這是機器未來的第6篇文章

寫在前面：

• 博客簡介：專注AIoT領域，追逐未來時代的脈搏，記錄路途中的技術成長！

• 專欄簡介：本專欄的核心就是：快！快！快！2周快速拿下Python，具備項目開發能力，為機器學習和深度學習做準備。

• 面向人群：零基礎編程愛好者

• 專欄計劃：接下來會逐步發布跨入人工智能的系列博文，敬請期待

• Python零基礎快速入門系列

• 快速入門Python數據科學系列

• 人工智能開發環境搭建系列

• 機器學習系列

• 物體檢測快速入門系列

• 自動駕駛物體檢測系列

• ......

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1. Python概述

Python 是一個高層次的結合了解釋性、編譯性、互動性和面向對象的腳本語言。

• • 可以幹什麼？
• • 數據分析、WEB開發、爬蟲、人工智能、科學計算、桌面軟件等...
• • 膠水語言
• • 可以調用其他語言庫, 适合搭框架，不适合構建核心
• • 解釋型語言
• • 無需編譯，邊解釋邊執行，适合數據分析，不适合開發大型項目，運行效率低
• • 語法簡潔，代碼量小
• • 動态類型語言，代碼量小
• • 内存管理：有垃圾回收。代碼量小
• • 開源，好處：庫豐富，出現問題有社區幫助解決或者遇到過。壞處：庫不一定成熟或者經過生産環境測試，bug多
• • 跨平台

Python最核心的優勢就是：它是一個拉皮條的，自己不幹活（不具體實現，搭框架），讓别人幹活（Python非常容易調用其它語言的實現庫）。

2. Python版Hello World

• • 啟動vs code 在工作區目錄（用于存儲編程學習文檔的目錄）下右鍵，選擇【通過VsCode打開】啟動VsCode。
• • 啟動後，在左側文件欄，右鍵新建文件，輸入文件名note.ipynb，雙擊打開
• • 在右側的單元格内輸入第一行python代碼print("hello world!")，點擊左側的三角按鈕或按下【CTRL ENTER】組合鍵，就會看到輸出hello world。首次運行會有點慢，後續速度就很快了。

3. 變量與常量

• • 變量、常量的區别
• • 變量：在程序運行過程中，值會發生變化的量。
• • 常量：在程序運行過程中，值不會發生變化的量。

3.1. 變量的定義3.1.1 變量的構成

變量由變量名、變量值和變量類型構成。需要注意的是python中定義變量時不需要聲明類型。這是根據Python的動态語言特性而來。變量可以直接使用，而不需要提前聲明類型。

• • 變量名類似于一個代号，指向具體的變量值。
• 15
• • 多個變量名可以綁定一個變量值。

a='Jack' b=a a='Tom' print(b) print(a)

請牢記：Python中的一切都是對象，變量是對象的引用！

3.1.2 變量的命名規範

标識符的命名規範：

• • 數字，字母，下劃線，并且不可以數字開頭
• • 不能使用關鍵字
• • 區分大小寫

3.1.2.1 舉例：數字，字母，下劃線，并且不可以數字開頭

• • 例子1以數字開頭，提示語法錯誤；
• • 例子2、例子3以小寫字母、下劃線和數字構成，執行語法正确
• • 例子4以大小寫字母、下劃線和數字構成，和name_2是不一樣的變量，因此打印輸出不一樣。
• 183.1.2.2 舉例：不能使用關鍵字
• 輸入下列2行代碼，可以查看Python的關鍵字列表，這些都不可以作為變量名使用。

importkeyword keyword.kwlist

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3.1.2.3 舉例：區分大小寫

變量大寫X和小寫x是不同的變量

3.1.3 編碼規範

• • 變量，函數名稱：小寫，如果需要分割用下劃線
• • 常量：全大寫
• • 類名：大駝峰

擴展閱讀：Python 編碼規範(Google)

3.2 常量

Python中其實沒有專門對常量的定義，對于常值一般采用全部大寫的字母來定義，例如

PI=3.14

4. 輸入與輸出4.1 輸出print

print("hellopython")

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4.2 格式化輸出

本文均以python3為基礎。

三種方式

name="Joe" sex="man" #方法一，使用format格式化函數來實現 print("Mynameis{},mysexis{}".format(name,sex)) 或 print("Mynameis{0},mysexis{1}".format(name,sex)) #方法二：format的簡寫形式 print(f"Mynameis{name},mysexis{sex}") #方法三：逗号分隔，這種方式輸出格式會淩亂一些，推薦方法二 print(f"Mynameis“,{name},"mysexis",sex)

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4.3 輸入input

input的輸入參數是提示字符串，返回值為輸入的信息：

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4.4. python對象的三闆斧

• • print print打印對象的内容
• • type type輸出對象的類型
• • dir dir輸出對象支持的方法和屬性

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5. 注釋規則

注釋用于描述代碼段的功能及使用說明之用。

Python的注釋有2種：

• • 井号注釋# #注釋常用來給代碼行或代碼塊進行注釋說明，常出現在代碼上方或末尾

#單行注釋 print("#注釋")

• • 三引号注釋 三引号注釋常用來給函數或類做注釋使用，因為涉及到多行。

三引号注釋可分為單引号注釋和雙引号注釋

defdata_analyze(dat): """ 函數描述：用于數據分析 參數描述： - dat：輸入的參數 """ return defdata-analyze2(dat): ''' 函數描述：用于數據分析 參數描述： - dat：輸入的參數 ''' return

以上2個函數的注釋功能上是一樣的，單引号或雙引号其本質上是一個字符串常量。

#注釋和三引号注釋總體區分就是單行注釋歸#，多行注釋歸三引号注釋。

6. 基礎數據類型

Python中的基礎數據類型包括：

• • 數值類型：整數類型，浮點類型，複數類型，布爾類型、空值
• • 字符串
• • 容器類型：列表，元組，字典，集合

6.1. 數值類型6.1.1 整數類型

常見的整數

a=101

6.1.1.1 整數有四種進制類型

• • 二進制：定義需要使用0b或者0B作為前綴，每位取值範圍0~1

x1=0b0001#十進制1 x2=0b1010#十進制10=1*2^3 0*2^2 1*2^1 0=10 print(x1,type(x1),x2,type(x2))

1 <class 'int'> 10 <class 'int'>

• • 八進制：定義需要使用0o或者0O作為前綴，每位取值範圍0~7

x1=0o17#十進制15=1*8 7=15 print(x1,type(x1))

15 <class 'int'>

• • 十進制：默認定義的是十進制

x1=15 print(x1,type(x1))

15 <class 'int'>

• • 十六進制：定義需要使用0x或者0X作為前綴，每位取值範圍0~9 a/A-f/F

x1=0x59#十進制89=5*16 9=89 print(x1,type(x1))

89 <class 'int'>

6.1.1.2 進制轉換

• • bin(x):将x轉換成二進制，返回值是str

x=15 x2=bin(x) print(x2,type(x2))

0b1111 <class 'str'>

• • oct(x):将x轉換成八進制，返回值是str

x=15 oct(x) print(x2,type(x2))

0b1111 <class 'str'>

• • int(x):将x轉換成十進制，返回值是int,可以将字符串類型的整數轉換成int類型

x=0x0f x2=int(x) print(x2,type(x2))

15 <class 'int'>

• • hex(x):将x轉換成十六進制,返回值是str

x=15 x2=hex(x) print(x2,type(x2))

0xf <class 'str'>

6.1.2 浮點類型

浮點類型是數學中的小數，浮點數在計算機中隻能做到近似存儲，這是浮點的不确定性。

f1=1.2 f2=1.4 f3=f1 f2 print(f3) f3==2.6#f3竟然不等于2.6，神奇吧

2.5999999999999996

False

從圖中示例可知，在計算機中1.2 1.4不一定等于2.6，因為計算機中存儲數據底層都是二進制存儲，在轉換過程中存在轉換誤差，因此避免使用浮點數做等值或不等值運算，如果必須使用，則使用如下函數形式。

importmath defis_float_equal(a,b,precision):#第三個參數為精度 ''' a-輸入比較的浮點數1 b-輸入比較的浮點數2 precision-可允許的浮點數誤差 ''' returnmath.fabs(a-b)<precision result=is_float_equal(f3,2.6,1e-3) print(result)

True

float數據類型可表示的數據範圍：

importsys print(sys.float_info.max,sys.float_info.min)

1.7976931348623157e 308 2.2250738585072014e-308

超出浮點數表示範圍上限，數據會表示為inf，低于浮點數表示範圍下限，則直接表示為0.0

print(2.3e 400,2.3e-400)

inf 0.0

在這裡插入圖片描述

6.1.3 複數類型

x1=3 4j print(x1,type(x1))

(3 4j) <class 'complex'>

x1.real,x1.imag#訪問複數的實部和虛部

(3.0, 4.0)

#求複數的模長 abs(x1)#c=sqrt(a^2 b^2)

5.0

6.1.4 布爾類型

布爾類型：True 和 False

6.1.4.1 常見的邏輯表達式

• • and 與 兩個為真才為真，一個為假則為假

TrueandTrue

True

TrueandFalse

False

FalseandFalse

False

• • or 或 一個為真則為真，兩個為假則為假

TrueorTrue#兩個均為真，則為真

True

TrueorFalse#一個為真，則為真

True

FalseorFalse#兩個為假，則為假

False

• • not 非 非假為真，非真為假

notFalse

True

notTrue

False

6.1.5 空值類型

None

6.2. 字符串6.2.1 創建

• • 字符串有三種創建方式：單引号、雙引号、三引号

x1='python' x2="python" x3="""python""" x4='''python''' print(f"x1:{x1},x2:{x2},x3:{x3},x4:{x4}")

image-20220523000516457

• • 其中三引号還有定義格式的能力，舉例
• image-20220523000537978
• • 字符串定義時，單引号、雙引号出現在内容中的用法：
• image-20220523000626870
• • 使用轉義字符\
• • 錯位使用：内容包含單引号時，使用雙引号定義；内容包含雙引号時，使用單引号定義

6.3 容器類型

容器類型将在數據結構中描述。

7. 運算符7.1 算術運算符

(加)、 -(減)、 *(乘)、 /(除)、//(除法取整)、%(取模)等。

image-20220523000642102

7.2 比較運算符

>(大于)、 <(小于)、==(等于)、 <=(小于等于), >=(大于等于), !=(不等于)等

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7.3 賦值運算符=(賦值)、 =(加法賦值)、-=(減法賦值)、*=(乘法賦值)、/=(除法賦值)、//=(除法取整賦值)、%=(取模賦值)等

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7.4 位運算符

• • 與（&），按位與運算符：參與運算的兩個值，如果兩個相應位都為1，則該位的結果為1，否則為0

x1=0b0001 x2=0b0001 x3=0b0010 #與運算&:對應位均為1，則為1；否則為0 x4=x1&x2 print(f"x4:{bin(x4)}")

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• • 或（|），按位或運算符：隻要對應的兩個二進位有一個為1時，結果位就為1

x1=0b0001 x2=0b0001 x3=0b0010 #或運算|:對應位均為0，則為0；否則為1 x5=x2|x3 print(f"x5:{bin(x5)}")

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• • 異或（^）,按位異或運算符：當兩對應的二進位相異時，結果為1

x1=0b0001 x2=0b0001 x3=0b0010 #異或運算^:對應位不同，則為1；否則為0 x6=x1^x2#x6=0b1^0b1=0 x7=x2^x3#x7=0b01^0b10=0b11 print(f"x6:{bin(x6)},x7:{bin(x7)}")

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• • 取反（~），按位取反運算符：對數據的每個二進制位取反，即把1變為0，把0變為1

x1=0b0001 #異或運算^:對應位不同，則為1；否則為0 x4=~x1# x4 =~0b1=0b1111110(補碼表示：最高位為1，為負數，負數取反 1)=-0b10 print(f"x4:{bin(x4)}")

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• • 左位移（<<）,運算數的各二進位全部左移若幹位，由<<右邊的數字指定了移動的位數，高位溢出舍棄,低位補0

x1=0b0001 #異或運算^:對應位不同，則為1；否則為0 x4=x1<<1#x4=0b1<<1=0b10 print(f"x4:{bin(x4)}")

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• • 右位移（>>）,把‘>>’左邊的運算數的各二進制位全部右移若幹位，>>右邊的數字指定了移動的位數,低位溢出舍棄,高位補

x1=0b1110 #異或運算^:對應位不同，則為1；否則為0 x4=x1>>1#x4=0b1110>>1=0b111 print(f"x4:{bin(x4)}")

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7.5 邏輯運算符

and布爾與、or布爾或、not布爾非

• • and：表達式：x and y，即布爾的“與”，如果 x 或 y 任意一個值為 False，則返回為False的值，否則返回 y 的值。

x1=5 x2=6 x3=7 #x1>x2=>5>6為False，所以整個表達式為False x4=x1>x2andx3>x2 print(f"x4:{x4}") #x2>x1andx3>x2=>6>5and7>6， #第一個表達式的值為True，所以返回第二個表達式的值，第二個表達式的值為True x5=x2>x1andx3>x2 print(f"x5:{x5}") #x2>x1and2=>6>5and2， #第一個表達式的值為True，所以返回第二個表達式的值，第二個表達式的值為2 x6=x2>x1and2 print(f"x6:{x6}")

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• • or：表達式：x or y，即布爾的“或”，如果 x 或 y 任意一個值為 True，則返回為True的值，否則返回 x 的值。

x1=5 x2=6 x3=7 #x2>x1orx2>x3=>6>5and6>7 #第一個表達式的值為True，所以返回True x5=x2>x1orx2>x3 print(f"x5:{x5}") #x1>x2orx2>x3=>5>6or6>7,兩個表達式均為False，所以整個表達式為False x4=x1>x2orx2>x3 print(f"x4:{x4}") #x1>x2or0=>5>6or0， #第一個表達式的值為False，所以返回第二個表達式的值，第二個表達式的值為0 x6=x1>x2or0#非0均為True print(f"x6:{x6}")#注意不是返回False喔

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• • not：表達式：not x，即布爾的“非”，如果 x 值為 True，則返回為False，否則返回True。

x1=5 x2=6 x4=not(x1>x2)#note(x1>x2)=>not(5>6)=>notFalse=>True print(f"x4:{x4}") x5=not(x2>x1)#note(x2>x1)=>not(6>5)=>notTrue=>False print(f"x5:{x5}")

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7.6 成員運算符

• • in：判斷指定對象是否在序列中找到，是返回True,否返回False
• • not in：與in相反，判斷指定對象是否不在序列中找到，是返回True,否返回False。

x=[1,2,4,5,8] x1=5 x2=6 x3=x1inx#x1=5,是列表x中的元素，所以為真，True print(f"x3:{x3}") x4=x2notinx#x2=6,不是列表x中的元素，為假，not假，所以為真，True print(f"x4:{x4}")

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7.7 身份運算符

• • is：判斷指定對象是否引用自同一對象，即是否具有相同的id地址，是返回True,否返回False。
• • is not：與is相反，判斷指定對象是否引用自不同的對象，即是否具有不同的id地址，是返回True,否返回False。
• 40
• 備注：其實is或is not 與 == 或 != 類似，區别在于：is或is not判斷的是指定對象id地址是否相等，而== 或 !=判斷的是指定對象的值是否相等。

8. 控制語句

流程控制有三種結構：順序結構、分支結構、循環結構。

• • 順序結構：按部就班執行
• • 分支結構：根據條件不同執行
• • 循環結構：重複執行

8.1 分支語句（條件語句）

兩種分支結構：

• • 二分支

ifcondition1: statement1 else: statement2

舉例：

score=85 ifscore>=60.0: print("你的成績：及格") else: print("你的成績：不及格")

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簡寫：三元運算符

exp1ifconditionelseexp2

對應

ifcondition: exp1 else: exp2

舉例：

#求最大值 x1=50 x2=30 max_num=x1ifx1>x2elsex2 max_num

snipaste20220523_001136

• • 多分支

ifcondition1: statement1 elifcondition2: statement2 ... else: statement3

舉例：

score=85 ifscore>=90.0: print("你的績效為：A") elifscore>=80.0: print("你的績效為：B ") elifscore>=60.0: print("你的績效為：B") else: print("你的績效為：C")

注：python3.10以下版本不支持switch-case語句。

8.2 循環語句

兩種循環語句：while和for循環

8.2.1 while循環

• • 适用場景 不清楚循環的具體次數，或者當條件一直為真的時候一般用while

8.2.1 while循環典型結構

whilecycle_condition: statement condition_change_statement

• • while表達式以冒号作為行的結束
• • while循環體代碼塊縮進4個字節

舉例：

#以神經網絡模型的訓練叠代次數舉例 MAX_EPOCHS_COUNT=10 epoch=0 whileepoch<MAX_EPOCHS_COUNT: print(f"traintimes{epoch}") epoch =1 print("trainfinish!")

image-20220523001217473

8.2.2 while的特殊用法

while...else...語句，在while退出時執行

whilecycle_condition: statement condition_change_statement else: exit_statement

舉例：

#以神經網絡模型的訓練叠代次數舉例 MAX_EPOCHS_COUNT=10 epoch=0 whileepoch<MAX_EPOCHS_COUNT: print(f"traintimes{epoch}") epoch =1 else: print("trainfinish!")

image-20220523001228174

8.2.2 for循環

• • 使用場景：遍曆序列中的元素或已知循環次數
• • 典型結構for ... in ...

foriteminsets: statement

舉例：

x=[-1,4,6,7,9,-10,-13] foriinx: print(i)

image-20220523001741324

• • range可叠代對象 range(start,end,step):返回的是一個可叠代對象可叠代對象的優勢是占用内存少，邊使用邊分配内存，不會一下子全部分配内存，在數據集較大時會特别便于使用。
• • start：表示開始，包含，默認是0
• • end:表示結束，不包含
• • step：表示步長，默認是1

X=range(1,10,1) print(type(X)) forxinrange(1,10,1): print(x,end=',') print("")

<class 'range'> 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,

• • enumerate()索引序列 函數用于将一個可遍曆的數據對象(如列表、元組或字符串)組合為一個索引序列，同時列出數據和數據下标，一般用在 for 循環當中。

适用場景：在需要提取數據結構對象索引的時候非常有用。

x=[-1,4,6,7,9,-10,-13] #原始列表輸出 foriinx: print(i,end=',') print("") #将原始列表的輸出轉換為索引-值的元組 foriinenumerate(x): print(i,end=',') print("")

-1, 4, 6, 7, 9, -10, -13, (0, -1), (1, 4), (2, 6), (3, 7), (4, 9), (5, -10), (6, -13),

8.2.3 break與continue:循環的跳出和繼續執行

• • break 退出循環，使用場合：在某些條件滿足後跳出循環

#以神經網絡模型的訓練叠代次數舉例 MAX_EPOCHS_COUNT=10 epoch=0 whileTrue: if(epoch>=MAX_EPOCHS_COUNT): break#執行後，從此處跳出循環 print(f"traintimes{epoch}") epoch =1

image-20220523002128727

• • continue 跳過循環體後面的語句，直接開始下一回循環

#求列表中大于0的數值的和 x=[-1,4,6,7,9,-10,-13] sum=0 foriteminx: ifitem<0: continue#執行continue後，本次循環，後面的代碼塊不再執行 sum =item print(f"sum:{sum}")

image-20220523002148157

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