Welcome | 歡迎學(xué)習(xí)用Python玩轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)

圖形處理，WEB編程，多媒體應(yīng)用，PYMO引擎

獲取股票數(shù)據(jù)，描述和處理數(shù)學(xué)問(wèn)題，解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題（基因序列），搜集互聯(lián)網(wǎng)信息（文本信息）

1.1 Walk into Python | 走進(jìn)Python

Python 的應(yīng)用

• Web 開(kāi)發(fā)：Python定義了WSGI標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用接口來(lái)協(xié)調(diào)http服務(wù)器與基于Python的Web程序之間的溝通
• GUI 開(kāi)發(fā)：用wxPython或者PyQt來(lái)開(kāi)發(fā)跨平臺(tái)的桌面軟件
• 操作系統(tǒng)：大多數(shù)Linux發(fā)布版以及NetBSD，OpenBSD和Mac OS X 都集成了Python，Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)包含了多個(gè)調(diào)用作業(yè)系統(tǒng)功能的庫(kù)
• 多媒體：可用于計(jì)算機(jī)游戲三維場(chǎng)景制作

1.1.1 Introduction to Python | Python 簡(jiǎn)介

1.1.2 The First Python Program | 第一個(gè)Python程序

經(jīng)典的Hello World

myString = 'Hello, world'
print myString

Python的運(yùn)行方式

• Shell方式
  • Shell是交互式的解釋器
  • 輸入一行命令，解釋器就節(jié)食運(yùn)行出相應(yīng)結(jié)果

>>> myString = 'Hello, World!'
>>> print myString
Hello, World!
>>> myString
'Hello, World!'

• 文件方式
  • 在Python的IDE環(huán)境中，創(chuàng)建一個(gè)以py為擴(kuò)展名的文件
  • 用Python解釋器在Shell中運(yùn)行出結(jié)果

# Filename: helloworld.py
mystring = 'Hello, World!'
print mystring

執(zhí)行環(huán)境：Python(x, y)

Python輸出：print語(yǔ)句

• Python使用print語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)輸出：
  • print 變量
  • print 字符串

>>> myString = 'Hello, World!'
>>> print myString
Hello, World!

Python輸入：raw_input()語(yǔ)句

• raw_input()返回的類(lèi)型是字符型

>>> price = raw_input('input the stock price of Apple: ')
input the stock price of Apple: 109
>>> price
'109'
>>> type(price)
<type 'str'>

Python 風(fēng)格

• 注釋?zhuān)?strong>#

>>> # comment No.1
>>> print 'hello world'    # comment No.2
hello world!

• 續(xù)行：\

>>> # long sentence
>>> if (signal == 'red') and \
    (car == 'moving'):
        car = 'stop'
    elif (signal == 'green') and \
    (car == 'stop'):
        car = 'moving'

same as:

>>> long sentence
>>> if (signal == 'red') and (car == 'moving'):
        car = 'stop'
    elif (signal == 'green') and (car == 'stop'):
        car = 'moving'

• 無(wú)需續(xù)行符可直接換行的兩種情況：
  • 小括號(hào)，中括號(hào)，大括號(hào)的內(nèi)部可以多行書(shū)寫(xiě)
  • 三引號(hào)包括下的字符串也可以跨行書(shū)寫(xiě)

>>> # triple quotes
>>> print '''hi everybody, 
welcome to python's MOOC course. 
Here we can learn something about 
python. Good lucky!'''

• 一行多語(yǔ)句：;

>>> x = 'Today'; y = 'is'; z = 'Thursday'; print (x, y, z)
('Today', 'is', 'Thursday')

>>> x = 'Today'
>>> y = 'is'
>>> z = 'Thursday'
>>> print (x, y, z)
('Today', 'is', 'Thursday')

• 縮進(jìn)：
  • 1. 增加縮進(jìn)表示語(yǔ)句塊的開(kāi)始
  • 2. Python用相同的縮進(jìn)表示同級(jí)別語(yǔ)句塊
  • 3. 減少縮進(jìn)表示語(yǔ)句塊的退出

>>> # Indentation
>>> if (signal == 'red') and (car == 'moving'):
        car = 'stop'
        signal = 'yellow'
    elif (signal == 'green') and (car == 'stop'):
        car = 'moving'
        signal = 'yellow'

1.1.3 Basics of Python Syntax | Python 語(yǔ)法基礎(chǔ)

變量

• 變量名: 引用對(duì)象，標(biāo)識(shí)對(duì)象

>>> # variable
>>> p = 3.14159
>>> myString = 'is a mathematic circular constant'
>>> print p, myString
3.14159 is a mathematic circular constant

標(biāo)識(shí)符

• 標(biāo)識(shí)符是指Python語(yǔ)言中允許作為變量名或者其他對(duì)象名稱(chēng)的有效符號(hào)
  • 首字符是字母或下劃線
  • 其余可以使字母，下劃線，數(shù)字
  • 大小寫(xiě)敏感（PI和pi是不同的標(biāo)識(shí)符）

>>> # Identifier
>>> PI = 3.14159
>>> pi = 'one word'
>>> print PI
3.14159
>>> print pi
one word

關(guān)鍵字

• 關(guān)鍵字是Python語(yǔ)言的關(guān)鍵組成部分，不可隨便作為其他對(duì)象的標(biāo)識(shí)符
  • 在一門(mén)語(yǔ)言中關(guān)鍵字是基本固定的集合
  • 在IDE中常以不同顏色字體出現(xiàn)

表達(dá)式

• 用運(yùn)算符連接各種類(lèi)型數(shù)據(jù)的式子就是表達(dá)式
  • 算術(shù)運(yùn)算符：乘方*，正負(fù)號(hào)+ -，乘除 /，整除//，取余%，加減+ -
  • 位運(yùn)算符：取反~，與&，或|，異或^，左移<<，右移>>
  • 比較運(yùn)算符：小于<，大于>，小于等于<=，大于等于>=，等于==，不等于!=
  • 邏輯運(yùn)算符：非not，與and，或or
• 運(yùn)算符有優(yōu)先級(jí)順序
• 表達(dá)式必須有運(yùn)算結(jié)果

>>> # expression
>>> PI = 3.14159
>>> r = 2
>>> c_circ = 2 * PI * r    # 2*PI*r是表達(dá)式，運(yùn)算結(jié)果賦值給變量c_circ
>>> print "The circle's circum: %f" % (c_circ)

賦值

• 變量第一次賦值，同時(shí)獲得類(lèi)型和“值”
  • Python是動(dòng)態(tài)的強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言
  • 不需要顯式聲明，根據(jù)“值”確定類(lèi)型
  • 以“引用”的方式實(shí)現(xiàn)賦值

>>> # Identifier
>>> PI = 3.14159
>>> pi = 'one word'
>>> print PI
3.14159
>>> print pi
one word

>>> # Identifier
>>> PI = 3.14159
>>> pi = PI
>>> print PI
3.14159
>>> print pi
3.14159

賦值 增量賦值

• 增量賦值符：+=, -=, *=, /=, %=, **=, <<=, >>=, &=, ^=, |=
• m &= 5 即 m = m % 5

>>> # assignment
>>> m = 18
>>> m %= 5
>>> m
3
>>> m **= 2
>>> m
9

>>> # assignment
>>> PI = 3.14159
>>> pi = PI = PI * 2
>>> pi
6.28318

賦值 多元賦值

• 等號(hào)左右兩邊都以元組的方式出現(xiàn)

>>> # assignment
>>> x = 1
>>> y = 2
>>> x, y
(1, 2)
>>> x, y = y, x
>>> x, y
(2, 1)

>>> # assignment
>>> PI, r = 3.14159, 3
>>> PI
3.14159
>>> r
3
>>> (PI, r) = (3.14159, 3)    # same as no round brackets

語(yǔ)句

• 完整執(zhí)行一個(gè)任務(wù)的一行邏輯代碼
  • 賦值語(yǔ)句完成了賦值
  • print輸出語(yǔ)句完成了輸出

>>> # sentence
>>> PI = 3.14159
>>> r = 2
>>> c_circ = 2 * PI * r
>>> print "The circle's circum: %f" %(c_circ)

語(yǔ)句和表達(dá)式

• 語(yǔ)句：完成一個(gè)任務(wù)，如打印一份文件
• 表達(dá)式：任務(wù)重的一個(gè)具體組成部分，如這份文件的具體內(nèi)容

1.1.4 Data Types of Python | Python 數(shù)據(jù)類(lèi)型

（長(zhǎng)）整型，浮點(diǎn)型，復(fù)數(shù)型，布爾型，字符串，列表，元組，字典

（長(zhǎng)）整型

• 整型和長(zhǎng)整型并不嚴(yán)格區(qū)分
• 整型值后加“L”即為長(zhǎng)整型

>>> # integer
>>> type(3L)
<type 'long'>
>>> type(3)
<type 'int'>

布爾型

• 整型的子類(lèi)
• 僅有2個(gè)值：True, False
• 本質(zhì)上是用整型的1, 0分別存儲(chǔ)的

>>> # boolean
>>> x = True
>>> int(x)
1
>>> y = False
>>> int(y)
0

浮點(diǎn)型

• 即數(shù)學(xué)中的實(shí)數(shù)
• 可以類(lèi)似科學(xué)計(jì)數(shù)法表示

>>> # float
>>> 3.22
3.22
>>> 9.8e3
9800.0
>>> -4.78e-2
-0.0478
>>> type(-4.78e-2)
<type 'float'>

復(fù)數(shù)型

• j = 根-1，則j是虛數(shù)
• 實(shí)數(shù)+虛數(shù) 就是復(fù)數(shù)
• 虛數(shù)部分必須有j

>>> # complex
>>> 2.4 + 5.6j
(2.4 + 5.6j)
>>> type(2.4 + 5.6j)
<type 'complex'>
>>> 3j
3j
>>> type(3j)
<type 'complex'>
>>> 5 + 0j
(5 + 0j)
>>> type(5 + 0j)
<type 'complex'>

• 復(fù)數(shù)可以分離實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分
  • 復(fù)數(shù).real
  • 復(fù)數(shù).imag
• 復(fù)數(shù)的共軛
  • 復(fù)數(shù).conjugate()

>>> # complex
>>> x = 2.4 + 5.6j
>>> x.imag
5.6
>>> x.real
2.4
>>>x.conjugate()
(2.4-5.6j)

序列類(lèi)型

• 字符串: 單引號(hào)，雙引號(hào)，三引號(hào)內(nèi)的都是字符串，不可變類(lèi)型
• 列表: 強(qiáng)大的類(lèi)型，用方括號(hào) [] 界別，可變類(lèi)型
• 元組: 與列表相似，用小括號(hào) () 界別，不可變類(lèi)型

字符串的表示

• 單引號(hào)
• 雙引號(hào)
• 三引號(hào)

>>> myString = 'Hello World!'
>>> print myString
Hello World!
>>> myString = "Hello World!"
>>> print myString
Hello World!
>>> myString = '''Hello World!'''
>>> print myString
Hello World!

映射類(lèi)型 字典

• 用大括號(hào) {} 界別
• 類(lèi)似于哈希表的鍵值對(duì)

>>> # dictionary
>>> d = {'sine': 'sin', 'cosine': 'cos', 'PI': 3.14159}
>>> d['sine']
'sin'

1.1.5 Basic Operations of Python | Python 基本運(yùn)算

算術(shù)運(yùn)算

• 算術(shù)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)
  • 乘方**, 正負(fù)號(hào)+ -,
  • 乘除* /, 整除//,
  • 取余%, 加減+ -

>>> # arithmetic
>>> pi = 3.14159
>>> r = 3
>>> circum = 2 * pi * r
>>> x = 1
>>> y = 2
>>> z = 3
>>> result1 = x + 3/y - z % 2
>>> result2 = (x + y ** z * 4) // 5
>>> print circum, result1, result2
18.84954 1 6

比較運(yùn)算

• 數(shù)值的比較：按值比大小
• 字符串的比較：按ASCII碼值大小

>>> # compare
>>> 3 < 4 < 7    # same as (3 < 4) and (4 < 7)
True
>>> 4 > 3 == 3    # same as (4 > 3) and (3 == 3)
True
>>> 4 < 3 < 5 != 2 < 7
False

>>> # compare
>>> 2 == 2
True
>>> 2.46 <= 8.33
True
>>> 'abc' == 'xyz'
False
>>> 'abc' > 'xyz'
False
>>> 'abc' < 'xyz'
True

邏輯運(yùn)算

• 邏輯運(yùn)算符優(yōu)先級(jí):
  • not, and, or

>>> # logical
>>> x, y = 3.1415926536, -1024
>>> x < 5.0
True
>>> not (x < 5.0)
False
>>> (x < 5.0) or (y > 2.718281828)
True
>>> (x < 5.0) and (y > 2.718281828)
False
>>> not (x is y)
True
>>> 3 < 4 < 7    # same as "(3 < 4) and (4 < 7)"
True

字符運(yùn)算符

• 原始字符串操作符(r / R):
  • 用于一些不希望轉(zhuǎn)義字符起作用的地方
• Unicode 字符串操作符(u / U):
  • 轉(zhuǎn)化成Unicode字符串

>>> # u
>>> print u'Hello\nWorld'
hello
World

>>> # r
>>> f = open('c:\python\test.py', 'w')
Traceback(most recent call last):
  File "<pyshell#12>", line 1, in <module>
    f = open('c:\python\test.py', 'w')
IOError: [Errno 22] invalid mode ('w') or
filename: 'c:\\python\test.py'
>>> f = open(r'c:\python\test.py', 'w')
>>> f = open('c:\\python\\test.py', 'w')

綜合運(yùn)算

>>> # mix
>>> 3 < 2 and 2 < 1 or 5 > 4
True
>>> x + 3/y - z % 2 > 2
False
>>> 3 - 2 << 1
2
>>> 3 - 2 << 1 < 3
True

1.1.6 Functions, Modules and Packages of Python | Python 的函數(shù)，模塊和包

函數(shù)

• 函數(shù)可以看成類(lèi)似于數(shù)學(xué)中的函數(shù)
• 完成一個(gè)特定功能的一段代碼
  • 絕對(duì)值函數(shù)abs(x)
  • 類(lèi)型函數(shù)type(x)
  • 四舍五入函數(shù)round(x)
• 內(nèi)建函數(shù)
  • cmp(), str() 和type() 適用于所有標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型
  • 數(shù)值型內(nèi)建函數(shù):

• 實(shí)用函數(shù)

模塊

• 非內(nèi)建函數(shù)如何使用？

>>> # round-off floor
>>> floor(5.4)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#0>", line 1, in <module>
    floor(5.4)
NameError: name 'floor' is not defined

>>> # round-off floor
>>> import math
>>> math.floor(-35.4)
-36.0
>>> math.floor(-35.5)
-36.0
>>> math.floor(-35.8)
-36.0

• 一個(gè)完成的Python文件即是一個(gè)模塊
  • 文件：物理上的組織方式 math.py
  • 模塊：邏輯上的組織方式 math
• Python通常用 "import模塊" 的方式將現(xiàn)成模塊中的函數(shù)，類(lèi)等重用到其他代碼塊中
  • math.pi 的值可以直接使用，不需要自行定義

>>> # module
>>> import math
>>> math.pi
3.141592653589793

• 導(dǎo)入多個(gè)模塊
• 模塊里導(dǎo)入制定的模塊屬性，也就是把指定名稱(chēng)倒入到當(dāng)前作用域

>>> import ModuleName
>>> import ModuleName1, ModuleName2, ...
>>> from Module1 import ModuleElement

包（package）

• 一個(gè)有層次的文件目錄結(jié)構(gòu)
• 定義了一個(gè)由模塊和子包組成的Python應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境

>>> import AAA.CCC.c1
>>> AAA.CCC.c1.func1(123)

>>> from AAA.CCC.c1 import func1
>>> func1(123)

AAA/
  __init__.py
  bbb.py
  CCC/
    __init__.py
    c1.py
    c2.py
  DDD/
    __init__.py
    d1.py
  EEE/
    ...

庫(kù)（library）

• 庫(kù)是一組具有相關(guān)功能的模塊的集合
• Python的一大特色就是具有強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，以及第三方庫(kù)，以及自定義模塊