Python 系列之一基礎知識（一篇文章掌握基礎知識）

阿新 • • 發佈：2019-01-26

概述

近期在學習機器學習，機器學習中一般都推薦使用python 語言。使用python 語言，在資料處理方面相對於java 等其他語言來說，更加方便易容，python 可以引入第三方的庫，加以資料處理，比如處理矩陣等高等數學以及資料結構，還十分方便的進行程式資料的展示。

本文中，只是列列舉了python 的簡單用法和基礎知識，關於進階的內容，請參考度娘，官網（如果你english hen good）,部落格等。個人因為興趣，把python 當做強大的指令碼工具來學習了。各位python 大神如果路過，請海涵。

學習路線

首先我個人整理了一個python 學習的思維導圖。這個思維導圖，可能有考慮不全的地方，但是是根據java 中有的一些內容進行整理的。具體如下：

至於kNN.py 這個示例檔案：具體內容如下：

從這個檔案中可以看到的內容有：註釋，變數定義，資料型別，迴圈，判斷，函式，包管理，集合，第三方庫，檔案操作等。

'''
Created on Sep 16, 2010
kNN: k Nearest Neighbors

Input:      inX: vector to compare to existing dataset (1xN)
            dataSet: size m data set of known vectors (NxM)
            labels: data set labels (1xM vector)
            k: number of neighbors to use for comparison (should be an odd number)
            
Output:     the most popular class label

@author: pbharrin
'''
from numpy import *
import operator
from os import listdir

def createDataSet():
    group = array([[1.0,1.1],[1.0,1.0],[0,0],[0,0.1]])
    labels = ['A','A','B','B']
    return group, labels

def file2matrix(filename):
    fr = open(filename)
    numberOfLines = len(fr.readlines())         #get the number of lines in the file
    returnMat = zeros((numberOfLines,3))        #prepare matrix to return
    classLabelVector = []                       #prepare labels return   
    fr = open(filename)
    index = 0
    for line in fr.readlines():
        line = line.strip()
        listFromLine = line.split('\t')
        returnMat[index,:] = listFromLine[0:3]
        classLabelVector.append(int(listFromLine[-1]))
        index += 1
    return returnMat,classLabelVector

具體內容：

OK, 有了思維導圖，那麼我們接下來就是具體的學習了。至於python 的安裝，度娘去吧，安裝軟體這些都不是事，哈哈

python註釋：

註釋可以分為單行註釋和多行註釋。

首先我們來看一下單行註釋：

# 這是一行註釋

print("Hello, World!")

然後是多行註釋，可以有兩種方式，一種是單引號的方式，一種是雙引號的方式

#!/usr/bin/python3 '''
這是多行註釋，用三個單引號
這是多行註釋，用三個單引號 
這是多行註釋，用三個單引號
'''

#!/usr/bin/python3 """
這是多行註釋，用三個雙引號
這是多行註釋，用三個雙引號 
這是多行註釋，用三個雙引號
"""

變數定義

註釋看完之後，我們來看一下具體變數的定義，即變數識別符號改怎麼定義。

按照java 的理解，一把全部小寫字母和大寫字母來定義準沒錯。但是我們還是看一下語法。

識別符號語法規則：

第一個字元必須是字母表中字母或者下劃線_ (一般不用下劃線，感覺)

識別符號的其他部分由字母、數字、和下劃線組成。

識別符號對字母大小寫敏感。

另外還要注意的是python 保留字，主要有如下：

>>> import keyword
>>> keyword.kwlist

['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

原始檔語法格式

python 程式碼主要採取縮排的格式，縮排一定要嚴格對齊：

ifTrue:print("True")else:print("False")

如果縮排不對齊，會包語法錯誤，例子如下：

ifTrue:print("Answer")print("True")else:print("Answer")print("False")# 縮排不一致，會導致執行錯誤

如果一行語句需要分成多行來寫，一般用反斜槓來進行分行：

total = item_one + \
        item_two + \
        item_three

如果是[],{},() 中的內容，則不需要反斜槓，如下：

total =['item_one','item_two','item_three','item_four','item_five']

輸入輸出

此處，先用到簡單的print()，來輸出，其他的格式化輸出，以及用表示式進行輸出，後面在作分析。

直接上程式碼：

>>> print 'HelloWorld'
HelloWorld
>>> print 'hello','world'
hello world
>>> print 1000
1000
>>> print 100 + 3000
3100
>>> print(1)
1
>>> print('1', '2')
('1', '2')
>>> print('1', '2', '3')
('1', '2', '3')
>>> x = 1
>>> print(x)
1
>>> x = 7 
>>> y = '7'
>>> print("the x is %d, the y is %s " % (x, y))
the x is 7, the y is 7 
>>>

格式化輸出，類似print("the x is %d, the y is %s " % (x, y)

具體其他格式：大致如下：

轉換型別含義

d,i 帶符號的十進位制整數
o 不帶符號的八進位制
u 不帶符號的十進位制
x 不帶符號的十六進位制（小寫）
X 不帶符號的十六進位制（大寫）
e 科學計數法表示的浮點數（小寫）
E 科學計數法表示的浮點數（大寫）
f,F 十進位制浮點數
g 如果指數大於-4或者小於精度值則和e相同，其他情況和f相同
G 如果指數大於-4或者小於精度值則和E相同，其他情況和F相同
C 單字元（接受整數或者單字元字串）
r 字串（使用repr轉換任意python物件)

s 字串（使用str轉換任意python物件）

資料型別

在python 中，大致可以分為5類資料型別

Number （數字）

String (字串)

List(列表)

Tuple(元組)

Dictionary(字典)

列表，元組，字典屬於集合型別。

注意python 中沒有java 中的陣列的概念。

首先我們來看一下數字

>>> var1 = 1
>>> var2 = 2
>>> var3 = 3   # var1, var2, var3 都是整型
>>> var1
1
>>> var2
2
>>> del var3   # 刪除var3 這個引用
>>> var3
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'var3' is not defined
>>> var3 = 1.2   # float 
>>> var3
1.2
>>> var3 = 1.20123 ## float
>>> var3  
1.20123
>>> var4=5+6j    ## 複數
>>> var4
(5+6j)
>>>

整體上看，python 的數字型別分為整型int,長整型long，浮點型float, 複數complex(x＋yj, x 和y 都是實數)

String 型別

字串有數字字母下滑線等特殊字元組成：

>>> x='[email protected]@##ad;a[a]a'
>>> x
'[email protected]@##ad;a[a]a'
>>> x='草泥馬'
>>> x
'\xe8\x8d\x89\xe6\xb3\xa5\xe9\xa9\xac'
>>>

可以從-1開始取值，也可以從0開始取值

>>> x='[email protected]@##ad;a[a]a'
>>> x[1]
'w'
>>> x[0]
'a'
>>> x[-1]
'a'
>>> 
>>> x[-2]
']'
>>> x[-3]
'a'
>>> x[-100]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: string index out of range
>>> x[100]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: string index out of range
>>>

注意長度不可以超過字串長度

列表（List)

>> list = ['apple', 'jack', 12, 12.5, 12 - 5j]    #列表1
>>> list
['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j)]              # 列表2
>>> otherlist=[12, 13]
>>> list
['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j)]
>>> list[0]       #第一個值
'apple'
>>> list[0:0]   #從0號元素開始，取到第0號元素，不包含0
[]
>>> list[0:1]   # 取0到1的元素，不包含1
['apple']
>>> list[0:2]   # 0到2的元素，不包含2
['apple', 'jack']
>>> list[1:3]   # 1到3的元素，不包含3
['jack', 12]
>>> list[:3]     # 從開始取到3，不包含3
['apple', 'jack', 12]
>>> list[:]    # 取所有元素
['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j)]
>>> list[0:]          # 從開始取到最後
['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j)]
>>> list*2             # 元素複製一遍，依次往後面新增
['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j), 'apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j)]
>>> list + otherlist   # 兩個列表相加，
['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j), 12, 13]
>>> list.append(otherlist)   # 把otherlist 作為一個元素，新增到list 中
>>> list
['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j), [12, 13]]
>>> list.extend(otherlist)  # 兩個列表相加
>>> list
['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j), [12, 13], 12, 13]
>>>

元組

關於元組的操作，與列表類似，內嵌min,max comp，len 等函式

>>> tup1=(1,1,'234','dlaldlal', ';d;ad;a')
>>> tup1
(1, 1, '234', 'dlaldlal', ';d;ad;a')
>>> tup1(1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object is not callable
>>> tup1[1]
1
>>> tup1[0]
1
>>> tup1[0:]
(1, 1, '234', 'dlaldlal', ';d;ad;a')
>>> tup1[2:]
('234', 'dlaldlal', ';d;ad;a')
>>> tup1[1:]
(1, '234', 'dlaldlal', ';d;ad;a')
>>> tup1[1:3]
(1, '234')
>>> tup2=(1,2)
>>> tup1 + tup2
(1, 1, '234', 'dlaldlal', ';d;ad;a', 1, 2)
>>>

字典

字典類似於java 中的Map ：

下面我們來直接看例子。

>>> dict = {"a" : 1, "b" : "b", 1 : 2}
>>> dict[1]  #尋找元素
2
>>> dict[2.3] = 2  # 新增元素
>>> dict
{'a': 1, 1: 2, 'b': 'b', 2.3: 2}
>>>

條件判斷，迴圈

1，條件判斷

語法：（通常需要注意的點主要有 if 條件後面的冒號容易忘記：）

if condition1:
true1_expressions
elif condition2:
true2_expressions
elif condtion3:
true3_expressions
elif ...
...
else:
else_expressions

2，for 迴圈

直接上例子：

for letter in 'Python':     # 第一個例項
   print '當前字母 :', letter
 
fruits = ['banana', 'apple',  'mango']
for fruit in fruits:        # 第二個例項
   print '當前水果 :', fruit
   
fruits = ['banana', 'apple',  'mango']
for index in range(len(fruits)):
   print '當前水果 :', fruits[index]

3，while 迴圈：

count = 0
while (count < 3):
    print('重複一遍')
    count = count + 1

方法定義：

來兩個基本款例子：

func(name,arg1,arg2)

func(name,key1=value1,key1=value2)

包管理：

大致可以參考如下，python 中，包和模組可以認為是同一個概念，但是具體應該還是有些差別的，暫時沒有深究。

檔案讀取

在機器學習中，檔案讀取時經常用到的內容，下面我們來看一下python 中的檔案讀取。

1，檔案物件的獲取。

python 中檔案物件的獲取，用open(fileName) 來得到一個file 物件。

open(filename, mode)

其中mod 讀寫檔案的模式如下

2，簡單的寫檔案：

f=open("/home/demo.txt", "w") 會覆蓋原來的內容

f.write("hello.world...\n")

f.close()

注意如果/home 目錄不存在，則會報錯。否則，不管demo.txt 是否存在，都不會報錯。

3，簡單的檔案讀取：

f=open("/home/demo.txt", "w") 會覆蓋原來的內容

f.readlines()

['hello,world!!!hello,worldcat demo.txt !\n', 'hello,worldcat demo.txt !\n']

集合操作

即關於元組，List，字典的操作，大致已經在資料型別模組下有提及過。

類定義

直接上python程式碼，看例子：

class people:
    #定義基本屬性
    name = ''
    age = 0
    #定義私有屬性,私有屬性在類外部無法直接進行訪問
    __weight = 0
    #定義構造方法
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s 說: 我 %d 歲。" %(self.name,self.age))

# 例項化類
p = people('runoob',10,30)
p.speak()

至於高階的函數語言程式設計，以及第三方庫的使用，本小白也不是弄的很清楚，函數語言程式設計，在我個人的理解，每次呼叫一個函式，返回的都是一個物件，這樣就可以連續呼叫函式，類似這樣子。希望各位，如果有好的理解，可以在評論區留言，謝謝各位。

第三方庫的使用，想數學庫，畫圖用的庫，python 爬蟲框架等內容，算是基礎之上的一個封裝。需要用到的時候，具體查詢即可。

可以說，看到這裡，加上動手試一下。整個python 算是入門了吧，之後的工作就是多用了，可以實現常見的排序演算法、實現常見的資料結構來進行練習，希望大家一同共同成長。