Python语言基础

Python语言开发，入门建议使用Jupyter notebook或者VS Code来试验代码示例

1、使用Python语言的能力越强，准备待分析数据集的工作就越轻松；

2、使用IPython命令行；

第一部分 Python语言基础、IPython及Jupyter notebook

1.1 Python解释器

  Python是一种解释型语言，Python解释器通过一次执行一条语句来运行程序，可以通过命令行来输入python来启动，如下：

  使用Jupyter notebook来实现执行，如下：

  在命令提示符中，如果要退出命令行，则使用exit()或者Ctrl + D

  做数据分析和科学计算的人士会使用IPython和Jupyter notebook。IPython是一个加强版的Python解释器，Jupyter notebook 是一个基于Web的代码笔记本，最初也是源于IPython项目。

1.2 IPython 基础

  如何运行IPython 命令行和Jupyter notebook 以及他们的一些核心概念，可以通过使用Python命令解释器那样，通过CMD，输入ipython命令启动IPython命令行，如下：

  Python代码：

--Python 代码
import numpy as np
data = {i : np.random.randn() for i in range(7)}
data

  输出结果：

{0: 0.21063620239545652,
 1: -0.8812621271445406,
 2: 0.3106116845240021,
 3: -2.5870356203458664,
 4: -1.8202512172281768,
 5: -1.1508322886725837,
 6: -0.14775142018275886}

  解释：

  Python的代码，通过Jupyter notebook Web端来实现，其中第二行是创建了一个名为data的变量，并引用了新建的Python字典，然后通过使用快捷键【Shift + enter】来运行这个代码，如图：

  Python的代码，通过IPython来实现，其中第二行是创建了一个名为data的变量，并引用了新建的Python字典，然后通过使用快捷键【enter】来运行这个代码，使用IPython的可读性，太差了，如图：

  很多平台上，Jupyter会自动打开你的默认网络浏览器（除非你使用了–no-browser命令）。你可以通过http地址来浏览notebook，地址是http://localhost:8888/，下面是Microsoft edge浏览器来打开：

  点击New(新建)按钮选择“Python 3”或者“conda[default]”即可新建一个笔记本，然后你应该就可以看到新建的内容。如果这是你第一次使用，请尝试点击空的代码“单元”，输入一行Python代码，然后按下Shift-Enter来执行。

  运行结果如下：

1.3 Tab补全

  从表面上看，IPython只是看起来与标准Python解释器（通过python命令启动）有一些装饰性的区别。相较于标准Python命令行，IPython的提升之一就是tab补全功能，通常该功能在IDE或者其他交互式计算分析环境中才有。当在命令行输入表达式时，按下Tab键即可为任意变量（对象、函数等）搜索命名空间，与你目前已输入的字符进行匹配：

orange_one = 35
orange_two = 70




orange_    按住Tab即可自动显示，上面的两个变量，进而选择需要的变量；

  运行结果如下图：

1.4 内省

  在一个变量名的前后使用问号（?）可以显示一些关于该对象的概要信息：

  Python 代码：

a = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]
a?

  运行结果：

Type:        list
String form: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]
Length:      11
Docstring:  
Built-in mutable sequence.

  这就是对象内省。如果对象是一个函数或实例方法且文档字符串已经写好，则文档字符串会显示出来。

第二部分 变量和简单的数据类型

2.1 简单的Python程序

  当运行简单的程序，Python都做了什么？

  打印【Hello，world！！】

print('Hello, World!!')

  输出：

Hello，world！！

  末尾的.py指出这是一个Python程序，因此编辑器将使用Python解释器来运行它。Python解释器读取整个程序，确定其中每个单词的含义。例如，看到单词print时，解释器就会将括号中的内容打印到屏幕，而不会管括号中的内容是什么。

2.2 变量

  变量：变量的主要作用，就是用来存储信息，然后在计算机程序中使用这些信息；通过给变量赋值，也将数据与一些能够描述的名字连接起来，简单说，就是给数据一个能让人理解的名字，12可以指年龄，也可以指距离，所以，需要通过这个定义，12就有了不同的含义；其中，变量的值，最终是存储在内存中。

  程序：

age = 12
print(f"小明的年龄是{age}岁。")

  输出：

小明的年龄是12岁。

  其中，age便称为变量，而值12，此时代表的是年龄，即小明今年12岁了。

2.2.1 变量的命名和使用

  在Python中，我们要遵守Python的变量命名规则，进而你所命名的变量，才能在程序中，发挥它的作用，也能使你的代码简洁便于阅读；

  命名规则：

    ①变量名只能包含字母、数字和下划线。变量名可以字母或下划线打头，但不能以数字打头；

    ②变量名不能包含空格，但可使用下划线来分隔其中的单词;

    ③不要将Python关键字和函数名用作变量名，即不要使用Python保留用于特殊用途的单词；

    ④变量名应既简短又具有描述性，比如学生姓名，student_name比s_n好；

    ⑤慎用小写字母l和o，因为他们有可能被看做是数字1和0；

2.2.2 特别注意，不要将变量名拼写错误

  在程序中，某一变量可能会被多次引用到，顾变量名不被拼错，就是程序员必须特别注意的事情；

2.2.3 变量是标签

  变量：变量的主要作用，就是用来存储信息，然后在计算机程序中使用这些信息；然对变量的定义就非常的有用，刚接触变量时，变量并不能准确地描述Python内部表示变量的方式，一种较好的定义就是，变量是可以被赋值的标签，也可以说明变量指向特定的值；

 在程序中经常使用他们，这样才能形成新的思维逻辑定势

2.3 字符串

  字符串：字符串或串(String)是由数字、字母、下划线组成的一串字符。一般记为 s=“a1a2···an”(n＞=0)。它是编程语言中表示文本的数据类型。在程序设计中，字符串（string）为符号或数值的一个连续序列，如符号串（一串字符）或二进制数字串（一串二进制数字）。

  通常以串的整体作为操作对象，如：在串中查找某个子串、求取一个子串、在串的某个位置上插入一个子串以及删除一个子串等。两个字符串相等的充要条件是：长度相等，并且各个对应位置上的字符都相等。设p、q是两个串，求q在p中首次出现的位置的运算叫做模式匹配。串的两种最基本的存储方式是顺序存储方式和链接存储方式。

  在Python中，用引号引起来的都是字符串，其中这里的引号可以是单引号也可以是双引号。

2.3.1 使用方法修改字符串的大小写

  程序：

#改变字符串的大小写
message = 'Nice to meet too you!'
print(message.title())

  输出结果：

Nice To Meet Too You!

  解释：在这个示例中，字符串’Nice to meet too you!'存储到了变量message中。在print()语句中，方法title()出现在这个变量的后面。方法是Python可对数据执行的操作。在message.title()中，message后面的句点(.)让Python对变量name执行方法title()指定的操作。每个方法后面都跟着一对括号，这是因为方法通常需要额外的信息来完成其工作。这种信息是在括号内提供的。函数title()不需要额外的信息，因此它后面的括号是空的。

  title()以首字母大写的方式显示每个单词，即将每个单词的首字母都改为大写。

  其他：还有其他几个很有用的大小写处理方法。例如，要将字符串改为全部大写或全部小写，可以像下面这样做：

#改变字符串的大小写
message = 'Nice to meet too you!'
print(message.title())

#将字符串输出为全部大写
print(message.upper())

#将字符串输出为全部小写
print(message.lower())

2.3.2 在字符串中使用变量

  程序：

#输出美观的短信形式
#下面的输出语句，可读性差，代码不美观简洁
username = 'Stock'
date = '2024年12月9日'
userArea = '云南曲靖'
weather = '晴'
print(username + '您好，今天是' + date + '您所在的' + userArea + '天气为' + weather + '!')
#使用简洁的形式进行输出，我们可以使用，个性化消息展示
#花括号里面的内容会先被求值，然后添加到字符串中的内容里，随着变量值的变化，字符串里面的内容也会随着变化，使用下面这种就可以组成一个完整的字符串，读起来就很美观，可读性就很舒服！
message = f"{username}，您好，今天是{date}您所在的{userArea}天气为{weather}!"
print(message)

  输出：

Stock您好，今天是2024年12月9日您所在的云南曲靖天气为晴!
Stock，您好，今天是2024年12月9日您所在的云南曲靖天气为晴!

  很显然，通过上面的例子，可以看出，在字符串中使用变量，能让自己的程序可读性更好，更美观；

  这种字符串称为f字符串，f是format（设置格式）的简写，因为Python通过把花括号内的变量替换为其值来设置字符串的格式。如上述【message = f"{username}，您好，今天是{date}您所在的{userArea}天气为{weather}!"】，其输出的结果为【Stock，您好，今天是2024年12月9日您所在的云南曲靖天气为晴!】，相比较而言，阅读起来就很舒服。

2.3.3 使用制表符或换行符来添加空白

  在编程中，空白泛指任何非打印字符，如空格、制表符和换行符。你可使用空白来组织输出，以使其更易读。要在字符串中添加制表符，可使用字符组合\t；要在字符串中添加换行符，可使用字符组合\n。

  制表符，程序：

print('尊敬的领导：')
print('\t欢迎来参加我的婚礼，在此，我以最衷挚热情，感谢您们的到来！！')

  输出：

尊敬的领导：
        欢迎来参加我的婚礼，在此，我以最衷挚热情，感谢您们的到来！！

  换行符，程序：

print('Program language：\nPython\nJava\nC++\nC#\nSQL')

  输出：

Program language：
Python
Java
C++
C#
SQL

2.3.4 删除空白

  在程序中，额外的空白可能令人迷惑。对程序员来说，'python’和’python '看起来几乎没什么两样，但对程序来说，它们却是两个不同的字符串。

  空白很重要，因为你经常需要比较两个字符串是否相同。

  ①Python能够找出字符串开头和末尾多余的空白。要确保字符串末尾没有空白，可使用方法rstrip()。

  ②Python能够找出字符串开头和末尾多余的空白。要确保字符串开头没有空白，可使用方法lstrip()。

  ③Python能够找出字符串开头和末尾多余的空白。要确保字符串开头和结尾都没有空白，可使用方法strip()。

  程序：

message = ' Python is biauty! '
print(message + '，它的字符串长度为：' + str(len(message)))#19
print(message.lstrip() + '，它的字符串长度为：' + str(len(message.lstrip())))#18
print(message.lstrip() + '，它的字符串长度为：' + str(len(message.rstrip())))#18
print(message.strip() + '，它的字符串长度为：' + str(len(message.strip())))#17

  输出结果：

Python is biauty! ，它的字符串长度为：19
Python is biauty! ，它的字符串长度为：18
Python is biauty! ，它的字符串长度为：18
Python is biauty!，它的字符串长度为：17

2.3.5 删除前缀

  字符串的处理任务就是删除前缀，比如有一个地址：https://cn.bing.com/，你想要删除https://，则就可以使用removefix()方法，并且括号内输入了要从原始字符串中删除的前缀。

  程序：

message = 'https://cn.bing.com/'
print(message.removeprefix('https://'))#删除前缀  cn.bing.com/
print(message.removesuffix('/'))#删除后缀         https://cn.bing.com

  输出结果：

cn.bing.com/
https://cn.bing.com

ttps://cn.bing.com/，你想要删除https://，则就可以使用removefix()方法，并且括号内输入了要从原始字符串中删除的前缀。

  程序：

message = 'https://cn.bing.com/'
print(message.removeprefix('https://'))#删除前缀  cn.bing.com/
print(message.removesuffix('/'))#删除后缀         https://cn.bing.com

  输出结果：

cn.bing.com/
https://cn.bing.com

 
  以上的内容，是本人自学Python，写的博客，如有错误，请留言哦！！！