了计算各种指标，Excel公式写得又长又复杂，一旦数据格式变动，公式就容易出错，排查和维护非常麻烦。
  • 数据量稍大，Excel卡顿，操作缓慢。 当数据量稍大时，Excel 运行速度明显变慢，操作卡顿，等待时间长，效率更低。
  • 流程固定，缺乏灵活性，无法自动化。 每周重复相同操作，流程固定，想要自动化处理，Excel 脚本 (VBA) 学习成本高，且不够灵活。

想象一下，如果使用 Python，情况会是怎样？

• Python 代码高效处理：
  • 几行代码搞定文件读取和数据合并。 使用 Python 的 Pandas 库，几行代码就能批量读取多个 Excel 文件，并将数据快速合并成一个 DataFrame (类似 Excel 表格的数据结构)。
  • 简洁代码完成指标计算，清晰易懂，不易出错。 Pandas 提供了强大的数据处理和计算功能，可以用简洁、易懂的代码完成各种指标的计算，代码逻辑清晰，不易出错，方便维护。
  • Python 处理海量数据，速度快，效率高。 Pandas 底层使用高性能的 C 语言库，处理大量数据速度非常快，远超 Excel 的性能。
  • Python 脚本一键运行，实现自动化，解放重复劳动。 编写好的 Python 脚本可以一键运行，自动完成数据整理、计算和报表生成，彻底解放每周重复的手工劳动。

这看似“魔法”般的操作，其基础正是我们今天要学习的 Python 核心语法！ 掌握 Python 的基本数据类型、运算符、变量和输入输出，你就能迈出用 Python 高效处理数据的第一步，告别 Excel 的繁琐操作，让数据分析工作事半功倍。

🔢 一、Python 的基本数据类型：数据的不同形态

Python 是一种 动态类型 的编程语言，这意味着你不需要显式声明变量的数据类型，Python 会根据你赋给变量的值自动推断数据类型。 Python 内置了多种常用的数据类型，我们先来学习最常用的几种：

1. 数值类型 (Numeric Types)

数值类型用于表示数字，Python 中主要的数值类型包括：

• 整型 (int)： 用于表示整数，例如：10, -5, 0, 999999。 Python 的整型可以表示任意大小的整数，没有大小限制。

  age = 30
  temperature = -5
  count = 10000
  

• 浮点型 (float)： 用于表示带有小数点的数字，例如：3.14, -2.5, 0.0, 1.23e5 (科学计数法)。

  price = 99.99
  pi = 3.1415926
  rate = 0.05
  

• 复数型 (complex)： 用于表示复数，由实部和虚部组成，例如：3+4j, -1-2j。 虚部以 j 或 J 结尾。 复数类型在科学计算和工程领域中较为常用，数据分析中相对较少使用，初学者可以先了解即可。

  z = 3 + 4j
  print(z.real)  # 输出实部：3.0
  print(z.imag)  # 输出虚部：4.0
  

2. 字符串类型 (Text Type: str)

字符串类型用于表示文本信息，用 单引号 ' ' 或 双引号 " " 包裹起来。 例如：'hello', "Python", '数据分析', "123"。

name = 'Alice'
message = "Welcome to Python!"
address = '北京市朝阳区'
phone_number = "13812345678"

字符串的特点：

• 不可变性 (Immutable)： 字符串一旦创建，其内容就不能被修改。 任何对字符串的操作，例如拼接、切片等，都会返回一个新的字符串，而不会修改原始字符串。

• 可以使用单引号或双引号： 单引号和双引号在 Python 中都可以用来表示字符串，通常情况下可以互换使用。 但如果字符串本身包含单引号或双引号，则需要使用另一种引号来包裹，或者使用转义字符 \。

  string1 = 'This is a string with "double quotes".'  # 字符串中包含双引号，用单引号包裹
  string2 = "This is a string with 'single quotes'."  # 字符串中包含单引号，用双引号包裹
  string3 = 'It\'s a beautiful day.'  # 字符串中包含单引号，使用转义字符 \'
  string4 = "He said, \"Hello!\""  # 字符串中包含双引号，使用转义字符 \"
  

3. 布尔类型 (Boolean Type: bool)

布尔类型用于表示真或假，只有两个值：True (真) 和 False (假)。 布尔类型通常用于逻辑判断和条件控制。

is_adult = True
is_raining = False
result = 10 > 5  # result 的值为 True

布尔类型的特点：

• 逻辑值： True 和 False 是 Python 中的布尔值，注意首字母大写。

• 用于条件判断： 布尔类型常用于条件语句 (例如 if 语句) 和循环语句 (例如 while 语句) 中