Python 系列之一基础知识（一篇文章掌握基础知识）

Myth丶恋晨 2022-05-26 08:36 229阅读 0赞

# 概述 #

近期在学习机器学习，机器学习中一般都推荐使用python 语言。使用python 语言，在数据处理方面相对于java 等其他语言来说，更加方便易容，python 可以引入第三方的库，加以数据处理，比如处理矩阵等高等数学以及数据结构，还十分方便的进行程序数据的展示。

本文中，只是列列举了python 的简单用法和基础知识，关于进阶的内容，请参考度娘，官网（如果你english hen good）,博客等。个人因为兴趣，把python 当做强大的脚本工具来学习了。各位python 大神如果路过，请海涵。

# 学习路线 #

首先我个人整理了一个python 学习的思维导图。这个思维导图，可能有考虑不全的地方，但是是根据java 中有的一些内容进行整理的。具体如下：

![70][]

至于kNN.py 这个示例文件：具体内容如下：

从这个文件中可以看到的内容有：注释，变量定义，数据类型，循环，判断，函数，包管理，集合，第三方库，文件操作等。

'''
    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

# 具体内容： #

OK, 有了思维导图，那么我们接下来就是具体的学习了。至于python 的安装，度娘去吧，安装软件这些都不是事，哈哈

## python注释： ##

注释可以分为单行注释和多行注释。

首先我们来看一下单行注释：

\# 这是一行注释

print("Hello, World!")

然后是多行注释，可以有两种方式，一种是单引号的方式，一种是双引号的方式

#!/usr/bin/python3 
    '''
    这是多行注释，用三个单引号
    这是多行注释，用三个单引号 
    这是多行注释，用三个单引号
    '''

#!/usr/bin/python3 
    """
    这是多行注释，用三个双引号
    这是多行注释，用三个双引号 
    这是多行注释，用三个双引号
    """

## 变量定义 ##

注释看完之后，我们来看一下具体变量的定义，即变量标识符改怎么定义。

按照java 的理解，一把全部小写字母和大写字母来定义准没错。但是我们还是看一下语法。

标识符语法规则：

第一个字符必须是字母表中字母或者下划线\_ (一般不用下划线，感觉)

标识符的其他部分由字母、数字、和下划线组成。

标识符对字母大小写敏感。

另外还要注意的是python 保留字，主要有如下：

>>> import keyword  
>>> keyword.kwlist

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

## 源文件语法格式 ##

python 代码主要采取缩进的格式，缩进一定要严格对齐：

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

如果缩进不对齐，会包语法错误，例子如下：

if True:
        print ("Answer")
        print ("True")
    else:
        print ("Answer")
      print ("False")    # 缩进不一致，会导致运行错误

如果一行语句需要分成多行来写，一般用反斜杠来进行分行：

total = item_one + \
            item_two + \
            item_three

如果是\[\],\{\},() 中的内容，则不需要反斜杠，如下：

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

## 输入输出 ##

此处，先用到简单的print()，来输出，其他的格式化输出，以及用表达式进行输出，后面在作分析。

直接上代码：

>>> 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 
    >>>

格式化输出， 类似print("the x is %d, the y is %s " % (x, y)

具体其他格式：大致如下：

转换类型          含义

d,i                 带符号的十进制整数  
o                   不带符号的八进制  
u                   不带符号的十进制  
x                    不带符号的十六进制（小写）  
X                   不带符号的十六进制（大写）  
e                   科学计数法表示的浮点数（小写）  
E                   科学计数法表示的浮点数（大写）  
f,F                 十进制浮点数  
g                   如果指数大于-4或者小于精度值则和e相同，其他情况和f相同  
G                  如果指数大于-4或者小于精度值则和E相同，其他情况和F相同  
C                  单字符（接受整数或者单字符字符串）  
r                    字符串（使用repr转换任意python对象)

s                   字符串（使用str转换任意python对象）

## 数据类型 ##

在python 中，大致可以分为5类数据类型

Number （数字）

String (字符串)

List(列表)

Tuple(元组)

Dictionary(字典)

列表，元组，字典属于集合类型。

注意python 中没有java 中的数组的概念。

### 首先我们来看一下数字 ###

>>> var1 = 1
    >>> var2 = 2
    >>> var3 = 3   # var1, var2, var3 都是整型
    >>> var1
    1
    >>> var2
    2
    >>> del var3   # 删除var3 这个引用
    >>> 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    ## 复数
    >>> var4
    (5+6j)
    >>>

整体上看，python 的数字类型分为整型int,长整型long， 浮点型float,  复数complex( x＋yj, x 和y 都是实数)

### String 类型 ###

字符串有数字字母下滑线等特殊字符组成：

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

可以从-1开始取值，也可以从0开始取值

>>> x='awlalla@@##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
    >>>

注意长度不可以超过字符串长度

### 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]       #第一个值
    'apple'
    >>> list[0:0]   #从0号元素开始，取到第0号元素，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]     # 从开始取到3，不包含3
    ['apple', 'jack', 12]
    >>> list[:]    # 取所有元素
    ['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j)]
    >>> list[0:]          # 从开始取到最后
    ['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j)]
    >>> list*2             # 元素复制一遍，依次往后面添加
    ['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j), 'apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j)]
    >>> list + otherlist   # 两个列表相加，
    ['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j), 12, 13]
    >>> list.append(otherlist)   # 把otherlist 作为一个元素，添加到list 中
    >>> list
    ['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j), [12, 13]]
    >>> list.extend(otherlist)  # 两个列表相加
    >>> list
    ['apple', 'jack', 12, 12.5, (12-5j), [12, 13], 12, 13]
    >>>

### 元组 ###

关于元组的操作，与列表类似，内嵌min,max comp，len 等函数

>>> 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 ###

字典类似于java 中的Map ：

下面我们来直接看例子。

>>> dict = {"a" : 1, "b" : "b", 1 : 2}
    >>> dict[1]  #寻找元素
    2
    >>> dict[2.3] = 2  # 添加元素
    >>> dict
    {'a': 1, 1: 2, 'b': 'b', 2.3: 2}
    >>>

## 条件判断，循环 ##

## 1，条件判断 ##

语法：（通常需要注意的点主要有 if 条件后面的冒号容易忘记：）

if condition1:  
    true1\_expressions  
elif condition2:  
    true2\_expressions  
elif condtion3:  
    true3\_expressions  
elif ...  
    ...  
else:  
    else\_expressions

### 2，for 循环 ###

直接上例子：

for letter in 'Python':     # 第一个实例
       print '当前字母 :', letter
     
    fruits = ['banana', 'apple',  'mango']
    for fruit in fruits:        # 第二个实例
       print '当前水果 :', fruit
       
    fruits = ['banana', 'apple',  'mango']
    for index in range(len(fruits)):
       print '当前水果 :', fruits[index]

### 3，while 循环： ###

count = 0
    while (count < 3):
        print('重复一遍')
        count = count + 1

## 方法定义： ##

来两个基本款例子：

func(name,arg1,arg2)

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

## 包管理： ##

大致可以参考如下，python 中，包和模块可以认为是同一个概念，但是具体应该还是有些差别的，暂时没有深究。

##     ##

## 文件读取 ##

在机器学习中，文件读取时经常用到的内容，下面我们来看一下python 中的文件读取。

1，文件对象的获取。

python 中文件对象的获取，用open(fileName) 来得到一个file 对象。

open(filename, mode)

其中mod 读写文件的模式如下

2，简单的写文件：

f=open("/home/demo.txt", "w")  会覆盖原来的内容

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

f.close()

注意如果/home 目录不存在，则会报错。否则，不管demo.txt 是否存在，都不会报错。

3，简单的文件读取：

f=open("/home/demo.txt", "w")  会覆盖原来的内容

f.readlines()

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

##  ##

## 集合操作 ##

即关于元组，List，字典的操作，大致已经在数据类型模块下有提及过。

## 类定义 ##

直接上python代码，看例子：

##  ##

class people:
        #定义基本属性
        name = ''
        age = 0
        #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
        __weight = 0
        #定义构造方法
        def __init__(self,n,a,w):
            self.name = n
            self.age = a
            self.__weight = w
        def speak(self):
            print("%s 说: 我 %d 岁。" %(self.name,self.age))
    
    # 实例化类
    p = people('runoob',10,30)
    p.speak()

至于高阶的函数式编程，以及第三方库的使用，

本小白也不是弄的很清楚，函数式编程，在我个人的理解，每次调用一个函数，返回的都是一个对象，这样就可以连续调用函数，类似这样子。希望各位，如果有好的理解，可以在评论区留言，谢谢各位。

第三方库的使用，想数学库，画图用的库，python 爬虫框架等内容，算是基础之上的一个封装。需要用到的时候，具体查询即可。

可以说，看到这里，加上动手试一下。整个python 算是入门了吧，之后的工作就是多用了，可以实现常见的排序算法、实现常见的数据结构来进行练习，希望大家一同共同成长。

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