Python基础核心概念

1 变量和简单数据类型

变量命名格式：变量名 = “赋值”

1.1 变量使用规范

使用变量时，需要遵守一些规则。违反这些规则将引发错误。

~变量名只能包含数字、字母、下划线。变量名不能以数字开头以及不能包含空格。

~变量名不能将Python保留字和函数名作为变量名。如print等

如下是python3的33个保留字列表：

~变量名要简单又具有描述性。如name比n好，user_name比u_n好。

~慎用大写字母I和O，避免看错成数字1和0。

1.2 字符串

字符串就是一系列字符。在Python中，用引号括起的都是字符串，其中引号包括单引号和双引号。这种灵活性能够在字符串中包含引号和撇号，如：

1\>>> str = "I'm David"
2>>> str1 = 'I told my friend,"i love Python"'

常用字符串操作方法

以首字母大写的方式显示每个单词：

1\>>> name = "hello python world"  
2\>>> print(name.title())  
3Hello Python World

 将字符串改为全部大写或全部小写：

1\>>> str1 = "I love python"
2>>> print(str1.upper())  #将字符串改为全部大写
3I LOVE PYTHON \>>> print(str1.lower())   #将字符串改为全部小写
4i love python

 字符串合拼（拼接）

Python使用加号（+）来合拼字符串，如：

1\>>> first\_name = "Guido"
2>>> last\_name = "van Rossum"
3>>> full\_name = first\_name + " " + last\_name \>>> print(full\_name)
4Guido van Rossum

使用制表符\t或换行符\n添加空白：

1\>>> print("Languages:\\n\\tPython\\n\\tC++\\n\\tPHP")
2Languages:
3    Python
4    C++ PHP

 删除字符串的空格：

1\>>> name = " p y t h o n "
2>>> print(name.rstrip()) #删除字符串右端空格
3 p y t h o n \>>> print(name.lstrip())  #删除字符串左端空格
4p y t h o n \>>> print(name.strip())   #删除字符串两端空格
5p y t h o n \>>> print(name.replace(' ',''))  #删除字符串全部空格包括制表符和换行符
6python

 字符串的序号

 字符串是字符的序列，可以按照单个字符或字符片段进行索引。

1\>>> name = "Hello World"
2>>> print(name\[0\])
3H \>>> print(name\[0:-1\])
4Hello Worl \>>> print(name\[-1\])
5d \>>> print(name\[::\])
6Hello World \>>> print(name\[0:11\])
7Hello World

 找到字符串中最低字符索引号：S.find(sub [,start [,end]]) -> int  

失败时返回-1

1\>>> name = "hello world"
2>>> print(name.find('d')) 10

返回某些字符出现的次数：S.count(sub[, start[, end]]) -> int

1\>>> name = "hello world"
2>>> print(name.count('l')) 3

 把字符串由分隔符返回一个列表：S.split([sep [,maxsplit]]) -> list of strings，如果给定maxsplit，则最多为maxsplit

1\>>> name = "hello world"
2>>> print(name.split(' '))
3\['hello', 'world'\]  
4\>>> print(name.split(' ',0))  
5\['hello world'\]

 字符串格式化输出（format和%用法）

%方法格式代码

1\>>> "{}:计算机{}的CPU占用率为{}%".format('2019-03-25','python',10)  #S.format(\*args, \*\*kwargs) -> string
2'2019-03-25:计算机python的CPU占用率为10%'  
3\>>> "%s:计算机%s的CPU占用率为%d%%" % ('2019-03-25','python',10)   #%用法  
4'2019-03-25:计算机python的CPU占用率为10%

小结：可以用help函数查看字符串的相关操作，比如help(str.find)

2 组合数据类型

2.1 集合类型

集合的定义及操作

~集合用大括号{}表示，元素间用逗号分隔；

~建立集合类型用{}或set();

~建立空集合类型，必须用set();

~集合元素之间无序；

~集合中每个元素唯一，不存在相同元素

1\>>> A = {"python",'666',("wenwei-blog",666)}
2{'python', '666', ('wenwei-blog', 666)} \>>> B = set("pypy")
3{'y', 'p'} \>>> C = {"python",123,"python",123}
4{'python', 123}

集合操作符

6个操作符

4个增强操作符

集合操作方法

集合应用场景

包含关系比较；数据去重。

2.1 序列类型定义

~序列是具有先后关系的一组元素

~序列是一个基类类型（基本数据类型）

~序列类型分为字符串、列表、元组类型

2.2 序列类型之列表

列表由一系列按特定顺序排列的元素组成，用方括号[]来表示列表。

列表的增删改查相关操作

对列表数字执行简单统计计算

1\>>> digits = \[1,23,434,55,44,67\] \>>> min(digits) 1
2>>> max(digits) 434
3>>> sum(digits) 624

列表相关练习

练习1：创建一个列表，其中包含数字1-100并打印出来然后计算列表数字的总值。

\>>> digits = \[value for value in range(1,101)\];sum(digits) 5050

练习2：求1-20的奇数

1\>>> for i in range(1,21,2): print(i) 1
23
35
47
59
611
713
815
917
1019

 练习3： 输出3-30以内能被3整除的数字

1\>>> lists = \[n for n in range(3,31)\] \>>> lists
2\[3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30\] \>>> for i in lists: if i % 3 == 0: print(i) 3
36
49
512
615
718
821
924
1027
1130

2.3 序列类型之元组

元组其实跟列表差不多，也是存一组数据，只不过它一旦创建便不能修改，所以又叫只读列表

它只有两个方法，一个是count（统计元组某个元素出现的次数tuple.count('str')），一个是index（查看某个元素的索引号tuple.index('str')）

1\>>> names = ('zhiwenwei','zhouyouxian') \>>> names.index('zhiwenwei')
20 \>>> names.count('zhiwenwei') 1

元组练习题

有如下变量，请实现要求的功能

tu = ("alex", [11, 22, {"k1": 'v1', "k2": ["age", "name"], "k3": (11,22,33)}, 44])

a. 请问tu变量中的第一个元素 “alex” 是否可被修改？

　　元组不可直接被修改，需要转换成列表或字典

b. 请问tu变量中的"k2"对应的值是什么类型？是否可以被修改？如果可以，请在其中添加一个元素 “Seven”

　　k2是字典的键，对应的值是列表可修改：tu[1][2]['k2']='Seven'

c. 请问tu变量中的"k3"对应的值是什么类型？是否可以被修改？如果可以，请在其中添加一个元素 “Seven”

　　k3是字典的键，对应的值是元组不可修改

2.4 字典类型

字典是包含0个或多个键值对的集合，没有长度限制，可以根据键索引值的内容。

Python语言中通过字典实现映射，通过大括号{}建立，建立模型如下：

{键1：值1，键2：值2，...}

1\>>> city = {'中国':'北京','美国':'纽约','法国':'巴黎'} \>>> city
2{'中国': '北京', '美国': '纽约', '法国': '巴黎'}

拓展：字典是无序的。python语言中，字符串、列表、元组都是采用数字索引，字典采用字符索引。

字典的函数和方法

字典的基本原则

字典是一个键值对的集合，该集合以键为索引，一个键对应一个值信息

字典中的元素以键信息为索引访问

字典长度是可变的，可以通过对键信息赋值实现增加或修改键值对。

2.5 jieba库基本介绍

jieba库提供三种分词模式，最简单只需要掌握一个函数；

jieba是优秀的中文分词第三方库，需额外安装

jieba库的安装方法

pip install jieba

jieba分词的三种模式

精确模式：把文本精确切分，不存冗余单词

1\>>> word1 = jieba.lcut("python无所不能！除了生不出孩子,我们应该学习使用它！")
2Building prefix dict from the default dictionary ...
3Dumping model to file cache /tmp/jieba.cache
4Loading model cost 1.832 seconds.
5Prefix dict has been built succesfully. \>>> print(word1,type(word1))
6\['python', '无所不能', '！', '除了', '生不出', '孩子', ',', '我们', '应该', '学习', '使用', '它', '！'\] <class 'list'\>

2.6 实例：文本词频统计

英文文本：hamlet，统计出现最多的英文单词

https://python123.io/resources/pye/hamlet.txt

代码实现：

1#Hamlet词频统计
2def getText():
3    txt \= open("hamlet",'r').read()
4    txt \= txt.lower() #大写字母转换小写
5    for word in '~!@#$%^&\*()\_+-={}\[\],./:";<>?':
6        txt \= txt.replace(word," ")#把多余符号转换为空格
7    return txt
8hamletTxt \= getText()
9words \= hamletTxt.split() #以空格拆分为列表
10counts = {} for word in words:
11    counts\[word\] \= counts.get(word,0) + 1 #以每个词为键，值默认0，,每出现一次累加1
12items = list(counts.items())
13items.sort(key\=lambda x:x\[1\],reverse=True) #\[1\]按照第二维排序，reverse=True表示降序
14for i in range(10):
15    word,count \= items\[i\] print("{0:<10}{1:5}".format(word,count))

中文文本：三国，分析人物

https://python123.io/resources/pye/threekingdoms.txt

1import jieba
2txt \= open("Threekingdoms", 'r', encoding="utf-8").read()
3excludes \= {'将军','却说','荆州','二人','不可','不能','如此'}
4words \= jieba.lcut(txt)
5counts \= {} for word in words: if len(word) == 1: continue
6    #书中同一人物多个名字统一改为一个名字
7    elif word == '诸葛亮' or word == '空明日':
8        rword \= "孔明"
9    elif word == '关公' or word == '云长':
10        rword \= "关羽"
11    elif word == '玄德' or word == '玄德日':
12        rword \= "刘备"
13    elif word == '孟德' or word == '丞相':
14        rword \= "曹操"
15    else:
16        rword \= word
17    counts\[word\] \= counts.get(word, 0) + 1
18for word in excludes: del counts\[word\]  #去重
19items = list(counts.items())
20items.sort(key\=lambda x:x\[1\],reverse=True) for i in range(10):
21    word,count \= items\[i\] print("{0:<10}{1:>5}".format(word,count))

3 程序的控制结构

3.1 程序的分支结构

根据判断条件结果而选择不同向前路径的运行方式

单分支结构

if <条件> :

<语句块>

示例：

guess = eval(input("请输入数字：")) if guess == 88: print("猜对了")

二分支结构

if <条件> :

<语句块>

else：

<语句块>

guess = eval(input("请输入数字：")) if guess == 88: print("猜对了") else: print("猜错了")

多分支结构

if <条件1> :

<语句块1>

elif <条件2> :

<语句块2>

...

else:

<语句块N>

示例

1age = 25 count \= 0 while count < 3:
2    guess\_age \= int(input("guess\_age:")) if guess\_age == age: print("yes,you got it!!!") break
3    elif guess\_age > age: print("think smaller...") else: print("think bigger...")
4    count += 1

3.2 程序的循环结构

遍历循环

语法结构：

for <循环变量> in <循环结构>:

<语句块>

无限循环

由条件控制的循环运行方式

语法结构：

while <条件>:

<语句块>

循环控制保留字

break 和 continue

-break 跳出并结束当前整个循环，执行循环后的语句

-continue 结束当次循环，继续执行后续次数循环

循环的拓展

当循环没有被break语句退出时，执行else语句。

else语句作为“正常”完成循环的奖励

3.3 异常处理

异常处理的基本使用

示例

1try:
2    num \= eval(input("请输入数字")) print(num\*\*2) except: print("你输入的不是数字")

异常处理的高级使用

try：

语句块1

except：

语句块2

else：

语句块3（不发生异常时执行）

finally

语句块4（最终会执行）

3.4 实例：身体质量指数BMI

体质指数（BMI）= 体重（kg）÷ 身高²（m）

代码实例：

1height,weight = eval(input("请输入身体(米)和体重(公斤)\[逗号分开\]："))
2bmi \= weight / pow(height,2) print("BMI数值为：{:.2f}".format(bmi))#.2f#保留两位小数
3who,nat = "",""
4if bmi < 18.5:
5    who,nat \= "偏瘦","偏瘦"
6elif 18.5 <= bmi < 24:
7    who,nat \= "正常","正常"
8elif 24 <= bmi < 25:
9    who,nat \= "正常","偏胖"
10elif 25 <= bmi < 28:
11    who,nat \= "偏胖","偏胖"
12elif 28 <= bmi <30:
13    who,nat \= "偏胖","肥胖"
14else:
15    who,nat \= "肥胖","肥胖"
16print("BMI指标为：国际'{}',国内'{}'".format(who,nat))

结果展示：

4 函数和代码复用

4.1 函数的定义和作用

def 函数名(o个或多个参数):

函数体

return 返回值

-函数是一段代码的表示

-函数是一段具有特定功能的、可重用的语句组

-函数是一种功能的抽象，一般函数表达特定功能

两个作用：降低编程难度和代码重用

函数的调用

4.2 函数的参数传递

可选参数传递

函数定义时可以为某些参数定义默认值，构成可选参数。

1def test(n,m=1): #m为可选参数
2    s = 1
3    for i in range(1,n+1):
4        s \*= i print(s//m)
5test(10)
6test(10,2)

结果：

可变参数传递

1def test(n,\*args):#args为可变参数，也可以命名其他值
2    s = 1
3    for i in range(1,n+1):
4        s += i for item in args:
5        s += item print(s)
6test(10,3)
7test(10,3,1,5)

函数执行结果：

参数组合：*args和**kwargs

1def test(\*args,\*\*kwargs): print("args =",args) print("kwargs =",kwargs) print("\----------------------------------") if \_\_name\_\_ == '\_\_main\_\_':
2    test(1,5,94,564)
3    test(a\=1,b=2,c=3)
4    test(1,2,3,4,a=1,b=2,c=3)
5    test('I love python',1,None,a=1,b=2,c=3)

函数执行结果：

参数传递的两种方式：位置传递和名称传递

 小结：

函数可以有参数也可以没有，但必须保持括号。*args是可变参数，args接收的是一个tuple；**kw是关键字参数，kw接收的是一个dict。在同时使用*args和**kwargs时，必须*args参数列要在**kwargs前面。

4.3 lambda函数

lambda函数是一种匿名函数，即没有名字的函数；lambda函数用于定义简单的、能够在一行内表示的函数。

g = lambda x,y:x\*y print(g(4,5))

6 文件和数据格式化

5.1 文件的使用

Python open() 方法用于打开一个文件，并返回文件对象，在对文件进行处理过程都需要使用到这个函数，如果该文件无法被打开，会抛出 OSError。

常用语法格式

变量名 = open（文件路径（相对或绝对路径），打开模式，encoding=None）

打开模式

file对象

file 对象使用 open 函数来创建，下表列出了 file 对象常用的函数

5.2 wordcloud库的使用

 词云以词语为基本单位，更加直观和艺术第展示文件。

wordcloud库官网：https://amueller.github.io/word_cloud/

github地址：https://github.com/amueller/word_cloud

wordcloud下载安装

pip install wordcloud

wordcloud常规方法

w = wordcloud.WordCloud()

 实例

1import wordcloud
2w \= wordcloud.WordCloud()  #设置wordcloud对象
3w.generate("Python by WordCloud,is fun and powerful!") #配置对象参数并加载词云文本
4w.to\_file("outfile.png") #输出词云文件

执行生成图片：

程序执行过程报错：ModuleNotFoundError: No module named 'matplotlib'

解决报错：安装python画图工具第三方库matplotlib：pip install matplotlib

wordcloud工作流程

• • 1. 分割：以空格分割单词
    2. 统计：单词出现次数并过滤
    3. 字体：根据统计配置字号
    4. 布局：颜色环境尺寸

配置对象参数

w.wordcloud.WordCloud(<参数>)

实例1

1import wordcloud
2w \= wordcloud.WordCloud()
3text \= "life is short, you need python" w \= wordcloud.WordCloud(background\_color="white",width=500,height=300,
4                        min\_font\_size\=20,max\_font\_size=40,font\_step=6,
5                        max\_words\=5)
6w.generate(text)
7w.to\_file("outfile2.png")

 实例2

1import wordcloud import jieba
2text \= """ wordcloud是python非常优秀的第三方库，词云以词语为基本单位更加直观和艺术的展示文本词云图，\\
3也叫文字云，是对文本中出现频率较高的关键词予以视觉化的展现，词云图过滤掉大量的低频低质的文本信息，\\
4使得浏览者只要一眼扫过文本就可领略文本的主旨。基于Python的词云生成类库,好用功能强大。\\
5在做统计分析的时候有着很好的应用。 """ w \= wordcloud.WordCloud(width=800,height=400,font\_path="msyh.ttc")
6w.generate(" ".join(jieba.lcut(text))) #中文需要先分词并组成空格分隔字符串
7w.to\_file("outfile3.png")

 实例3

常规图词云

https://python123.io/resources/pye/新时代中国特色社会主义.txt

1import wordcloud import jieba
2f \= open("新时代中国特色社会主义","r",encoding="utf-8")
3text \= jieba.lcut(f.read())
4text \= " ".join(text)
5f.close()
6w \= wordcloud.WordCloud(background\_color='white',width=800,height=400,font\_path="msyh.ttc")
7w.generate(text)
8w.to\_file("outfile4.png")

实例4

不常规图词云：生成下图五角星形状

1import wordcloud import jieba from scipy.misc import imread #图片必须是白色背景色
2mask = imread('five-pointed star.png')
3f \= open("新时代中国特色社会主义","r",encoding="utf-8")
4text \= jieba.lcut(f.read())
5text \= " ".join(text)
6f.close()
7w \= wordcloud.WordCloud(background\_color='white',width=1000,height=700,font\_path="msyh.ttc",mask=mask)
8w.generate(text)
9w.to\_file("outfile5.png")

 效果