人工智能导论PPT第二章.pptx
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1、目录DIRECTORY01Python的安装02编程基础03第三方模块的安装与使用04文件读写05NumPy的使用06Python绘图基础07小结本章主要介绍Python的相关基础知识,包括Ubuntu和 Windows操作系统下的安装方式、Python的编程基础知识与语法、第三方模块的安装与使用以及文件读写等,重点讲解 Python语言的扩展程序库NumPy(Numerical Python)和绘图库Matplotlib。2.1 P y t h o n 的 安 装01Ubuntu下的安装02Windows下的安装目 录2.1.1 U b u n t u 下 的 安 装1.通 过 a p t-
2、g e t 命 令 安 装 通 过 系 统 自 带 命 令 安 装 比 较 简 单,打 开 终 端,输 入 如 下 命 令 即 可。2.1.1 U b u n t u 下 的 安 装2.通 过 P y E n v 安 装 1)通 过 g i t 命 令 安 装 P y E n v。2.1.1 U b u n t u 下 的 安 装2.通 过 P y E n v 安 装 2)安 装 P y t h o n(本 书 使 用 P y t h o n 3.7.4)2.1.2 W i n d o w s 下 的 安 装1.安 装 P y t h o n打开Web浏览器访问https:/www.pytho
3、n.or g/downloads/网址,根据计算机系统位数下载适合的执行文件,其中x86表示32位系统,x86-64表示64位系统。进入网站后,选中Download Python 3.7.4进行下载。完成下载后,找到下载的.exe文件,双击打开。勾选Add Python 3.7 to PATH复选框自动添加路径,剩下的安装步骤单击Next按钮,直到安装完成。2.1.2 W i n d o w s 下 的 安 装2.安 装 集 成 开 发 环 境 P y C h a r mPyCharm是由JetBrains打造的一款Python IDE,支持Mac OS、Windows、Linux系统。PyC
4、harm的下载地址为:https:/ 编 程 基 础01数据类型与变量02列表、元组及字典03条件判断04循环05函数的定义与调用目 录2.2 编 程 基 础1.数 据 类 型 与 变 量1)数 值 例 如:a=9。特 性:只 能 存 放 一 个 值,定 义 之 后 不 可 更 改,可 以 直 接 访 问。P y t h o n 的 数值 类 型 又 分 为 整 型(i n t)、长 整 型(l o n g)、浮 点 型(f l o a t)、复 数(c o m p l e x)。整 型(整 数):P y t h o n 可 处 理 任 意 大 小 的 整 型 数 值 类 型,其 中 整 型
5、包 括 正整 数 与 负 整 数,也 可 以 用 十 六 进 制、十 进 制、八 进 制 表 示 整 数,没 有 大 小 限 制。长 整 型:在 P y t h o n 2 中,P y t h o n 的 长 整 型 没 有 指 定 位 宽,也 就 是 说P y t h o n 没 有 限 制 长 整 型 数 值 的 大 小,但 是 实 际 上 由 于 机 器 内 存 有 限,所 以 使 用 的 长整 型 数 值 不 可 能 无 限 大,为 了 区 分 长 整 型 和 整 型 数 值,通 常 在 数 字 尾 部 加 上 一 个 大写 字 母 L 或 小 写 字 母 l 表 示 该 整 型 是
6、长 整 型,如 4 9 8 5 6 4 7 8 L。在 P y t h o n 3 中,长 整型 被 统 一 归 为 整 型。浮 点 数:也 就 是 小 数,可 用 正 常 的 数 字 写 法 表 示,例 如 1.2 3。对 于 很 大 或很 小 的 浮 点 数 必 须 用 科 学 记 数 法 表 示,把 1 0 用 e 代 替,如 1.2 5 6 1 0 8 需 写 成1.2 5 6 e 8。整 数 和 浮 点 数 在 计 算 机 内 部 存 储 的 方 式 是 不 同 的,整 数 运 算 永 远 是 精 确的(除 法 也 是),而 浮 点 数 运 算 则 可 能 会 有 误 差。复 数:如
7、 同 数 学 中 的 复 数,分 为 实 数 和 虚 数 两 部 分。与 数 学 中 的 复 数 不 同的 是 虚 数 部 分 用 j 表 示,一 般 形 式 为 x +y j,其 中 的 x 是 复 数 的 实 部,y 是 复数 的 虚 部,这 里 的 x 和 y 都 是 实 数,虚 数 部 分 的 字 母 j 大 小 写 都 可,如 h=3-5 j,其 中 3 为 复 数 的 实 部,-5 为 复 数 的 虚 部。2.2 编 程 基 础1.数 据 类 型 与 变 量2)字 符 串 字 符 串 是 一 个 有 序 的 字 符 的 集 合,用 于 存 储 和 表 示 基 本 的 文 本信 息,
8、指 的 是 单 引 号 或 双 引 号 括 起 来 的 文 本 部 分。特 性:只 能 存 放 一 个 值,定 义 后 不 可 以 改 变。若 按 照 从 左 到 右的 顺 序 取 值,则 默 认 下 标 从 0 开 始 访 问;若 按 照 从 右 到 左 顺 序 取 值,则默 认 从-1 开 始 访 问。字 符 串 的 使 用 方 法 及 注 意 事 项 将 在 2.2.2 节 讲 解。2.2 编 程 基 础1.数 据 类 型 与 变 量3)布 尔 值 一 个 布 尔 值 只 有 T r u e 和 F a l s e 两 种(首 字 母 必 须 大 写),也 可 以 通 过 布 尔 运算
9、计 算 出 来。布 尔 值 也 可 以 用 a n d、o r 和 n o t 进 行 运 算。a n d 为 与 运 算,即 全 部 为 T r u e则 结 果 为 T r u e;o r 运 算 为 或 运 算,只 要 有 一 个 为 T r u e,则 结 果 就 为 T r u e;n o t 为 非运 算,是 一 个 单 目 运 算 符,可 以 把 T r u e 变 为 F a l s e,把 F a l s e 变 为 T r u e。2.2 编 程 基 础1.数 据 类 型 与 变 量4)列 表 列 表(l i s t)在 P y t h o n 中 使 用 得 较 为 频
10、繁,是 P y t h o n 中 内 置有 序、可 变 的 序 列,可 以 存 储 大 多 数 集 合 类 的 数 据 结 构,支 持 字 符、数字、字 符 串,甚 至 可 以 包 含 列 表。列 表 是 P y t h o n 中 最 通 用 的 数 据 类型,用 标 识,所 有 元 素 均 放 在 方 括 号 内 部。2.2 编 程 基 础1.数 据 类 型 与 变 量5)转 义 字 符 在 字 符 串 中 常 常 会 出 现 一 些 歧 义,需 要 进 行 特 殊 处 理,如s=l e t s g o!,这 个 字 符 串 l e t s 本 身 包 含 了 一 个 单 引 号,此 时
11、P y t h o n 会 将 此 单 引 号 与 前 边 的 单 引 号 进 行 匹 配,看 成 一 对,导 致 后 边的 内 容 错 误,此 时 便 可 以 使 用“”将 字 符 串 的 特 殊 符 号 进 行 转 义,即s=l e t s g o!,这 里 P y t h o n 会 认 为“”后 边 的 引 号 只 是 一 个普 通 的 字 符,表 2-1 列 出 了 常 用 的 转 义 字 符。2.2 编 程 基 础1.数 据 类 型 与 变 量p y t h o n 字 符 串:1)字 符 串 的 创 建字 符 串 在 前 边 进 行 过 简 单 的 讲 解,它 是 P y t h
12、 o n 中 很 常 见 的 一种 数 据 类 型,在 P y t h o n 的 语 法 中,使 用 单 引 号()或 双 引 号()创 建 字 符 串,字 符 串 的 内 容 几 乎 可 以 包 含 任 何 字 符,在 P y t h o n 3中 对 中 文 有 很 好 的 支 持,字 符 串 的 创 建 只 要 为 变 量 分 配 一 个 值 即 可。如 果 字 符 串 内 部 包 含 了 单 引 号 或 双 引 号,这 时 就 需 要 进 行 特 殊处 理,方 式 如 下:(1)使 用 不 同 的 引 号 将 字 符 串 括 起 来。(2)对 引号 进 行 转 义。同 理,当 字 符
13、 串 本 身 包 含 双 引 号,可 以 使 用 单 引 号 将 字 符 串 整 体括 起 来,也 可 以 使 用 转 义 字 符。P y t h o n 允 许 使 用 反 斜 杠()将 字 符串 中 的 特 殊 字 符 进 行 转 义,如 果 字 符 串 中 既 有 单 引 号 又 有 双 引 号,此 时可 以 使 用 转 义 字 符。2.2 编 程 基 础1.数 据 类 型 与 变 量p y t h o n 字 符 串:2)字 符 串 的 截 取 在 P y t h o n 中,可 以 使 用 方 括 号 来 截 取 字 符 串,遵 循 左 闭 右开 的 原 则,字 符 串 的 索 引
14、值 从 0 开 始。此 外 也 可 以 使 用 进 行 指 定 元素 的 截 取。3)字 符 串 的 拼 接字 符 串 的 拼 接 有 三 种 方 法:一 是 使 用 乘 法 重 叠;二 是 使 用 加 法拼 接;三 是 使 用 j o i n 拼 接。4)字 符 串 的 统 计 在 字 符 串 的 统 计 中,可 以 使 用 l e n()函 数 计 算 该 字 符 串 的 长 度。5)字 符 串 的 切 割 此 处 可 使 用 s p l i t()函 数 进 行 字 符 串 的 切 割,切 割 后 的 数 据 为列 表 的 格 式6)查 找 字 符 串 下 标在 P y t h o n
15、中,可 以 使 用 f i n d()函 数 查 找 字 符 串 的 下 标 位 置,还 可 以 从 一 个 字 符 串 中 查 找 另 一 个 字 符 串 或 者 字 符 的 第 一 次 出 现 的 位置,如 果 找 不 到 则 返 回-1。2.2 编 程 基 础1.数 据 类 型 与 变 量P y t h o n 的 编 码 与 转 换:2.2 编 程 基 础2.列 表、元 组 及 字 典列 表:列 表 是 P y t h o n 中 最 基 本 的 数 据 结 构,是 一 种 线 性 表 的 表 示 方式,也 是 最 常 用 的 P y t h o n 数 据 类 型。列 表 的 数 据
16、 项 可 以 是 不 同 的 数据 类 型,包 括 整 型、浮 点 型、字 符 串。它 可 以 是 标 准 的 数 据 类 型,也 可以 是 自 定 义 的 数 据 结 构 对 象。P y t h o n 对 列 表 也 提 供 了 非 常 便 捷 的 操 作,如 创 建、访 问、切 片、增 加、扩 展、更 新、删 除 等2.2 编 程 基 础2.列 表、元 组 及 字 典列 表:1)创 建 列 表使 用 可 创 建 列 表,列 表 内 的 元 素 只 需 要 使 用 逗 号 分 隔 不 同的 数 据 项。与 字 符 串 的 索 引 一 样,列 表 的 索 引 从 0 开 始。2)访 问 列
17、表 中 的 值这 里 可 以 使 用 索 引 访 问 列 表 中 的 值。当 索 引 超 出 范 围 时,P y t h o n 会 报 出 一 个 I n d e x E r r o r 的 错误,所 以 在 对 列 表 进 行 访 问 时,要 确 保 索 引 不 越 界,最 后 一 个 索 引 值 为l e n(l i s t 1)-1。3)列 表 的 切 片切 片 可 以 实 现 一 次 性 获 取 多 个 元 素,操 作 规 则 为:列 表 开 始位 置:结 束 位 置:间 隔 ,间 隔 可 以 不 写,默 认 为 1,列 表 的 切 片 同 样 遵守 左 闭 右 开 规 则。4)列
18、表 的 相 加列 表 的 相 加 指 的 是 将 列 表 用 加 号“+”加 起 来。5)列 表 的 扩 展这 里 使 用 e x t e n d()函 数 进 行 列 表 的 扩 展。6)更 新 列 表 可 以 使 用 索 引 值 对 列 表 进 行 更 新。7)列 表 的 删 除 列 表 的 删 除 可 以 使 用 四 种 方 式。2.2 编 程 基 础2.列 表、元 组 及 字 典元 组:元 组(t u p l e)和 列 表 的 语 法 非 常 类 似,但 是 元 组 一 旦 初 始 化就 不 能 修 改,且 元 组 使 用 小 括 号 表 示,而 列 表 使 用 方 括 号 表 示。
19、2.2 编 程 基 础2.列 表、元 组 及 字 典字 典:P y t h o n 中 的 字 典 是 另 一 种 可 变 容 器 模 型,可 以 存 储 任 意 类 型的 对 象,如 数 字、字 符 串、元 组 等。字 典 包 括 两 部 分:一 是 键(k e y);二 是 值(v a l u e)。且 键 是 唯 一 的 属 性,如 果 在 一 个 字 典 中重 复 出 现 了 多 个 同 样 的 键,最 后 出 现 的 键 会 替 换 掉 前 边 的,但 值 是 不 唯一 的2.2 编 程 基 础2.列 表、元 组 及 字 典字 典:1)创 建 字 典 P y t h o n 中 创
20、建 字 典 有 两 种 方 法:一 种 是 使 用 花 括 号 ;另 一 种 是 使 用 d i c t()函 数 创 建,字 典 的 键 与 值 使 用 冒 号“:”分 隔 开,键 与 键 使 用 逗 号“,”分 隔 开。P y t h o n 除 了 可 以 使 用 花 括 号 及 d i c t()对 字 典 进 行 初 始 化 外,还 可 以 使 用 f r o m k e y s()方 法 对 字 典 进 行 初始 化,该 方 法 可 以 从 列 表 中 获 取 元 素 作 为 键,并 用 N o n e 或 f r o m k e y s()方 法 的 第 二 个 参 数 作 为
21、字 典 的 值。2)访 问 字 典 中 的 值 3)字 典 的 修 改2.2 编 程 基 础3.条 件 判 断P y t h o n 中 的 条 件 判 断 语 句 有 三 个:i f、e l i f 和 e l s e。其中,e l i f 是 e l s e i f 的 缩 写。条 件 判 断 的 基 本 形 式 如 下:2.2 编 程 基 础4.循 环P y t h o n 有 w h i l e 和 f o r 两 种 循 环 方 式,没 有 d o w h i l e 循 环。两 种 循 环 的 区 别 在 于 w h i l e 循 环 之 前 会 先 判 断,在 满 足 条 件
22、的 情 况 下执 行 循 环 体 内 的 语 句,而 f o r 循 环 必 须 有 一 个 可 迭 代 的 对 象 才 可 以。循 环 中 有 三 个 比 较 重 要 的 关 键 字:c o n t i n u e、b r e a k 和 p a s s。c o n t i n u e 的 意 思 为 跳 出 本 次 循 环,重 新 执 行 下 一 次 循 环;b r e a k将 停 止 整 个 循 环;p a s s 是 空 语 句,是 为 了 保 持 结 构 的 完 整 性。2.2 编 程 基 础4.循 环1)w h i l e 循 环w h i l e 循 环 中 的 执 行 语 句
23、 会 一 直 循 环 执 行,直 到 条 件 为 假 时 才退 出 循 环 体。用 法:2.2 编 程 基 础4.循 环2)f o r 循 环f o r 循 环 语 句 中 的 i t e r a b l e 必 须 是 可 迭 代 对 象,包 括 列 表、元 组、字 符 串、字 典,循 环 会 依 次 访 问 已 选 定 的 迭 代 对 象,当i t e r a b l e 中 的 所 有 项 都 被 访 问 后,退 出 循 环。f o r 循 环 语 句 流 程 如图 2-4 所。用 法:2.2 编 程 基 础4.循 环3)b r e a k 语 句b r e a k 语 句 作 用 于
24、循 环 语 句(w h i l e、f o r 语 句)中,用 来 终 止当 前 循 环 语 句 的 执 行,即 使 循 环 条 件 没 有 F a l s e 条 件 或 者 序 列 还 没 被完 全 访 问 完,也 会 停 止 循 环 执 行 语 句。b r e a k 语 句 流 程 如 图 2-5 所 示。2.2 编 程 基 础4.循 环4).c o n t i n u e 语 句 c o n t i n u e 语 句 会 跳 出 本 次 循 环,执 行 下 一 次 循 环。它 与b r e a k 不 同,b r e a k 语 句 跳 出 整 个 循 环 c o n t i n
25、u e 语 句 流 程 如 图 2-6所 示。2.2 编 程 基 础5.函 数 的 定 义 与 调 用1)P y t h o n 的 函 数 在 程 序 中,函 数 具 有 某 种 功 能,是 组 织 好 的 可 以 重 复 使 用 的 一 段代 码 段。在 程 序 中 使 用 函 数 可 以 提 高 应 用 的 模 块 性,减 少 代 码 的 冗 余。P y t h o n 提 供 了 许 多 内 建 函 数,例 如 前 边 使 用 过 的 p r i n t()、i n p u t()、l e n()等,同 时 用 户 也 可 以 自 己 创 建 函 数(这 种 函 数 称 为 自 定 义
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