第1章概述1第1章概述11.1Python語言簡介Python是一門跨平臺、開源、免費的解釋型高級動態編程語言。Python支持命令式編程（Howtodo）、函數式編程（Whattodo），完全支持面向對象程序設計，擁有大量擴展庫。膠水語言：可以把多種不同語言編寫的程序融合到一起實現無縫拼接，更好地發揮不同語言和工具的優勢，滿足不同應用領域的需求。21.1Python語言簡介Python是一門跨平臺、開源1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數字都加5，得到新列表。（命令式編程）>>>x=list(range(10))>>>x[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>>y=[]>>>fornuminx:y.append(num+5)

>>>y[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]>>>[num+5fornuminx][5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]3循環，遍歷x中的每個元素列表方法，在尾部追加元素列表推導式創建列表空列表1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數字都1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數字都加5，得到新列表。（函數式編程）>>>x=list(range(10))>>>x[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>>defadd5(num):returnnum+5>>>list(map(add5,x))[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]>>>list(map(lambdanum:num+5,x))[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]4定義函數，接收一個數字，加5后返回把函數add5映射到x中的每個元素lambda表達式，等價于函數add51.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數字都1.2Python版本簡介Python目前存在2.x和3.x兩個系列的版本，互相之間不兼容。在選擇Python版本的時候，一定要先考慮清楚自己學習Python的目的是什么，打算做哪方面的開發，該領域或方向有哪些擴展庫可用，這些擴展庫最高支持哪個版本的Python。這些問題全部確定以后，再最終確定選擇哪個版本。Python2.x系列最遲將于2020年全面放棄維護和更新。51.2Python版本簡介Python目前存在2.x和31.3Python開發環境安裝與配置6默認編程環境：IDLE其他常用開發環境：Eclipse+PyDevpyCharmwingIDEEricPythonWinAnaconda3（內含Jupyter和Spyder）：/downloadzwPython1.3Python開發環境安裝與配置6默認編程環境：ID1.3.1IDLE7命令提示符每次只能執行一條語句1.3.1IDLE7命令提示符每次只能執行一條語句1.3.1IDLE81.3.1IDLE81.3.2Anaconda391.3.2Anaconda391.3.2Anaconda3101.3.2Anaconda3101.4Python編程規范與代碼優化建議（1）縮進類定義、函數定義、選擇結構、循環結構、with塊，行尾的冒號表示縮進的開始。python程序是依靠代碼塊的縮進來體現代碼之間的邏輯關系的，縮進結束就表示一個代碼塊結束了。

同一個級別的代碼塊的縮進量必須相同。一般而言，以4個空格為基本縮進單位。111.4Python編程規范與代碼優化建議（1）縮進111.4Python編程規范與代碼優化建議（2）每個import語句只導入一個模塊，最好按標準庫、擴展庫、自定義庫的順序依次導入。121.4Python編程規范與代碼優化建議（2）每個imp1.4Python編程規范與代碼優化建議（3）最好在每個類、函數定義和一段完整的功能代碼之后增加一個空行，在運算符兩側各增加一個空格，逗號后面增加一個空格。131.4Python編程規范與代碼優化建議（3）最好在每個1.4Python編程規范與代碼優化建議（4）盡量不要寫過長的語句。如果語句過長，可以考慮拆分成多個短一些的語句，以保證代碼具有較好的可讀性。如果語句確實太長而超過屏幕寬度，最好使用續行符（linecontinuationcharacter）“\”，或者使用圓括號將多行代碼括起來表示是一條語句。141.4Python編程規范與代碼優化建議（4）盡量不要寫1.4Python編程規范與代碼優化建議（5）雖然Python運算符有明確的優先級，但對于復雜的表達式建議在適當的位置使用括號使得各種運算的隸屬關系和順序更加明確、清晰。151.4Python編程規范與代碼優化建議（5）雖然Pyt1.4Python編程規范與代碼優化建議（6）注釋以符號#開始，表示本行#之后的內容為注釋。包含在一對三引號'''...'''或"""..."""之間且不屬于任何語句的內容將被解釋器認為是注釋。161.4Python編程規范與代碼優化建議（6）注釋161.5擴展庫安裝方法pip在線安裝（命令提示符環境，建議切換至Python安裝目錄中的scripts文件夾執行）pip離線安裝：/~gohlke/pythonlibs/exe安裝，不是每個擴展庫都支持conda在線安裝如果機器上安裝了多個Python開發環境，那么在一個環境下安裝的擴展庫無法在另一個環境下使用，需要分別安裝。171.5擴展庫安裝方法pip在線安裝（命令提示符環境，建議1.5擴展庫安裝方法18pip命令示例說明pipdownloadSomePackage[==version]下載擴展庫的指定版本，不安裝pipfreeze[>requirements.txt]以requirements的格式列出已安裝模塊piplist列出當前已安裝的所有模塊pipinstallSomePackage[==version]在線安裝SomePackage模塊的指定版本pipinstallSomePackage.whl通過whl文件離線安裝擴展庫pipinstallpackage1package2...依次（在線）安裝package1、package2等擴展模塊pipinstall-rrequirements.txt安裝requirements.txt文件中指定的擴展庫pipinstall--upgradeSomePackage升級SomePackage模塊pipuninstallSomePackage[==version]卸載SomePackage模塊的指定版本把SomePackage替換為實際要安裝或卸載的擴展庫名/~gohlke/pythonlibs/下載時選擇合適版本，并且不要修改文件名1.5擴展庫安裝方法18pip命令示例說明pipdow1.6標準庫與擴展庫對象的導入與使用Python默認安裝僅包含基本或核心模塊，啟動時也僅加載了基本模塊，在需要時再顯式地導入和加載標準庫和第三方擴展庫（需正確安裝），這樣可以減小程序運行的壓力，并且具有很強的可擴展性。從“木桶原理”的角度來看，這樣的設計與安全配置時遵循的“最小權限”原則的思想是一致的，也有助于提高系統安全性。191.6標準庫與擴展庫對象的導入與使用Python默認安裝1.6.1import模塊名[as別名]>>>importmath#導入標準庫math>>>math.sin(0.5)#求0.5（單位是弧度）的正弦0.479425538604203>>>importrandom#導入標準庫random>>>n=random.random()#獲得[0,1)內的隨機小數>>>n=random.randint(1,100)#獲得[1,100]區間上的隨機整數>>>n=random.randrange(1,100)#返回[1,100)區間中的隨機整數>>>importos.pathaspath#導入標準庫os.path，并設置別名為path>>>path.isfile(r'C:\windows\notepad.exe')True>>>importnumpyasnp#導入擴展庫numpy，并設置別名為np>>>a=np.array((1,2,3,4))#通過模塊的別名來訪問其中的對象>>>aarray([1,2,3,4])>>>print(a)[1234]201.6.1import模塊名[as別名]>>>i1.6.2from模塊名import對象名[as別名]>>>frommathimportsin#只導入模塊中的指定對象，訪問速度略快>>>sin(3)0.1411200080598672>>>frommathimportsinasf#給導入的對象起個別名>>>f(3)0.1411200080598672>>>fromos.pathimportisfile>>>isfile(r'C:\windows\notepad.exe')True211.6.2from模塊名import對象名[as1.6.3from模塊名import*>>>frommathimport*#導入標準庫math中所有對象>>>sin(3)#求正弦值0.1411200080598672>>>gcd(36,18)#最大公約數18>>>pi#常數π3.141592653589793>>>e#常數e2.718281828459045>>>log2(8)#計算以2為底的對數值3.0>>>log10(100)#計算以10為底的對數值2.0>>>radians(180)#把角度轉換為弧度3.141592653589793221.6.3from模塊名import*>>>fr1.7Python程序的__name__屬性通過Python程序的__name__屬性可以識別程序的使用方式：如果作為模塊被導入，則其__name__屬性的值被自動設置為模塊名；如果作為程序直接運行，則其__name__屬性值被自動設置為字符串”__main__”。231.7Python程序的__name__屬性通過Pyth第1章概述24第1章概述11.1Python語言簡介Python是一門跨平臺、開源、免費的解釋型高級動態編程語言。Python支持命令式編程（Howtodo）、函數式編程（Whattodo），完全支持面向對象程序設計，擁有大量擴展庫。膠水語言：可以把多種不同語言編寫的程序融合到一起實現無縫拼接，更好地發揮不同語言和工具的優勢，滿足不同應用領域的需求。251.1Python語言簡介Python是一門跨平臺、開源1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數字都加5，得到新列表。（命令式編程）>>>x=list(range(10))>>>x[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>>y=[]>>>fornuminx:y.append(num+5)

>>>y[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]>>>[num+5fornuminx][5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]26循環，遍歷x中的每個元素列表方法，在尾部追加元素列表推導式創建列表空列表1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數字都1.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數字都加5，得到新列表。（函數式編程）>>>x=list(range(10))>>>x[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>>defadd5(num):returnnum+5>>>list(map(add5,x))[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]>>>list(map(lambdanum:num+5,x))[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]27定義函數，接收一個數字，加5后返回把函數add5映射到x中的每個元素lambda表達式，等價于函數add51.1Python語言簡介問題解決：把列表中的所有數字都1.2Python版本簡介Python目前存在2.x和3.x兩個系列的版本，互相之間不兼容。在選擇Python版本的時候，一定要先考慮清楚自己學習Python的目的是什么，打算做哪方面的開發，該領域或方向有哪些擴展庫可用，這些擴展庫最高支持哪個版本的Python。這些問題全部確定以后，再最終確定選擇哪個版本。Python2.x系列最遲將于2020年全面放棄維護和更新。281.2Python版本簡介Python目前存在2.x和31.3Python開發環境安裝與配置29默認編程環境：IDLE其他常用開發環境：Eclipse+PyDevpyCharmwingIDEEricPythonWinAnaconda3（內含Jupyter和Spyder）：/downloadzwPython1.3Python開發環境安裝與配置6默認編程環境：ID1.3.1IDLE30命令提示符每次只能執行一條語句1.3.1IDLE7命令提示符每次只能執行一條語句1.3.1IDLE311.3.1IDLE81.3.2Anaconda3321.3.2Anaconda391.3.2Anaconda3331.3.2Anaconda3101.4Python編程規范與代碼優化建議（1）縮進類定義、函數定義、選擇結構、循環結構、with塊，行尾的冒號表示縮進的開始。python程序是依靠代碼塊的縮進來體現代碼之間的邏輯關系的，縮進結束就表示一個代碼塊結束了。

同一個級別的代碼塊的縮進量必須相同。一般而言，以4個空格為基本縮進單位。341.4Python編程規范與代碼優化建議（1）縮進111.4Python編程規范與代碼優化建議（2）每個import語句只導入一個模塊，最好按標準庫、擴展庫、自定義庫的順序依次導入。351.4Python編程規范與代碼優化建議（2）每個imp1.4Python編程規范與代碼優化建議（3）最好在每個類、函數定義和一段完整的功能代碼之后增加一個空行，在運算符兩側各增加一個空格，逗號后面增加一個空格。361.4Python編程規范與代碼優化建議（3）最好在每個1.4Python編程規范與代碼優化建議（4）盡量不要寫過長的語句。如果語句過長，可以考慮拆分成多個短一些的語句，以保證代碼具有較好的可讀性。如果語句確實太長而超過屏幕寬度，最好使用續行符（linecontinuationcharacter）“\”，或者使用圓括號將多行代碼括起來表示是一條語句。371.4Python編程規范與代碼優化建議（4）盡量不要寫1.4Python編程規范與代碼優化建議（5）雖然Python運算符有明確的優先級，但對于復雜的表達式建議在適當的位置使用括號使得各種運算的隸屬關系和順序更加明確、清晰。381.4Python編程規范與代碼優化建議（5）雖然Pyt1.4Python編程規范與代碼優化建議（6）注釋以符號#開始，表示本行#之后的內容為注釋。包含在一對三引號'''...'''或"""..."""之間且不屬于任何語句的內容將被解釋器認為是注釋。391.4Python編程規范與代碼優化建議（6）注釋161.5擴展庫安裝方法pip在線安裝（命令提示符環境，建議切換至Python安裝目錄中的scripts文件夾執行）pip離線安裝：/~gohlke/pythonlibs/exe安裝，不是每個擴展庫都支持conda在線安裝如果機器上安裝了多個Python開發環境，那么在一個環境下安裝的擴展庫無法在另一個環境下使用，需要分別安裝。401.5擴展庫安裝方法pip在線安裝（命令提示符環境，建議1.5擴展庫安裝方法41pip命令示例說明pipdownloadSomePackage[==version]下載擴展庫的指定版本，不安裝pipfreeze[>requirements.txt]以requirements的格式列出已安裝模塊piplist列出當前已安裝的所有模塊pipinstallSomePackage[==version]在線安裝SomePackage模塊的指定版本pipinstallSomePackage.whl通過whl文件離線安裝擴展庫pipinstallpackage1package2...依次（在線）安裝package1、package2等擴展模塊pipinstall-rrequirements.txt安裝requirements.txt文件中指定的擴展庫pipinstall--upgradeSomePackage升級SomePackage模塊pipuninstallSomePackage[==version]卸載SomePackage模塊的指定版本把SomePackage替換為實際要安裝或卸載的擴展庫名/~gohlke/pythonlibs/下載時選擇合適版本，并且不要修改文件名1.5擴展庫安裝方法18pip命令示例說明pipdow1.6標準庫與擴展庫對象的導入與使用Python默認安裝僅包含基本或核心模塊，啟動時也僅加載了基本模塊，在需要時再顯式地導入和加載標準庫和第三方擴展庫（需正確安裝），這樣可以減小程序運行的壓力，并且具有很強的可擴展性。從“木桶原理”的角度來看，這樣的設計與安全配置時遵循的“最小權限”原則的思想是一致的，也有助于提高系統安全性。421.6標準庫與擴展庫對象的導入與使用Python默認安裝1.6.1import模塊名[as別名]>>>importmath#導入標準庫math>>>math.sin(0.5)#求0.5（單位是弧度）的正弦0.479425538604203>>>importrandom#導入標準庫random>>>n=random.random()#獲得[0,1)內的隨機小數>>>n=random.randint(1,100)#獲得[1,100]區間上的隨機整數>>>n=random.randrange(1,100)#返回[1,100)區間中的隨機整數>>>importos.pathaspath#導入標準庫os.path，并設置別名為path>>>path.isfile(r'C:\windows\notepad.exe')True>>>importnumpyasnp#導入擴展庫numpy，并設置別名為np>>>a=np.array((1,2,3,4))#通過模塊的別名來訪問其中的對象>>>a