第2章

Python語言基礎（1）人工智能技術應用01Python概述02開發環境目錄03Python基礎CONTENTS04網絡爬蟲05數據分析06數據可視化2

.

1Python概述01 Python的發展Python的特點02Python的應用0301 Python的發展1Python之父Guidovan

Rossum（吉多·范羅蘇姆）

1956打

發

圣

誕

節

，

編

寫Python解釋器，1991年第一個Python解釋器誕生Google—>2020年退休后加入Microsoft01 Python的發展1Python之父Guidovan

Rossum（吉多·范羅蘇姆）

1956打

發

圣

誕

節

，

編

寫Python解釋器，1991年第一個Python解釋器誕生Google—>2020年退休后加入Microsoft2命名由來解決問題的編程語言簡短、獨特、神秘電視劇：MontyPython’sFlying

Circus（蒙提·派森的飛行馬戲團），BBC喜劇01 Python的發展1Python之父Guidovan

Rossum（吉多·范羅蘇姆）

1956打

發

圣

誕

節

，

編

寫Python解釋器，1991年第一個Python解釋器誕生Google—>2020年退休后加入Microsoft2命名由來解決問題的編程語言簡短、獨特、神秘電視劇：MontyPython’sFlying

Circus（蒙提·派森的飛行馬戲團），BBC喜劇3設計理念語法簡單且功能強大從A

B

C

語言發展而來，結合shell和C的特點設計哲學：

優雅、明確、簡單宣言：Life

is

short,

youneed

python01 Python的發展1Python之父Guidovan

Rossum（吉多·范羅蘇姆）

1956打

發

圣

誕

節

，

編

寫Python解釋器，1991年第一個Python解釋器誕生Google—>2020年退休后加入Microsoft2命名由來解決問題的編程語言簡短、獨特、神秘電視?。篗ontyPython’sFlying

Circus（蒙提·派森的飛行馬戲團），BBC喜劇3設計理念語法簡單且功能強大從A

B

C

語言發展而來，結合shell和C的特點設計哲學：

優雅、明確、簡單宣言：Life

is

short,

youneed

python4版本發展1991

年第一個解釋器誕生

1994年Python1.0

2000年Python

2.0

2008年Python

3.0已停止Python2的更新01 Python的發展1Python之父Guidovan

Rossum（吉多·范羅蘇姆）

1956打

發

圣

誕

節

，

編

寫Python解釋器，1991年第一個Python解釋器誕生Google—>2020年退休后加入Microsoft2命名由來解決問題的編程語言簡短、獨特、神秘電視?。篗ontyPython’sFlying

Circus（蒙提·派森的飛行馬戲團），BBC喜劇3設計理念語法簡單且功能強大從A

B

C

語言發展而來，結合shell和C的特點設計哲學：

優雅、明確、簡單宣言：Life

is

short,

youneed

python4版本發展1991

年第一個解釋器誕生

1994年Python1.0

2000年Python

2.0

2008年Python

3.0已停止Python2的更新5最受歡迎排名持續保持增長態勢2004年開始穩定前十2010年度語言前三甲（C和Java）02 Python的特點1簡潔易讀初學者語言，

語法簡單能用更少的代碼表達想法幼兒編程Scratch、青少年編程Python02 Python的特點1簡潔易讀初學者語言，

語法簡單能用更少的代碼表達想法幼兒編程Scratch、青少年編程Python02 Python的特點1簡潔易讀初學者語言，

語法簡單能用更少的代碼表達想法幼兒編程Scratch、青少年編程Python2免費開源設計初衷：免費開源開源工具

框架

項目G

i

t

H

u

b

年度使用語言，Python排第二G

i

t

H

u

b

開源社區貢獻，中國僅次于美國02 Python的特點1簡潔易讀初學者語言，

語法簡單能用更少的代碼表達想法幼兒編程Scratch、青少年編程Python2免費開源設計初衷：免費開源開源工具

框架

項目G

i

t

H

u

b

年度使用語言，Python排第二G

i

t

H

u

b

開源社區貢獻，中國僅次于美國3跨平臺可移植性兼容性W

i

n

d

o

w

s

、L

i

n

u

x

、Solaris…02 Python的特點1簡潔易讀初學者語言，

語法簡單能用更少的代碼表達想法幼兒編程Scratch、青少年編程Python2免費開源設計初衷：免費開源開源工具

框架

項目G

i

t

H

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b

年度使用語言，Python排第二G

i

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開源社區貢獻，中國僅次于美國3跨平臺可移植性兼容性W

i

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w

s

、L

i

n

u

x

、Solaris…4易擴展Op

e

nC

V等

提

供

了Python調用接口Python可調用

用C/C++/Java編寫的模塊02 Python的特點1簡潔易讀初學者語言，

語法簡單能用更少的代碼表達想法幼兒編程Scratch、青少年編程Python2免費開源設計初衷：免費開源開源工具

框架

項目G

i

t

H

u

b

年度使用語言，Python排第二G

i

t

H

u

b

開源社區貢獻，中國僅次于美國3跨平臺可移植性兼容性W

i

n

d

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、L

i

n

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x

、Solaris…4易擴展Op

e

nC

V等

提

供

了Python調用接口Python可調用

用C/C++/Java編寫的模塊5類庫豐富標準庫第三方庫（安裝）膠水語言（glu

elanguage）03 Python的應用1web開發效率高、易擴展、易維護web開發框架Django、Flask等YouTuBe、豆瓣網、知乎、Google等網站03 Python的應用1web開發效率高、易擴展、易維護web開發框架Django、Flask等YouTuBe、豆瓣網、知乎、Google等網站2自動化測試運維產品—UI—開發—測試—

運維—

銷售—

客服……框架、工具自動化03 Python的應用1web開發效率高、易擴展、易2自動化測試運維產品—UI—開發—測3網絡爬蟲從網站上爬取數據，維護試—

運維—

銷售—

客 進行分析，搜索引擎…web開發框架Django、服……第三方庫、框架Flask等YouTuBe、豆瓣網、知框架、工具自動化遵守協議；反爬蟲乎、Google等網站03 Python的應用1web開發效率高、易擴展、易維護web開發框架Django、Flask等YouTuBe、豆瓣網、知乎、Google等網站2自動化測試運維產品—UI—開發—測試—

運維—

銷售—

客服……框架、工具自動化3網絡爬蟲從網站上爬取數據，進行分析，搜索引擎…第三方庫、框架遵守協議；反爬蟲4數據分析挖掘分析挖掘出隱含的價值關系，發揮數據價值需

求

分

析

—

數

據

獲取—

數據預處理—

分析建?！?/p>

模型評價優化—系統部署03 Python的應用1web開發效率高、易擴展、易維護web開發框架Django、Flask等YouTuBe、豆瓣網、知乎、Google等網站2自動化測試運維產品—UI—開發—測試—

運維—

銷售—

客服……框架、工具自動化3網絡爬蟲從網站上爬取數據，進行分析，搜索引擎…第三方庫、框架遵守協議；反爬蟲4數據分析挖掘分析挖掘出隱含的價值關系，發揮數據價值需

求

分

析

—

數

據

獲取—

數據預處理—

分析建?！?/p>

模型評價優化—系統部署5人工智能標準科學計算、數據分析、圖像動動畫、深度學習…Python實現人工智能學習框架：

百度Paddle、Google

TensorFlow等2

.

2開發環境01 PythonPyCharm02Anaconda0301

Python1下載官網https:///downloads/選擇：OS、32位/64位01

Python1下載官網https:///downloads/選擇：OS、32位/64位2安裝雙擊下一步安裝勾選：Add

Python

toPATH，添加到環境變量安裝到默認路徑即可01

Python1下載官網https:///downloads/選擇：OS、32位/64位2安裝雙擊下一步安裝勾選：Add

Python

toPATH，添加到環境變量安裝到默認路徑即可3驗證Win+R鍵

輸入

cmd

輸入

python

出現版本號即可01

Python1下載官網https:///downloads/選擇：OS、32位/64位2安裝雙擊下一步安裝勾選：Add

Python

toPATH，添加到環境變量安裝到默認路徑即可3驗證Win+R鍵

輸入

cmd

輸入

python

出現版本號即可4使用命令行提示符內置的IDLE環境安裝Python解釋器就能使用，但開發效率不高，可使用集成開發環境（IDE）02

PyCharm1下載功能強大，有調試、語法高亮、智能提示、版本控制、支持web框架等官網https://www.jetbrains.com/

pycharm/download/社區版

Community02

PyCharm1下載功能強大，有調試、語法高亮、智能提示、版本控制、支持web框架等官網https://www.jetbrains.com/

pycharm/download/社區版2安裝雙擊下一步安裝勾選：2個安裝路徑不要有中文的目錄02

PyCharm1下載功能強大，有調試、語法高亮、智能提示、版本控制、支持web框架等官網https://www.jetbrains.com/

pycharm/download/社區版2安裝雙擊下一步安裝勾選：2個安裝路徑不要有中文的目錄3配置添加解釋器主題、字體大小熱鍵（

放大/

縮小字體）安裝第三方庫02

PyCharm1下載功能強大，有調試、語法高亮、智能提示、版本控制、支持web框架等官網https://www.jetbrains.com/

pycharm/download/社區版2安裝雙擊下一步安裝勾選：2個安裝路徑不要有中文的目錄3配置添加解釋器主題、字體大小熱鍵（

放大/

縮小字體）安裝第三方庫4使用目錄結構：項目-包-模塊/文件補全、提示；快捷鍵…03 Anaconda1下載開源的Python發行版本包

含

了

大

量

的

科

學包，已包含Python解釋器Anaconda官網或清華大學開源軟件鏡像站選擇合適的系統和位數03 Anaconda1下載開源的Python發行版本包

含

了

大

量

的

科

學包，已包含Python解釋器Anaconda官網或清華大學開源軟件鏡像站選擇合適的系統和位數2安裝雙擊下一步安裝安

裝

到

默

認

路

徑

即可，不要有中文的目錄不勾選：

添加到環境變量勾

選

：

使

用

默

認

的Python解釋器03 Anaconda1下載開源的Python發行版本包

含

了

大

量

的

科

學包，已包含Python解釋器Anaconda官網或清華大學開源軟件鏡像站選擇合適的系統和位數2安裝雙擊下一步安裝安

裝

到

默

認

路

徑

即可，不要有中文的目錄不勾選：

添加到環境變量勾

選

：

使

用

默

認

的Python解釋器3驗證開始菜單

所有程序

Anaconda3(64-bit)

Anaconda

Navigator

成功啟動說明安裝成功03 Anaconda1下載開源的Python發行版本包

含

了

大

量

的

科

學包，已包含Python解釋器Anaconda官網或清華大學開源軟件鏡像站選擇合適的系統和位數2安裝雙擊下一步安裝安

裝

到

默

認

路

徑

即可，不要有中文的目錄不勾選：

添加到環境變量勾

選

：

使

用

默

認

的Python解釋器3驗證開始菜單

所有程序

Anaconda3(64-bit)

Anaconda

Navigator

成功啟動說明安裝成功4使用基于網頁、交互式：網頁上直接編寫、運行代碼，直接顯示結果打開：開始菜單

所有程序

Anaconda3

Jupyter

Notebook2

.

3Python基礎01 實例1：五角星實例2：回文詩02實例3：冰雹猜想03實例1：五角星01導入

五星紅旗身向國旗

心向黨目標使用Python的標準庫turtle，繪制五角星

實例1：五角星01分析

紙筆如何畫？Python如何繪制？

-

-

----

標準庫：turtle

------

起點終點重合；每個內角36度（即外角144度）實例1：五角星01實現

importturtlewhile

True:#向前移動200turtle.forward(200)

#

向右轉到144度turtle.right(144)#

看畫筆是否回到原點，回到原點為真，則結束ifabs(turtle.pos())<

1:break實例1：五角星01優化（設置填充顏色，填充圖形）

import

turtle#設置填充顏色為紅色turtle.fillcolor("red")#

準備開始填充圖形turtle.begin_fill()while

True:#向前移動200turtle.forward(200)#

向右轉到144度turtle.right(144)#

看畫筆是否回到原點，回到原點為真，則結束ifabs(turtle.pos())<

1:break#

填充完成turtle.end_fill()01 實例1：五角星1引用函數庫標準庫：引用import

庫名from

庫名

import

函數名知識點

importturtleturtle.fillcolor("red")turtle.forward(200)turtle.right(144)

01 實例1：五角星1引用函數庫標準庫：引用import

庫名from

庫名

import

函數名2縮進格式層次：縮進和冒號Tab鍵（4個空格）知識點

01 實例1：五角星1引用函數庫標準庫：引用import

庫名from

庫名

import

函數名2縮進格式層次：縮進和冒號Tab鍵（4個空格）Pycharm：Ctrl+Alt+L格式化3選擇結構程序結構：

順序、選擇/分支、循環順序結構：

從上到下依次執行選擇結構：

根據條件判斷結果執行不同路徑知識點

01 實例1：五角星1引用函數庫標準庫：引用import

庫名from

庫名

import

函數名2縮進格式層次：縮進和冒號Tab鍵（4個空格）Pycharm：Ctrl+Alt+L格式化3選擇結構程序結構：

順序、選擇/分支、循環順序結構：

從上到下依次執行選擇結構：

根據條件判斷結果執行不同路徑4循環結構判斷條件若真，

則反復執行選擇結構與循環結構的區別知識點

實例2：回文詩02導入

中華文化瑰寶，文化自信《詩經》、唐詩、宋詞、元曲…蘇軾（蘇東坡）的《題金山寺》為回文詩目標先輸出《題金山寺》，再從后往前輸出

實例2：回文詩02分析

你怎么讀？Python如何輸出？

-

-

----

s------

從前往后讀；從后往前讀print（s） print(從后往前輸出s)Python中字符串的切片功能

實例2：回文詩02實現s

=

"潮隨暗浪雪山傾，遠浦漁舟釣月明。橋對寺門松徑小，檻當泉眼石波清。迢迢綠樹江天曉，靄靄紅霞海日晴。遙望四邊云接水，碧峰千點數鴻輕"print('《題金山寺》蘇軾')#

s

等價于

s[::]#

起始、結束位置省略，表示從頭到尾；步長省略默認為1print(s)print("從后往前讀：")#

步長-1表示從后往前print(s[::-1])實例2：回文詩02擴展（驗證某個數是不是回文數）02 實例2：回文詩名字命名規范給變量賦值

就賦予了類型知識點

1變量num=123name=“張三”

02 實例2：回文詩1變量名字命名規范給變量賦值

就賦予了類型2字符串數據類型用一對單引號、雙引號或三引號用方括號[]來截?。?/p>

0表示開始，-1表示末尾切片，截取s[start:stop:

step]知識點

02

實例2：回文詩s[start:stop:

step]123變量字符串print名字命名規范數據類型用一對單引號、雙引輸出語句輸出格式給變量賦值就賦予了號或三引號類型用方括號[]來截?。?/p>

0表示開始，-1表示末尾切片，截取知識點

實例3：冰雹猜想03導入

老子《道德經》有云，所謂一生二，二生三，三生萬物，萬物變幻，九九八十一后又再循環，歸一。這種“周而復始”體現了人類對一切事物發展認識的辯證唯物論的哲學思想。數學：冰雹猜想，角谷猜想。無論N是怎樣一個數字，最終都無法逃脫回到谷底1。目標任意寫出一個自然數N，并且按照以下的規律進行變換：如果是奇數，則下一步變成3N+1；如果是偶數，則下一步變成N/2。這樣經過若干個次數，最終回到1例如：10——>5——>16——>8——>4——>2——>1

實例3：冰雹猜想03分析實例3：冰雹猜想03實現n=int(input('請輸入任意一自然數：'))while(n!=1):ifn

%2==0:n=n//2print(n)else:n=3*n+1print(n)03

實例3：冰雹猜想知識點

1input輸入接收用戶輸入信息保存在變量中都被當做字符串03

實例3：冰雹猜想1input輸入接收用戶輸入信息保存在變量中都被當做字符串2數字數據類型：

字符串、數字…整數：int浮點數：float布爾：bool知識點

03

實例3：冰雹猜想1input輸入接收用戶輸入信息保存在變量中都被當做字符串2數字數據類型：

字符串、數字…整數：int浮點數：float布爾：bool3類型轉換type()查看類型轉換函數：

i

n

t

(

)

、float()、str()、eval()…知識點

03

實例3：冰雹猜想1input輸入接收用戶輸入信息保存在變量中都被當做字符串2數字數據類型：

字符串、數字…整數：int浮點數：float布爾：bool3類型轉換type()查看類型轉換函數：

i

n

t

(

)

、float()、str()、eval()…4運算符算術：+

-

*

//比較/關系：>

<

==賦值：=邏輯：and or知識點

03

實例3：冰雹猜想1input輸入接收用戶輸入信息保存在變量中都被當做字符串2數字數據類型：

字符串、數字…整數：int浮點數：float布爾：bool3類型轉換type()查看類型轉換函數：

i

n

t

(

)

、float()、str()、eval()…4運算符算術：+

-

*

//比較/關系：>

<

==賦值：=邏輯：and or5二分支結構if…else…知識點

2.

4網絡爬蟲爬蟲概述01實例4：知己知彼02爬蟲概述01網絡爬蟲應用廣泛：搜索引擎、數據采集、軟件測試、網絡安全等。在爬蟲領域，Python幾乎是霸主地位，將網絡一切數據作為資源，通過自動化程序進行有針對性的數據采集以及處理。01

爬蟲概述1概念按照一定的規則，

自動地抓取萬維網信息的程序或者腳本。互聯網上公開的并且可以訪問到的數據01

爬蟲概述1概念按照一定的規則，

自動地抓取萬維網信息的程序或者腳本。互聯網上公開的并且可以訪問到的數據2分類通用網絡爬蟲聚焦網絡爬蟲增量式網絡爬蟲深層網絡爬蟲01

爬蟲概述1概念按照一定的規則，

自動地抓取萬維網信息的程序或者腳本?；ヂ摼W上公開的并且可以訪問到的數據2分類通用網絡爬蟲聚焦網絡爬蟲增量式網絡爬蟲深層網絡爬蟲3過程url發送請求，獲得響應解析響應保存數據01

爬蟲概述1概念按照一定的規則，

自動地抓取萬維網信息的程序或者腳本?；ヂ摼W上公開的并且可以訪問到的數據2分類通用網絡爬蟲聚焦網絡爬蟲增量式網絡爬蟲深層網絡爬蟲3過程url發送請求，獲得響應解析響應保存數據4HTTP協議超文本傳輸協議規則，

在瀏覽器和服務器之間傳輸數據實例4：知己知彼02導入

托爾斯泰曾說：理想是指路的明燈，沒有理想就沒有堅定的方向，就沒有生活周恩來12歲時就發出“為中華之崛起而讀書”的誓言有明確的、切合實際的職業理想，并為之努力奮斗要實現職業理想，首先要了解自己，其次要了解職業，最后要了解社會實例4：知己知彼02目標

爬取51job上python相關職位信息目標

內容保存在html文件實例4：知己知彼02分析

實質：模擬瀏覽器，向服務器發送HTTP請求，獲取響應數據庫：內置的urllib；第三方庫requests使用：request庫發送get請求，帶上User-Agent請求頭，模擬瀏覽器，獲取和瀏覽器訪問一致的內容。實例4：知己知彼02實現#

安裝requests第三方庫

pipinstall

requests02

實例4：知己知彼知識點

1requests庫第三方庫：安裝requests的get()方法，傳入url和headers參數響應內容保存在變量中，通過response.text或者response.content得到響應內容02

實例4：知己知彼1requests庫第三方庫：安裝requests的get()方法，傳入url和headers參數響應內容保存在變量中，通過response.text或者response.content得到響應內容2post請求需提交數據，如登錄post()方法：傳入url、headers、data參數知識點

02

實例4：知己知彼1requests庫第三方庫：安裝requests的get()方法，傳入url和headers參數響應內容保存在變量中，通過response.text或者response.content得到響應內容2post請求需提交數據，如登錄post()方法：傳入url、headers、data參數3反爬策略爬取頻率高訪問壓力限制IP地址單位時間訪問次數屏蔽IP登錄才能訪問，

驗證碼動態頁面知識點

02

實例4：知己知彼1requests庫第三方庫：安裝requests的get()方法，傳入url和headers參數響應內容保存在變量中，通過response.text或者response.content得到響應內容2post請求需提交數據，如登錄post()方法：傳入url、headers、data參數3反爬策略爬取頻率高訪問壓力限制IP地址單位時間訪問次數屏蔽IP登錄才能訪問，

驗證碼動態頁面4robots協議robots.txt

存放于網站根目錄下的文本文件告知搜索引擎哪些頁面能被抓取，

哪些頁面不能被抓取協議，

不是命令，

約定俗成的。盜亦有道知識點

2.

5數據分析分析概述01實例5：冷暖自知02分析概述01人工智能的三大核心要素是：數據、算法、運算力。人工智能的本質是對數據實時化、快速化的處理，實現數據價值的挖掘與應用。利用Python進行數據分析處理是人工智能應用基礎。01

分析概述1概念有目的地進行收集、處理、分析數據，

提煉出有價值的信息的過程01

分析概述1概念有目的地進行收集、處理、分析數據，

提煉出有價值的信息的過程2流程明確需求數據收集數據處理數據分析數據展示01

分析概述1概念有目的地進行收集、處理、分析數據，

提煉出有價值的信息的過程2流程明確需求數據收集數據處理數據分析數據展示3常用工具NumpyPandas實例5：冷暖自知02導入

溫室效應；全球氣候變暖中國堅持創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，將大力推進綠色低碳循環發展，采取有力行動應對氣候變化。實例5：冷暖自知02目標

已知某城市5月份15天內的最高、最低溫度目標

算出近15天的溫度平均值、每天溫度的平均值、最高/低溫度的平均值，以及最高溫度和最低溫度實例5：冷暖自知02分析

Numpy有統計函數可以快速方便對數組元素進行計算實例5：冷暖自知02實現Anconda已包含Numpy等多個擴展庫，不需要安裝02

實例5：冷暖自知知識點

1NumpyPython的擴展程序庫數學函數庫，

用于數組、矩陣運算N維數組對象ndarray02

實例5：冷暖自知1NumpyPython的擴展程序庫數學函數庫，

用于數組、矩陣運算N維數組對象ndarray2Ndarray對象一系列同類型數據的集合列表list轉換為numpy的ndarray對象，才能使用numpy的統計函數知識