机器学习技术（一）——python基础超详解

0、引言

​ Python3语言的基础，快速掌握Python语言中的基本数据类型、Python编程语言的基本语法、Python面向对象编程和Python的文件操作。为以后的机器学习实例实验打下基础。

​ 本篇内容适用人群：具有一定python基础的读者，期末考试复习、巩固基础可用、打算学习机器学习等需要用python编程实现的知识，需要巩固python内容的读者…

​ 另外没有基础的同学建议去菜鸟教程等文档、或者网课自学。

1、基础概念

🐍变量

语法：变量名=变量值（等号代表赋值）

输入：

a="hello world,hello tianhai"
print(a)

输出：

hello world,hello tianhai

🐍注释

为了代码的清晰)从#号开始，一直到本行的末尾，都是被注释的内容不会被Python解释器解析，即Python解释器看到#就不会进行编译。

# 我是一段注释
'''
我也是一段注释
'''

🐍输入 输出

语法：input(content)

返回值是字符串

输入：

input()

在弹出的输入框中通过键盘输入‘123’

输出：

'123'

2、数据类型

🐍数值类型

数值类型包含整型、浮点型、复数类型、布尔类型。

各数值类型间可相互转换

输入：

print(int())		#默认为0
print(float())		#没有参数，默认为0.0
print(complex())		#没有参数。默认为 0j
print(bool())		#没有参数，默认为False

输出：

0
0.0
0j
False

🐍运算符

输入：

print(True+False)		# 输出1，True默认为1，False为0   
print(True or False)	# 输出True，关键字or执行“或”操作
print(5//2)			# 输出2，//为取整运算符 
print(5%2)			# 输出1，%为取余运算符 
print(3**2)   			# 输出9，**表示乘方操作 
print(5+1.6) 	 		# 输出6.6，不同精度的类型的数字相加默认取高精度类型作为结果

输出：

1
True
2
1
9
6.6

🐍字符串类型

输入：

S = 'python'							# 给变量S赋值 python
# len(obj): 返回对象的长度
print(len(S)) 							# 输出6 
print(S[0],S[1],S[-1]) 				# 输出pyn ，按照索引获取元素
print(S+'1',S*2) 						# 输出python1 pythonpython：合并和重复

输出：

6
p y n
python1 pythonpython

字符串常用操作

1. 字符串切片

S = "python"
S.split('h')
# 输出[‘pyt’,’on’]

2. 字符串替换

S.replace('py','PY')

3. 小写字符转化为大写、大写字符转化为小写

S.upper()
S.lower()

4. 字符连接

emo = ''.join(['life', 'is' ,'short'])
print(emo)
# 输出life is short，join拼接字符串

5. 格式化字符串

hw12='%s %s %d' % ('hello','world',12) 	# 格式化字符串
print(hw12)								# 输出hello world 12

🐍列表

1. 列表的常用操作

language = ['python', 'R', 'C++']

2. 追加元素

language = ['python', 'R', 'C++']
language.append('Rust')			# 追加元素
print(language)
# 输出 ['python', 'R', 'C++','Rust']

3. 删除元素

language = ['python', 'R', 'C++']
language.remove('R')
print(language)
# 输出 ['python', 'C++']

4. 插入列表的指定位置

language = ['python', 'R', 'C++']
language.insert(1,'Java')# 在下标1的地方插入元素Java
print(language)
# 输出 ['python', 'Java', 'R', 'C++']

5. 移除列表中下标对应的元素

language = ['python', 'R', 'C++']
language.pop(1)# 删除下标为1的元素
print(language)
# 输出 ['python', 'C++']

6. 遍历并获取元素和对应索引

language = ['python', 'R', 'C++']
for i in enumerate(language): print(i)		
#输出：(0, python)
#	   (1, R)
#	   (2, C++)

7. 批量生成符合规则的元素组成的列表

language = ['python', 'R', 'C++']
double = [x*2 for x in language]
print(double)					
#输出 ：['pythonpython ', 'RR ', 'C++C++ ']

8. 对列表进行排序

list1 = [12,45,34,56]
list1.sort()
print(list1)
# 输出[12,34,45,56]

9. 逆置列表中元素

list1 = [12,45,34,56]
list1.reverse()					# 对列表进行逆置
print(list1)						# 输出[56,34,45,12]

🐍元组

1. 创建元组

T=(1,2,3)

2. 元组合并相加

T = T+(4,5)
print(T) 
输出：(1, 2, 3, 4, 5)

3. 只有一个元素的元组

t=(12,) 

4. 元组的不可变性

tuple1 = (12,45,32,55,[1,0,3])
# 元组中可变的元素是可以变得
tuple1[4][0] = 2
print(tuple1)			# (12,45,32,55,[2,0,3])
tuple1[0] = "11"		# 程序异常，元组的不可变性

🐍字典

1. 定义字典

#三种方法
x = {'food':'Spam','quantity':4,'color':'pink'}
X =dict(food='Spam',quantity=4, color='pink')
x = dict([("food", "Spam"),("b", "2"),("color","pink")])

2. 元素访问

print(x.keys()) 	# 输出dict_keys(['food', 'quantity', 'color'])
print(x.values())	# 输出dict_values(['Spam', 4, 'pink'])
print(x.items())	# 输出 dict_items([('food', 'Spam'), ('quantity', 4), ('color', 'pink')])

3.清空与删除

x.clear()				# 清空字典中的所有数据
print(x)				# 输出 {}
del(x)
print(x)				# 程序异常，提示“d”未定义

🐍集合

1. 定义集合

sample_set = {'Prince', 'Techs'}
print('Data' in sample_set)   	# 输出False，in的作用是检查集合中是否存在某一元素

2. 增加、删除元素

sample_set.add('Data')      		# 向集合中增加元素Data
print(sample_set)					# 输出 {'Prince', 'Techs', 'Data'}
sample_set.remove('Data')   		# 删除元素Data  

3.不可变集合

sample_set = frozenset(sample_set)

4.集合元素的唯一性

list2 = [1,3,1,8,3]
print(list(set(list2)))	# 输出 [1,3,8]，利用集合元素的唯一性进行列表去重

3、选择、循环与函数

接收一个用户输入的分数，然后判断用户所输入的分数属于什么级别。使用Python中的if语句可以完成此功能。

🐍if…elif…else

if 判断条件1:执行语句1……
elif 判断条件2:执行语句2……
elif 判断条件3:执行语句3……
else:执行语句4……

🐍try:… except Exception

是Python中用于捕获异常的语句，如果try中的语句出现错误，则会执行except中的语句。

输入：

#根据输入的分数判断
# input()：用于接收输入。
score = input("请输入你的分数")# input函数接收输入，为字符串类型
try:score = float(score)	# 将分数转化为数字类型if 100>=score>=90:		# 判断输入的值是否大于等级分数print("优")			# 满足条件后输出等级elif 90 > score >= 80:print("良")elif 80>score>60:print("及格")else:print("去补考吧！")
except Exception:print("请输入正确的分数")

输出：

请输入你的分数59
去补考吧！

🐍循环语句

当满足条件时循环执行语句块，想要结束循环时，使用break或continue结束循环。

输入：

#while循环
i = 0								# 新建i变量
while i<9:							# 设置循环条件i+=1							# 每次循环i增加1if i == 3:						# 判断条件是否满足print("跳出此次循环")continue					# continue跳出当前的这一次循环if i == 5:print("跳出当前大的循环")break						# 跳出当前的大的循环print(i)

输出：

1
2
跳出此次循环
4
跳出当前大的循环

输入：

#使用for循环打印包含*元素的菱形
for i in range(10):  					 #定义外层循环（第几行）for k in range (10-i): 				 #定义内层循环，每一行对应的纵向位置print(" ",end="") 				 #打印空for j in range(2*i-1): 				 #打印*， 每一行对应的纵向位置print('*', end="")print()

输出：

         *********************************************************************************

🐍函数

自定义一个函数，返回一个序列。序列中每个数字都是前两个数字之和（斐波那契数列）。

输入：

def fibs(num):								# 位置参数result = [0,1]								# 新建列表存储数列的值for i in range(2,num):						# 循环num-2次a = result[i-1] + result[i-2]			result.append(a)						# 将值追加至列表return result								# 返回列表
fibs(5)

输出：

[0, 1, 1, 2, 3]

输入：

def hello(greeting='hello',name='world'):		# 默认参数print('%s, %s!' % (greeting, name))		# 格式化输出	
hello() 							# hello，world    默认参数
hello('Greetings') 				# Greetings，world     位置参数
hello('Greetings','universe') 	# Greetings，universe     位置参数
hello(name='Gumby')				# hello，Gumby	关键字参数

输出：

hello, world!
Greetings, world!
Greetings, universe!
hello, Gumby!

4、对象

🐍创建类

据Dog类创建的每个实例都将存储名字和年龄。我们将赋予了每条小狗蹲下（sit（））和打滚（roll_over（））的能力：

输入：

class Dog():"""一次模拟小狗的简单尝试"""def __init__ (self,name,age):"""初始化属性name和age"""self.name = nameself.age = agedef sit(self):"""模拟小狗被命令时蹲下"""print(self.name.title()+"is now sitting")def roll_over(self):"""模拟小狗被命令时打滚"""print(self.name.title()+"rolled over!")dog = Dog("哈士奇",2)
dog.sit()
dog.roll_over()

输出：

哈士奇is now sitting
哈士奇rolled over!

🐍访问属性

输入：

class Employee:'所有员工的基类'empCount = 0def __init__(self, name, salary):self.name = nameself.salary = salaryEmployee.empCount += 1  def displayCount(self):print("Total Employee %d" % Employee.empCount )def displayEmployee(self):print("Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary)
# 创建 Employee 类的第一个对象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
# 创建 Employee 类的第二个对象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print("Total Employee %d" % Employee.empCount)

输出：

Name :  Zara , Salary:  2000
Name :  Manni , Salary:  5000
Total Employee 2

🐍类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。

输入：

class Parent:        # 定义父类parentAttr = 100def __init__(self):print("调用父类构造函数")def parentMethod(self):print('调用父类方法')def setAttr(self, attr):Parent.parentAttr = attrdef getAttr(self):print("父类属性 :", Parent.parentAttr)
class Child(Parent): # 定义子类def __init__(self):print("调用子类构造方法")def childMethod(self):print('调用子类方法')
c = Child()          # 实例化子类
c.childMethod()      # 调用子类的方法
c.parentMethod()     # 调用父类方法
c.setAttr(200)       # 再次调用父类的方法 - 设置属性值
c.getAttr()    

输出：

调用子类构造方法
调用子类方法
调用父类方法
父类属性 : 200

5、深拷贝和浅拷贝

使用python中的copy模块来实现深拷贝的功能

🐍浅拷贝

原数据中嵌套列表的值被修改时，浅拷贝数据一起被修改

import copy
Dict1 = { 'name': 'lee', 'age':89, 'num':[1,2,8]}	# 新建字典
Dict_copy = Dict1.copy()			# 浅拷贝
Dict1['num'][1] = 6				# 修改原数据中嵌套列表的值
print('Dict_copy:'+ str(Dict_copy))	
# Dict_copy :{‘name’:’lee’, ‘age’:89, ‘num’:[1,6,8]}# 浅拷贝数据一起被修改

🐍深拷贝

原数据中嵌套列表的值被修改时，深拷贝的数据不被修改

import copy
Dict1 = { 'name': 'lee', 'age':89, 'num':[1,2,8]}	# 新建字典
Dict_dcopy = Dict1.copy()			# 浅拷贝
Dict1['num'][1] = 6				# 修改原数据中嵌套列表的值
print('Dict_dcopy:'+ str(Dict_dcopy))	
# Dict_dcopy :{‘name’:’lee’, ‘age’:89, ‘num’:[1,2,8]}		# 深拷贝没有修改

6、标准库

🐍sys

1. sys.exit([n])

此方法可以是当前程序退出，n为0时表示正常退出，其他值表示异常退出。

输入：

import sys
for i in range(100):print(i)if i ==5:sys.exit(0)

输出：

0
1
2
3
4
5An exception has occurred, use %tb to see the full traceback.SystemExit: 0

2. sys.path

获取模块搜索路径。

输入：

sys.path

输出：

['', 'D:\\Anaconda3\\python39.zip', 'D:\\Anaconda3\\DLLs', 'D:\\Anaconda3\\lib', 'D:\\Anaconda3', 'D:\\Anaconda3\\lib\\site-packages', 'D:\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\win32', 'D:\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\win32\\lib', 'D:\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\Pythonwin']

3. sys.platform

获取当前系统平台。

输入：

sys.platform

输出：

'linux'  

or

'win32'

…

🐍os

1. 获取当前进程id

import os
print("当前进程的ID：", os.getpid())

2. 获取当前父进程id

print("当前父进程的ID：", os.getppid())

3. 获取当前所在路径

cwd = os.getcwd()
print("当前所在路径为：",cwd)

4. 改变当前工作目录

os.chdir("/home/")
print("修改后当前所在路径为：", os.getcwd())

5. 返回目录下所有文件

print("当前目录下的文件有：", os.listdir(cwd))

6. 输出当前路径下的所有文件

for root, dirs, files in os.walk(cwd, topdown=False):for name in files:print(os.path.join(root, name))for name in dirs:print(os.path.join(root, name))

🐍time

1. time.time()

用于获取当前时间戳

import time
# time.time():用于获取当前时间戳
time_now = time.time()
print("时间戳：",time_now)
# 输出：
# 时间戳： 1560166359.9892673

2. time.localtime()

获取时间元组

localtime = time.localtime(time_now)
print("本地时间为 :", localtime)

3. time.asctime()

获取格式化的时间

localtime = time.asctime(localtime)
print("本地时间为 :", localtime)

4. time.strftime(format[, t])

接收时间元组，并返回以可读字符串表示的当地时间，格式由参数format决定。

print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))

7、总结

本文系统性地介绍了python一些基本命令，数据类型，循环以及函数的定义等，并相应给了一些例子，通过完成这些小例子能够较好地巩固python基础并为以后的学习做铺垫。