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Python初探

近年來，量化投資日漸盛行，聽上去是有些高大上的感覺，但入門后又會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)量化投資并沒有太多高深難懂的玄機(jī)，不過是為投資者提供了一套，將投資想法與實(shí)踐相結(jié)合的便捷工具而已。

做量化投資，目前最流行的編程語(yǔ)言非Python莫屬。相對(duì)于商用軟件Matlab，Python不僅可免費(fèi)使用，而且具有非常多的、功能強(qiáng)大的擴(kuò)展庫(kù)，對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的投資者來說，相對(duì)優(yōu)勢(shì)非常明顯。

配置運(yùn)行環(huán)境

要運(yùn)行Python，首先要去https://www.python.org/download/ 下載安裝。網(wǎng)站上有2.7.x和3.6.x兩個(gè)系列的版本，做金融分析目前用2.7就好，對(duì)各種庫(kù)的兼容會(huì)好些。

由于后面還需要安裝Numpy、Pandas等庫(kù)用于金融數(shù)據(jù)分析，有個(gè)簡(jiǎn)便的環(huán)境配置方法，就是安裝Canopy或者Anaconda。這兩個(gè)集成安裝軟件能方便我們對(duì)各種庫(kù)進(jìn)行管理。下面我們以Anoconda為例進(jìn)行展開。

Anaconda是一個(gè)用于科學(xué)計(jì)算的Python發(fā)行版，支持Linux, Mac, Windows, 包含了眾多流行的科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析的Python包。其安裝包如果直接從官網(wǎng)上下載，速度會(huì)非常慢，幸好清華大學(xué)開源軟件鏡像站上可以下載到。跳轉(zhuǎn)過去點(diǎn)這里

下載好后，點(diǎn)幾次“下一步”就安裝完成了。

Python基礎(chǔ)知識(shí)

1. 萬物皆對(duì)象

對(duì)象與變量是編程活動(dòng)最基本的處理單元，在Python中，可以說萬物皆為對(duì)象。對(duì)象的類型有很多，比如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串、列表、元組、字典、集合等，甚至連函數(shù)、模塊等都可以作為對(duì)象，為其賦予變量的標(biāo)簽。

對(duì)于每個(gè)對(duì)象，可從三個(gè)緯度進(jìn)行描述，分別是地址、類型和值。舉個(gè)例子：

關(guān)于對(duì)象“8"

查看對(duì)象“8”的值
In [1]:8
Out[1]:8

查看對(duì)象“8”的內(nèi)存地址
In [2]:id(8)
Out[2]:31684784L

查看對(duì)象“8”的類型
In [3]:type(8)
Out[3]:Int

2. 變量貼標(biāo)簽

在Python中，等號(hào)“=”并不是數(shù)學(xué)意義上的等號(hào)，而是賦值的意思。比如說：

In [4]:a=8
print a
8

a=8意味著將對(duì)象“8”的值賦給變量a，然后“打印”a的結(jié)果就是整數(shù)8。對(duì)象屬于常量，是不可變的，而變量則不然，可以在程序的運(yùn)行過程中不斷被賦予新的值。比如說：

In [5]:a=8
a=10
a
Out[5]:10

3. 數(shù)字的類型

關(guān)于對(duì)象的類型，可用內(nèi)置函數(shù)type()進(jìn)行查看。僅對(duì)數(shù)字而言，其類型主要有5種，分別是整數(shù)型Int、長(zhǎng)整型Long、浮點(diǎn)型Float、布爾型Bool（判斷真假1為真0為假）以及復(fù)數(shù)型Complex。比如說：

4. 三種引號(hào)

“”和‘’都可以括住字符串，但當(dāng)一個(gè)句子中含有引號(hào)，則需要分別用“”和‘’來做區(qū)分，方便Python識(shí)別。例如先要輸出this is an “apple”.，就需要輸入print 'this is an “apple”.'

當(dāng)需要輸出多行字符串時(shí)，可用三引號(hào)進(jìn)行頭尾標(biāo)注，例如：

In [6]:a='''you
are
beautiful'''
print a
?
you
are
beautiful

5. 轉(zhuǎn)義符

轉(zhuǎn)義符用斜杠“\”表示，用于消除字符本身的含義。例如要輸出It's an apple.，不能直接打print 'It's an apple.', 而是需要在句子中的’前加上一個(gè)\。

In [7]:print 'It\'s an apple.'
It's an apple.

6. 自然字符串

通過在字符串前面加上r或R，即可將字符串的內(nèi)容原封不動(dòng)地輸出，即使內(nèi)部含有命令語(yǔ)句，Python也不會(huì)執(zhí)行。比如說可以用\n來進(jìn)行換行，若輸入print 'It's an apple. \n'，程序輸出的結(jié)果便是It's an apple. \n。

7. 字符串格式變換

• 將字符串變成大寫，用upper()函數(shù)。但是，由于字符串不可變，即使用了upper()函數(shù)，a也還是那個(gè)a，唯有將a.upper()賦予一個(gè)新的變量b，才能將其顯示。

In [8]:a="Hello world"
b=a.upper()
print a
print b

Hello world
HELLO WORLD

• 函數(shù)istitle()可判斷字符串中所有首字母是否為大寫，其他字母為小寫，若是則返回True，否則為False。

• 函數(shù)isupper() 可判斷字符串中所有字母是否為大寫，若是則返回True，否則為False。

• 按字母將字符串分割為列表，用split("")函數(shù)。

• 關(guān)于切片，若要選取字符串中某一個(gè)字母，可以用a[0]這種格式。0代表第一個(gè)字母，如此類推。跟Java的表示方式一樣。倒選也可以，最后一個(gè)字母是a[-1]，倒數(shù)第二個(gè)字母是a[-2]。

  值得注意的是，如果要抽取多個(gè)字母，如2個(gè)字母，則需寫成a[0:2]，到2結(jié)束，不包括2，Python列表、元組、字符串等都是包前不包后的！

  想偷懶的話，0可不寫，默認(rèn)是從0開始，或到最后結(jié)束。a[:2]相當(dāng)于a[0:2]，a[-2:]則表示最后兩個(gè)字母。

  另外，還可以用循環(huán)結(jié)構(gòu)跳著切，比如：

In [9]:a="beautiful"
[a[i] for i in (1,4,8)]
Out[9]:['e', 't', 'l']

• 字符串可用運(yùn)算符，比如“+”則表示兩個(gè)字符串的連結(jié)，又比如要打印“Hello world”10遍，則可用“*”號(hào)：

In [10]: print "Hello world\n" *10
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world
Hello world

但要注意，不同類型的字符串不能相加，會(huì)導(dǎo)致Python報(bào)錯(cuò)。如果需要將整數(shù)型數(shù)字和字符串連結(jié)起來，則可以用str()函數(shù)將數(shù)字變成字符串的類型，再進(jìn)行連結(jié)。也可以在print的時(shí)候用反引號(hào)``將數(shù)字變量變?yōu)樽址兞俊?/p>

8. 關(guān)于列表

列表用[]來表示，里面可以有序地放一堆東西。每個(gè)單獨(dú)項(xiàng)稱作元素，元素加起來就是數(shù)組，存儲(chǔ)一連串元素的容器就是列表。

• 查看列表序列的長(zhǎng)度可以用len()函數(shù)，比如:

In[11]:a=['apple', 'banana', 'orange']
len(a)
Out[11]:3

• 列表的內(nèi)容是可變的，也就是說列表中的元素可通過賦值來實(shí)現(xiàn)替換。一旦作出修改，原來的列表就不復(fù)存在，只剩下修改后的新列表了。

In [12]:a=['apple', 'banana', 'orange']
a[0]='boat'
print a
?
['boat', 'banana', 'orange']

9. 列表的函數(shù)

作為最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們可以用函數(shù)對(duì)列表進(jìn)行處理。當(dāng)忘記函數(shù)具體名稱的時(shí)候，可以輸入list.+tab鍵進(jìn)行查詢。

• 若要追加元素進(jìn)列表，可使用list.append(x), 將x追加進(jìn)list中。比如：

In [13]:a=['apple', 'banana', 'orange']
print a
a.append('strawberry')
print a

['apple', 'banana', 'orange']
['apple', 'banana', 'orange', 'strawberry']

• 若追加的不僅僅是一個(gè)元素，而是一個(gè)列表，則可以用list.append(x)或者list.extend(x)。兩者的區(qū)別在于，append是整個(gè)x列表作為一個(gè)新元素追加進(jìn)原列表中，而extend則是將x列表中的元素逐個(gè)加入到原列表中。

• 若要計(jì)算元素出現(xiàn)的頻率，則可用list.count(x)函數(shù)

• 若要?jiǎng)h除某個(gè)元素，則可用list.remove(x)函數(shù)。當(dāng)使用此函數(shù)時(shí)，Python僅會(huì)刪除第一x，后面的x則保留。

• 若要對(duì)列表的元素進(jìn)行排序，則用list.sort()函數(shù)，默認(rèn)從小到大排列。若要從大到小排列，則用list.sort(reverse=true)函數(shù)。若列表的元素是字符串，也能用此函數(shù)進(jìn)行排序，排序的規(guī)則是字符串的字母順序。

10. 關(guān)于元組

與列表的用途類似，列表用[]表示，而元組用()表示。兩者的區(qū)別在于列表可修改，而元組一旦設(shè)立就只能讀取。目的是防止用戶亂改源代碼的內(nèi)容。

11. 關(guān)于集合

集合可以用作運(yùn)算，求交集，求并集，求差集等。我們可以用set()函數(shù)將列表變成集合，比如：

In [14]:a=['apple', 'banana', 'orange']
set(a)
Out[14]:{'apple', 'banana', 'orange'}

也可以用list()函數(shù)把集合變回列表，比如：

In [15]:a={'apple', 'banana', 'orange'}
a=list(set(a))
a.sort()
a
Out[15]:['apple', 'banana', 'orange']

• 集合的運(yùn)算非常便捷，比如說去重：

In [16]:a={'apple', 'banana', 'orange','banana', 'orange','apple','banana'}
print a
set(['orange', 'banana', 'apple'])

比如說求交集，可用“&”表示：

In [17]:a={'apple', 'banana', 'orange','banana', 'orange','apple','banana'}
b={'apple', 'banana', 'watermalon'}
c=a&b
print c

set(['banana', 'apple'])

比如說求并集，可用“|”表示：

In [18]:a={'apple', 'banana', 'orange','banana', 'orange','apple','banana'}
b={'apple', 'banana', 'watermalon'}
c=a|b
print c

set(['watermalon', 'apple', 'orange', 'banana'])

比如說求差集，可用“-”表示：

In [19]:a={'apple', 'banana', 'orange','banana', 'orange','apple','banana'}
b={'apple', 'banana', 'watermalon'}
c=a-b
print c

set(['orange'])

12. 關(guān)于字典

想想新華字典，查找到某個(gè)字，然后后面就會(huì)有該字的內(nèi)涵解釋。Python的字典亦是如此，我們用大括號(hào)將字典的內(nèi)容括起來，然后字典內(nèi)部的每個(gè)元素都有兩個(gè)部分組成，一個(gè)是字，一個(gè)是內(nèi)涵解釋。正式的叫法是一個(gè)key，一個(gè)value。

再打個(gè)比方，有本字典包含了身份證上的所有信息，包括姓名、性別、出生年月、地址。若我們想調(diào)取某一元素的信息，只需print key的值即可，表現(xiàn)形式如下：

In [20]:a={"姓名":"張三",'性別':'男','出身年月':'1999/01/01','地址':'火星'}
print a['姓名']

張三

• 要往字典里添加信息也很方便，直接定義即可：

In [21]:a={"name":"Zhangsan",'gender':'male','DOB':'1999/01/01','address':'Mars'}
a['id number']=123456789
print a

{'DOB': '1999/01/01', 'gender': 'male', 'id number': 123456789, 'name': 'Zhangsan', 'address': 'Mars'}

• 查看一下字典里有什么key，可用dict.keys()函數(shù)。

• 查看一下字典里有什么value，可用dict.values()函數(shù)。

• 若要?jiǎng)h除某個(gè)key，則可用dict.pop('key')函數(shù)，刪除后該函數(shù)會(huì)返回已被刪除的value值。

結(jié)語(yǔ)

以上便是Python的入門知識(shí)。雖然目前看來，上述內(nèi)容與金融數(shù)據(jù)分析還沒出現(xiàn)明顯的關(guān)系，但掌握好這些基礎(chǔ)知識(shí)，日后寫代碼或閱讀代碼時(shí)才能有效提高效率。

第一篇文章就寫到這里，下一篇將會(huì)講述Python的運(yùn)算方式，敬請(qǐng)期待。

刺猬偷腥
2017年9月22日

to be continued.