第2章Python基礎快速入門“工欲善其事，必先利其器。”在利用Python進行各種智能財務大數據分析前，需要對Python的基礎知識有一個基本的了解。基礎知識看似簡單，卻是各種復雜代碼的基石，只有將基礎知識掌握牢靠，在之后的進階學習中才會更加游刃有余。”目錄安裝Python與編寫第一個Python程序Python基礎知識Python語句函數與庫課后習題2.1安裝Python與編寫第一個Python程序

本節(jié)先講解如何安裝Python以及如何編寫并運行第一個Python程序，此外將介紹一個可以免費在線編寫Python代碼的編者個人網站，方便初學者入門，最后介紹兩款編者常用的IDE軟件——PyCharm和JupyterNotebook的使用技巧。

學習Python的第一步是什么？自然是安裝Python了。這里介紹一種非常方便的安裝方法：Anaconda安裝。

Anaconda是Python的一個發(fā)行版本，安裝了Anaconda就相當于安裝了Python，并且里面還集成了很多關于Python科學計算的第三方庫。采用這種安裝方法可以避免庫的安裝問題，大大提升編程體驗。2.1.1安裝Python

在搜索引擎中搜索Anaconda官網，或者直接在瀏覽器中輸入Anaconda官網的地址，在Anaconda官網頁面，選擇Products后選擇下拉列表中的第一個選項，然后在跳轉頁面中單擊Download按鈕，也可以直接單擊首頁的Download按鈕進行下載，如圖2-1所示。2.1.1安裝Python圖2-1

進入下載界面后，根據當前計算機系統(tǒng)配置選擇相應的版本并下載即可。這里選擇Windows系統(tǒng)的Python3.8版本，默認為64位的版本，如圖2-2所示。如果計算機系統(tǒng)版本較老，是32位的，那么選擇32位的下載即可。2.1.1安裝Python圖2-2

雙擊下載好的安裝文件，進入安裝界面。建議不要改變默認安裝路徑（防止可能出現(xiàn)的安裝問題，且注意安裝路徑中不要含有中文，否則會彈出安裝報錯），然后在彈出的界面中多次單擊Next按鈕。

注意：安裝到圖2-3所示這一步時，一定要勾選第一個復選框，其意義相當于自動配置好環(huán)境變量，對初學者來說比較方便。Mac安裝包沒有這個復選框，如果想要配置環(huán)境變量，則需要打開“終端”，在終端輸入exportPATH=~/anaconda/bin:$PATH。更多Mac安裝包配置內容可以參考本書提供的源代碼文件夾中的相關PDF文檔資料。

如果彈出的界面詢問是否安裝MicrosoftVSCode（InstallMicrosoftVSCode），單擊Skip按鈕跳過即可。最后單擊Finish按鈕，完成安裝。補充知識點：Anaconda備選下載方法

有時從官方網站下載速度較慢，此時可以通過搜索引擎搜索“清華鏡像Anaconda”，進入清華大學開源軟件鏡像站（該網站是清華義務服務的一個軟件和庫下載網站，由于是國內的服務器，所以下載速度快），然后選擇適合自己計算機的Anaconda版本。此外在本書提供的源代碼文件夾中也提供了Anaconda安裝包，需要的讀者可以在人郵教育社區(qū)下載，也可以在編者個人網站（可在人郵教育社區(qū)的本書頁面中找到）下載專區(qū)進行下載。2.1.1安裝Python圖2-3

安裝完Python，大家是不是有點兒躍躍欲試了呢？下面就來編寫第一個Python程序。安裝Anaconda的同時就已經安裝了一些不錯的集成開發(fā)環(huán)境（IDE，也就是用于編寫及運行代碼的應用程序），如Spyder、JupyterNotebook（后文會重點介紹）。

后文會介紹另一款IDE軟件：PyCharm。這里先使用Spyder編寫程序（IDE軟件其實用哪個都可以，就像用Word和記事本都可以編輯文本，編者常用的IDE軟件是PyCharm和JupyterNotebook）。2.1.2編寫第一個Python程序

在計算機“開始”菜單中找到并展開Anaconda的程序組，單擊其中的Spyder即可運行Spyder程序。打開Spyder后，界面如圖2-4所示，其中左邊是寫代碼的地方，右邊則是輸出代碼結果的地方，上方的綠色箭頭是運行代碼的按鈕，在Spyder中，也可以按F5快捷鍵運行程序。2.1.2編寫第一個Python程序圖2-4將輸入法切換到英文模式，在左邊輸入代碼：2.1.2編寫第一個Python程序

注意：輸入時必須切換到英文模式，其中單引號、雙引號在Python中沒有本質區(qū)別，因此上面的單引號也可以換成雙引號。

然后單擊界面上方的綠色運行按鈕（或按F5快捷鍵），運行結果如圖2-5所示，在右邊可以看到輸出結果helloworld。這里也可以試著把helloworld改成別的內容來查看運行效果。2.1.2編寫第一個Python程序

PyCharm也是Python的一種IDE，其功能與Spyder的大致相同，可以用來編寫和運行程序，PyCharm的界面比較美觀而且功能強大，推薦讀者按照下面的步驟安裝PyCharm。

在PyCharm官網選擇免費版（Community版）下載安裝即可，如圖2-6所示。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-6

2020版之后的PyCharm版本添加了一些新功能，但是編者嘗試過后，感覺不如2019版使用起來流暢，因此建議安裝2019版的PyCharm，具體安裝辦法為：單擊圖2-6所示界面左下角的Previousversions（或者顯示為Otherversions）過往版本超鏈接，然后在彈出界面中安裝2019版軟件（注意選擇Community版），例如2019.3.5–Windows（exe）。本節(jié)主要演示在Windows計算機中如何安裝和配置PyCharm，Mac計算機的操作可以參考本書提供的源代碼文件夾中的相關PDF文檔資料。

雙擊下載好的安裝文件即可開始安裝（安裝路徑可自定義，可以安裝到非C盤磁盤）。安裝過程中，在大多數界面單擊Next按鈕和Install按鈕即可，其中圖2-7所示界面要勾選3個復選框，含義分別為：選擇64位的安裝版本、文件或者文件夾可以通過右擊以PyCharm打開、關聯(lián)擴展名為.py的Python文件。

等待程序安裝，最后單擊Finish按鈕完成安裝。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-7第一步：單擊Donotimportsettings單選按鈕，如圖2-8所示。第二步：選擇頁面風格時，建議選擇默認的黑色風格。第三步：選擇輔助工具，直接跳過，啥也不需要選。第四步：單擊CreateNewProject創(chuàng)建Python文件。第五步：為項目文件夾命名。要記得展開ProjectInterpreter，單擊Existinginterpreter單選按鈕，如圖2-9所示，這樣可以配置之前安裝的Anaconda運行環(huán)境。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-8圖2-9

如果Interpreter下拉列表框中為<Nointerpreter>，則單擊該行右側的選擇按鈕，在彈出的界面中選擇SystemInterpreter，可以看到Interpreter下拉列表框中顯示D:\Anaconda\Anaconda\python.exe，如圖2-10所示，單擊OK按鈕。（若Mac計算機中PyCharm找不到Anaconda，可以通過搜索引擎搜索“Mac為PyCharm配置Anaconda”，或者查看本書附贈的源代碼文件夾里相關的PDF文檔資料。）2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-10

回到項目創(chuàng)建頁面后，單擊Create按鈕即可創(chuàng)建新的Python項目文件。第六步：關閉彈出的官方提示后，等待緩沖完畢，界面底部顯示的提示信息如圖2-11所示，緩沖的過程其實是在配置Python的運行環(huán)境。緩沖完成后，用戶才能順暢地操作。第一次運行PyCharm的時候緩沖的時間較長，以后就好多了。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-11

第七步：緩沖完畢后即可創(chuàng)建Python文件。右擊之前創(chuàng)建的項目文件夾，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行New>PythonFile命令，如圖2-12所示。

將新的Python文件命名為helloworld。（此外，新建TXT文件，然后將文件擴展名由.txt改為.py也可以創(chuàng)建Python文件。）2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-12

執(zhí)行File>NewProject菜單命令也可以新建項目文件，然后重復上述步驟，注意在選ProjectInterpreter的時候要單擊Existinginterpreter單選按鈕。

第八步：創(chuàng)建Python文件后，在代碼輸入框中輸入print('helloworld')，其中單引號、雙引號沒有區(qū)別。在標題或代碼輸入框內右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行Run'helloworld'命令，如圖2-13所示，這樣就能成功運行程序并輸出helloworld了。注意，如果第六步的緩沖沒有結束，快捷菜單中可能看不到Run'helloworld'命令，因為運行環(huán)境還沒有配置完畢。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-13

單擊界面上方的綠色運行按鈕或按Shift+F10快捷鍵都可以運行程序，不過還是推薦右擊然后執(zhí)行Run'Python文件名'命令的方式來運行程序，這樣對初學者來說不太容易出錯。因為如果切換到不同的Python文件，單擊綠色運行按鈕并不會自動改變運行的程序，比如切換到hellohuaxiaozhi這個Python文件，單擊綠色運行按鈕其實還是運行helloworld程序），所以需要通過右擊Python文件，然后執(zhí)行Run命令來運行不同的Python程序。

下面介紹PyCharm中字體大小的設置。執(zhí)行File>Settings菜單命令，在Settings對話框中選擇Editor下的Font，在右側面板中，Size用于設置字體的大小，Linespacing用于設置行間距，如圖2-14所示。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-14

此外，PyCharm中常用的快捷鍵有：Ctrl+F用于搜索內容；Ctrl+R用于替換內容。補充知識點：PyCharm使用的常見問題Q1：為什么我第一次打開PyCharm要等很久才能進行下一步操作？A1：第一次打開的時候都有一小會兒等待緩沖的時間，特別是第一次安裝的時候，等緩沖完了之后，再進行操作就沒有問題啦，緩沖提示信息如圖2-15所示。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-15

Q2：為什么重新打開PyCharm的時候出現(xiàn)圖2-16所示的沒有interpreter（運行環(huán)境）的情況？A2：這是因為每次重新打開PyCharm時，它都默認建立了一個新的Project（項目），如果這個Project沒有運行環(huán)境，Python文件也就沒有辦法運行，那么這個時候需要配置運行環(huán)境。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-16

解決方法：單擊圖2-16所示界面右側的ConfigurePythoninterpreter（配置Python解釋器），進入ProjectInterpreter界面配置運行環(huán)境，如圖2-17所示。或者執(zhí)行File>Settings菜單命令，也能進入ProjectInterpreter界面。

在圖2-17所示界面中可以看到ProjectInterpreter下拉列表框顯示的是<Nointerpreter>，這就是為什么每次重新打開PyCharm之后，PyCharm總是顯示沒有配置運行環(huán)境，因為PyCharm默認的運行環(huán)境為空（2020版之后的版本顯示的頁面會稍有不同，但核心都是找到ProjectInterpreter選項）。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-17

治標的方法：進入圖2-17所示的ProjectInterpreter界面后，單擊右側齒輪狀的設置按鈕，然后選擇其中的ShowAll，選擇圖2-18所示的運行環(huán)境即可。2.1.3PyCharm的安裝與使用圖2-18

治本的方法：直接修改PyCharm的默認運行環(huán)境設置，執(zhí)行File>OtherSettings菜單命令，選擇其中的SettingsforNewProjects（有的老版本為DefaultSettings）命令，如圖2-19所示。圖2-19

之后選擇ProjectInterpreter，選上已有的interpreter，再單擊右下的Apply，然后單擊OK按鈕退出即可。這樣默認的interpreter就關聯(lián)上了，這里配置的是默認設置，而不是單個項目的設置，以后打開PyCharm就再也不用配置運行環(huán)境了。Q3：2020版之后的PyCharm打開之后不能運行。（了解即可）A3：這個問題主要針對2020版的PyCharm（老版本沒有這個問題），它“自作聰明”地添加了一個新功能，結果卻比以前版本多了一個新的麻煩，這個麻煩就是打開一個新的Python文件的時候，會發(fā)現(xiàn)沒法運行，只能查看（這其實是2020版PyCharm推出的輕文本模式），界面上也沒有運行按鈕，右擊也看不到Run命令，這時候需要在界面上右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行第一個命令OpenFileinProject（在項目中打開文件）。如果不想每次都這么操作，可以按照本節(jié)講解的方法安裝2019版。Q4：PyCharm中如何自動糾正書寫規(guī)范？（了解即可）A4：有時候PyCharm會主動提示有些代碼書寫不規(guī)范（會在代碼下面標黃線，把鼠標指針放到黃線上會看到相應的不規(guī)范提示，此外如果是紅色波浪線，就不是規(guī)范問題了，而是代碼編寫有錯誤），這種不規(guī)范其實不重要，不影響代碼運行結果，不過作為專業(yè)的程序設計者，其實可以方便地將代碼規(guī)范化，只要在標黃線的地方單擊，同時按住Alt+Enter快捷鍵，選擇彈出界面中的Reformatfile后按一下Enter鍵，就可以自動規(guī)范大部分代碼。

如果代碼全部規(guī)范成功，在PyCharm界面的右上角會出現(xiàn)的一個綠色的鉤，表示代碼完全符合書寫規(guī)范。常見的書寫規(guī)范有：①函數前后要留兩行空行；②標點符號前后要留空格（通常都有空格，但是對于一些函數括號內部的參數，比如color='red'的等號則沒有空格）。這些其實讀者在PyCharm中寫代碼的過程中會慢慢體會到，或者多看看編者提供的源代碼，也能體會到代碼的書寫規(guī)范。2.1.3PyCharm的安裝與使用

JupyterNotebook是Anaconda自帶的一款非常不錯的代碼編輯軟件，非常有助于初學者學習Python，其特點如下。（1）可以非常方便地進行代碼分區(qū)塊運行。（2）運行結果可以自動保存，不需要在之后重復運行代碼。（3）可以在單個庫中通過輸入變量名稱輸出數據進行查看，非常便于代碼調試。

編者常用JupyterNotebook進行代碼學習、調試與整理，最終在PyCharm中運行完整的項目。下面講解JupyterNotebook的使用技巧，供感興趣的讀者參考，如果想快速進入Python的學習可以跳轉到2.2節(jié)。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧1．打開和查看JupyterNotebook

第一次接觸JupyterNotebook的時候，會感覺其打開方式相較于PyCharm直接單擊Python文件即可打開顯得稍微麻煩一點，不過其打開速度非常快，熟悉之后便能輕松地使用。這里先講解如何打開以及查看JupyterNotebook。（1）在C盤環(huán)境下打開。打開JupyterNotebook的簡易方法如下：在計算機左下角Windows“開始”菜單中展開Anaconda的程序組，單擊JupyterNotebook，如圖2-20所示。

此時會在默認瀏覽器中打開JupyterNotebook。此時瀏覽器只作為工具載體，因此并不需要聯(lián)網就能使用，圖2-21所示是其初始界面，可以看到此時都是C盤中的一些文件夾，可以在其中的任意一個文件夾下創(chuàng)建Python文件（如何創(chuàng)建將在下一步驟講），注意其中Desktop文件夾指桌面文件夾。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-21

圖2-20

此外，除了彈出瀏覽器界面外，還會彈出JupyterNotebook的管理窗口，如圖2-22所示。這個管理窗口正常情況下用戶用不著，但是不可以關閉它，一旦關閉，則瀏覽器中的JupyterNotebook會顯示鏈接斷開。

此外，如果瀏覽器中沒有自動彈出JupyterNotebook相關界面，可以復制圖2-22所示紅框中那行鏈接至瀏覽器地址欄中并按Enter鍵打開相應界面。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-22

（2）打開任意磁盤中的文件（重要）。前文打開的是C盤中的相關文件，如果JupyterNotebook代碼存儲在其他磁盤中該如何打開呢？如圖2-23所示，在E盤的“機器學習演示”文件夾中有JupyterNotebook格式的代碼文件（文件擴展名為.ipynb的即JupyterNotebook格式的Python文件），該如何打開呢？2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-23

一種方法是將代碼復制到桌面的某個文件夾中，然后通過前文所述的在C盤環(huán)境下打開的方法打開。

另一種方法則快捷得多，如圖2-24所示，在該文件夾的路徑框內輸入cmd，然后按Enter鍵（或者在文件夾中按住Shift鍵并右擊，然后在彈出的快捷菜單中執(zhí)行“在此處打開Powershell窗口”命令）。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-24

在彈出的界面（這個界面叫作文件夾終端，Mac用戶可自行搜索“Mac如何進入文件夾終端”打開）中輸入jupyternotebook，按Enter鍵即可，如圖2-25所示。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-25

便能在默認瀏覽器中看到圖2-26所示內容，單擊相關Python文件即可將其打開并進行查看。圖2-26

例如，打開其中的第二個文件，界面效果如圖2-27所示。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-27

此外，因為JupyterNotebook是通過瀏覽器打開的，所以如果覺得界面的字體較小，可以通過按住Ctrl鍵并滾動鼠標滾輪來調節(jié)。2．創(chuàng)建Python文件

如圖2-28所示，單擊右上角的New按鈕，在展開的下拉列表中選擇Python3選項，可以創(chuàng)建Python文件，如果需要創(chuàng)建新文件夾，選擇Folder選項。

例如選擇Python3可創(chuàng)建文件并打開圖2-29所示的界面，單擊Untitled可以重新命名文件。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-28圖2-29

和前文所述的一樣，JupyterNotebook格式的Python文件的擴展名為.ipynb，而常規(guī)的Python文件的擴展名為.py。因此在JupyterNotebook中創(chuàng)建和打開的都是擴展名為.ipynb的文件。3．編寫代碼在圖2-30所示的區(qū)塊中即可編寫代碼，編寫完畢后，按Ctrl+Enter快捷鍵即可運行當前代碼區(qū)塊，或者通過單擊菜單欄下方的“運行”按鈕運行代碼，編寫代碼時代碼區(qū)塊邊框顯示為綠色。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-30

前文講過，JupyterNotebook的一個特點是可以分區(qū)塊運行，那么該如何新增一個代碼區(qū)塊呢？

如圖2-31所示，第一種方法是單擊左上角的“+”按鈕，在當前代碼區(qū)塊下新增一個代碼區(qū)塊；第二種方法是單擊當前代碼區(qū)塊左邊（此時該代碼區(qū)塊左側邊框會變成藍色），然后按快捷鍵B向下新增一個代碼區(qū)塊（按快捷鍵A是在該代碼區(qū)塊上方新增一個代碼區(qū)塊）。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-31

JupyterNotebook的另一個特點就是它不需要輸入print()函數，也能快速輸出內容，方便編程者查看，如圖2-32所示。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-32

對于某些類型的數據，如第3章的DataFrame表格類型數據，直接輸入變量名輸出比利用print()函數輸出的效果更好。4．菜單欄

JupyterNotebook的菜單欄如圖2-33所示，通常情況下不會經常使用菜單欄，不過其中有些功能還是需要關注一下的，后文會重點講Cell和Kernel菜單中的一些命令。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-33

其中，F(xiàn)ile菜單可以用來打開和存儲文件，F(xiàn)ile菜單中的DownloadAs命令可以把JupyterNotebook創(chuàng)建的擴展名為.ipynb的Python文件另存為擴展名為.py的常規(guī)Python文件。

Edit菜單中是一些編輯代碼區(qū)塊的命令，如剪切、復制、刪除等。

Insert菜單可以用來插入代碼區(qū)塊，這個操作一般用接下來要講的快捷鍵完成；Cell菜單可以用來選擇運行當前代碼區(qū)塊、運行當前代碼區(qū)塊之前或之后的內容等；Kernel菜單可以用來中斷或重啟程序；Help菜單中的KeyboardShortcuts命令可以用來查看快捷鍵。

這里著重提一下Cell和Kernel菜單。Cell菜單中的一些比較有意義的命令如圖2-34所示，通過這些命令可以快速地運行多個代碼區(qū)塊。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-34

Kernel菜單中一些比較有意義的命令如圖2-35所示。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-35

之所以要特地強調Kernel菜單，是因為有的時候JupyterNotebook運行過程中程序因為某些問題一直卡著不動（如代碼陷入死循環(huán)），這時候通過終止按鈕，或者通過圖2-35所示的Interrupt命令是終止不了程序的，而通過Restart（重啟系統(tǒng)）命令能非常快速地終止程序。

5．快捷按鈕在JupyterNotebook菜單欄下方還有許多快捷按鈕，如圖2-36所示。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-36

這些按鈕的作用依次為：保存并檢查；在下面插入代碼區(qū)塊；剪切選擇的代碼區(qū)塊、復制選擇的代碼區(qū)塊、粘貼到下面；上移選中單元格、下移選中單元格；運行當前代碼區(qū)塊、中斷系統(tǒng)（如果中斷不了，則推薦選擇重啟系統(tǒng)）、重啟系統(tǒng)（就是前文講的Kernel菜單中的Restart）、重啟并運行所有代碼；代碼及標題框；打開命令配置。

這里單獨講解“代碼及標題框”按鈕，它可以設置區(qū)塊為代碼格式（Code）、標題格式（Heading）或標志格式（Markdown）（類似于筆記或者注釋，Markdown是一種專門的筆記語言，更多Markdown的使用技巧可以自行搜索），如圖2-37所示，通過它可以在代碼里設置標題和標志，方便閱讀代碼。

注意設置后要按Ctrl+Enter快捷鍵運行該代碼區(qū)塊以完成設置。圖2-37

2.1.4JupyterNotebook的使用技巧

這些按鈕的作用依次為：保存并檢查；在下面插入代碼區(qū)塊；剪切選擇的代碼區(qū)塊、復制選擇的代碼區(qū)塊、粘貼到下面；上移選中單元格、下移選中單元格；運行當前代碼區(qū)塊、中斷系統(tǒng)（如果中斷不了，則推薦選擇重啟系統(tǒng)）、重啟系統(tǒng)（就是前文講的Kernel菜單中的Restart）、重啟并運行所有代碼；代碼及標題框；打開命令配置。

這里單獨講解“代碼及標題框”按鈕，它可以設置區(qū)塊為代碼格式（Code）、標題格式（Heading）或標志格式（Markdown）（類似于筆記或者注釋，Markdown是一種專門的筆記語言，更多Markdown的使用技巧可以自行搜索），如圖2-37所示，通過它可以在代碼里設置標題和標志，方便閱讀代碼。

注意設置后要按Ctrl+Enter快捷鍵運行該代碼區(qū)塊以完成設置。

此外，按快捷鍵M可以將代碼格式的內容快速切換為標志格式的內容，按快捷鍵Y可以將代碼格式的內容快速切換為代碼格式的內容。圖2-37

6．常用快捷鍵在實際操作中會經常使用快捷鍵來進行操作，JupyterNotebook中常用的快捷鍵如表2-1所示。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧表2-1快捷鍵作用Ctrl+Enter運行當前代碼區(qū)塊Shift+Enter運行當前代碼區(qū)塊，并轉到下一代碼區(qū)塊A在當前代碼區(qū)塊上方新建一個代碼區(qū)塊B在當前代碼區(qū)塊下方新建一個代碼區(qū)塊連續(xù)按兩次D鍵刪除當前代碼區(qū)塊M切換為標志格式Y切換為代碼格式C/X/V復制/剪切/粘貼代碼區(qū)塊F查找并且替換代碼區(qū)塊里的內容

注意，上述單個按鍵的快捷鍵需要選中代碼區(qū)塊才會生效，當代碼區(qū)塊被選中時，其邊框顏色為藍色，如圖2-38所示。2.1.4JupyterNotebook的使用技巧圖2-38

在實際代碼的編寫過程中，編者推薦使用PyCharm和JupyterNotebook，不過其實無論使用哪種IDE軟件都沒有關系，編程的核心不在于編輯器，而在于之后的代碼實戰(zhàn)。02Python基礎知識2.2.1變量、行、縮進與注釋“”(1)變量關于變量的命名，大家盡量用字母a，b，c，a_1，b_1等，或者自己創(chuàng)建的字符，不要用系統(tǒng)自帶的函數來命名，比如說不要用print來命名，寫成print=1，這樣程序就會頭疼了。2.2.1變量、行、縮進與注釋

如果我們不打出print(x)和print(y),python只會保存x和y的結果，并不會顯示結果輸入下面的程序：運行的結果：2.2.1變量、行、縮進與注釋(2)行在Python中，一般來說，很少用逗號或者分號，代碼都是一行一行寫的，所以每寫完一句，在句尾，我們按一下Enter鍵，就可以進行換行。2.2.1變量、行、縮進與注釋(3)縮進（縮進快捷鍵是Tab鍵）在if，for，while等語句中都會使用到縮進代碼的輸入法和中文翻譯：在第3行和第5行的print前面就必須要有縮進，否則Python會報錯注意：如果你要減少縮進，那么按住Shift+Tab鍵的話就可以撤銷原來的縮進，你可以選擇一片區(qū)域，按住Tab鍵進行縮進練習，再按住Shift+Tab鍵撤銷原來的縮進2.2.1變量、行、縮進與注釋(4)注釋Python回不運動你的注釋，注釋在程序中大多是做個提示的作用。注釋有兩個方式：你可以輸入#或者‘’‘，或者在Pycharm中，注釋的快捷鍵是Ctrl+/；在Spyder中，注釋的快捷鍵為Ctrl+1。2.2.2數據類型：數字與字符串(1)數字int（）與字符串str（）使用單或雙引號中寫出的數字回事被認為字符串;單寫的數字會被認為數字我們可以使用type（）做個示范：注意：不同的數據類型是不能相互運算的，比如不可以寫：Python會報錯的，不同數據類型不能相互運算。彈出結果：2.2.2數據類型：數字與字符串(1)數字int（）與字符串str（）我們可以使用int（）把字符串變成數字，或使用str（）把數字變成字符串。彈出結果：彈出結果：2.2.3列表與字典列表（list）和字典（dictionary）是用來存儲內容的容器，在Python中經常會用到。2.2.3列表與字典列表里的元素可以是字符串，也可以是數字，甚至可以是另外一個列表：(1)列表list（）2.2.3列表與字典(1)列表list（）彈出結果：2.2.3列表與字典(a)統(tǒng)計列表的元素個數的函數：len()彈出結果：2.2.3列表與字典(a)統(tǒng)計列表的元素個數的函數：len()彈出結果：2.2.3列表與字典(b)調取一個列表元素的方法只要在列表之后加一個[序號]，注意到元素序號是從0開始算起：彈出結果：2.2.3列表與字典(c)選取多個列表元素的方法方法是和（b）一樣的，只要在列表之后加一個[序號1:序號2]，這樣的選法會包括序號1，但不會包括序號2：彈出結果：彈出的結果是class1元素[1,2,3]2.2.3列表與字典(d)列表增加元素的辦法：列表.append()代碼的第一行是創(chuàng)造一個空的列表,第二—四行是把數碼加入選好的列表彈出結果：2.2.3列表與字典(e)列表與字符串之間的轉換方法：彈出結果：如果想把列表里的元素變成一個元素可以使用”,”.join()注意：雙引號里面可以使用空格“”也可以使用別的符號比如“；”2.2.3列表與字典(e)列表與字符串之間的轉換方法：彈出結果：如果想把列表里的字符串分開可以使：列表.split(“”)注意：雙引號里面可以使用別的符號

“；”或“，”來分字符串2.2.3列表與字典(2)字典在字典中，每個元素都有兩部分（區(qū)別于列表中一個元素只有一個部分），前一個部分，我們稱之為鍵，后一個部分我們稱其為值，中間用冒號相連。2.2.3列表與字典(2)字典使用鍵來獲取值：彈出結果：952.2.3列表與字典(2)字典彈出結果：注意：這是必須要使str（class（i))如果使class（i)會出問題的2.2.3列表與字典(2)字典彈出結果：注意：這是必須要使str（class（i))如果使class（i)會出問題的使用for來獲字典里的全部取值：2.2.4運算符2.2.4運算符

字符串的拼接：彈出結果：2.2.4運算符(2)比較運算符(<,>,==):彈出結果：2.2.4運算符(3)邏輯運算符(<,>,==):例子：彈出結果：03Python語句本節(jié)主要介紹條件語句、循環(huán)語句及異常處理tryexcept語句，其中，條件語句和循環(huán)語句是編程語言中很重要的知識點，因為這涉及編程語言的一些底層邏輯——判斷和循環(huán)；使用異常處理語句則可以避免因程序異常而導致的程序中斷。2.3.1if條件語句(1.3.1)的例子：例子：彈出結果：及格因為85>=602.3.1if條件語句(1.3.1)的例子：例子：彈出結果：不及格，因為：80>=55也小于602.3.1if條件語句(1.2.4)的例子：例子：彈出結果：2.3.1if條件語句(1.2.4)的例子：例子：彈出結果：2.3.2for循環(huán)語句例子：彈出結果：2.3.3while循環(huán)語句while的底層邏輯也是循環(huán)，使用格式如下，注意冒號及縮進。

while條件:

要執(zhí)行的代碼

下面舉個例子：

a=1whilea<3:print(a)a=a+1#也可以寫成a+=1

a一開始等于1，滿足小于3的條件，輸出1，然后a加上1等于2，此時a仍然小于3，所以仍會執(zhí)行輸出命令，輸出2，然后a在2的基礎上加上1等于3，此時a已經不滿足小于3的條件了，那么循環(huán)便終止了。最后輸出如下：

12

2.3.3while循環(huán)語句while語句經常與True搭配使用，寫成whileTrue進行永久循環(huán)，基本結構如下所示：

whileTrue:

代碼區(qū)塊

大家可以試試輸入如下代碼，體驗一下while語句的用法。

whileTrue:print('hahaha')

如果想停止whileTrue的永久循環(huán)，單擊編程軟件的終止按鈕即可。2.3.4tryexcept異常處理語句使用tryexcept異常處理語句可以避免因為某一步程序出錯而導致整個程序終止，使用方法如下：

try:

主代碼except:

如果主代碼出錯了，那么該執(zhí)行的代碼

示例代碼如下：

try:print(1+'a')except:print('主代碼運行失敗')

2.3.4tryexcept異常處理語句

根據已經學過的知識，print(1+'a')這行代碼是會報錯的，因為數字和字符串是不可以直接相加的。使用tryexcept語句之后，try這一部分內容執(zhí)行失敗后就會跳轉到except執(zhí)行相應的代碼，即print('主代碼運行失敗')，最后輸出的內容為：

主代碼運行失敗

具體項目實戰(zhàn)中，也常常利用tryexcept異常處理語句來避免因程序出錯而導致整個程序中斷。04函數與庫本節(jié)主要介紹條件語句、循環(huán)語句及異常處理tryexcept語句，其中，條件語句和循環(huán)語句是編程語言中很重要的知識點，因為這涉及編程本節(jié)將介紹編程中比較重要的兩個知識點：函數與庫。合理使用函數和庫，可以省去很多重復性及復雜的工作。Python里的函數和一元一次函數難度類似，只要能理解一元一次函數y(x)=x+1，就能理解Python函數，所以面對函數不用有太多的畏難情緒。以前數學課都學過f(x)，這里f就是function（函數）的意思，其實Python中的函數和這個函數本質上是一樣的。語言的一些底層邏輯——判斷和循環(huán)；使用異常處理語句則可以避免因程序異常而導致的程序中斷。2.4.1函數的定義與調用上面的函數Python代碼寫法是左邊的例子第一行和第二行。第三行的意思是讓x=1彈出的結果回是:x+1=(1)+1=22.4.1函數的定義與調用函數參數只是一個代號，可以換成別的內容，比如可以把其中的x換成z，代碼如下：

defy(z):print(z+1)y(1)

函數也可以傳入兩個參數，類似數學中的二元函數y(x,z)=x+z+1，示例代碼如下：

defy(x,z):print(x+z+1)y(1,2)

此時調用函數的時候就得傳入兩個參數，比如y(1,2)，最后運行結果如下：

4

有時函數括號里面也可以不要參數，代碼如下：

defy():x=1print(x+1)y()#調用函數

其中前3行定義了一個函數，第4行調用了這個函數，在這個函數不需要傳入參數，所以直接輸入y()就可以成功調用，運行結果如下：

22.4.2函數返回值與變量作用域1．函數的返回值函數返回值初學者用得相對較少，讀者可以先進行初步了解。把2.4.1小節(jié)最開始的代碼稍微修改下，把print改成return，別的內容不變。

defy(x):return(x+1)y(1)

再次運行發(fā)現(xiàn)什么東西都沒有，這是因為return()和print()函數不同，通俗地說，return()相當于看不見的print()，它把原來該賦給print的值賦給了y(x)這個函數，專業(yè)一點的說法就是該函數的返回值為：x+1。稍稍修改就可以把y(x)顯現(xiàn)出來了，代碼如下：

defy(x):return(x+1)a=y(1)print(a)

y(1)已經是一個有數值的內容了，只是不會直接讓用戶看到，將其賦值給a變量，便可以利用print()函數將其輸出，當然也可以直接寫print(y(1))。上面這4行代碼的輸出結果如下：

2

此外注意return通常表示一個函數的結束，通常寫在函數的最后一行，如果函數執(zhí)行到return這一行代碼，就會返回相關內容然后結束相關函數的運行。2.4.2函數返回值與變量作用域2．變量的作用域在函數內使用的變量與函數外的程序沒有關系，示例代碼如下：單純看上面幾行代碼，思考最后會輸出什么內容。先來看看輸出結果：41同樣是print(x)，為什么輸出的內容不一樣呢？這是因為函數y(x)里面的x和外面的x沒有關系，像前文講過可以把y(x)換成y(z)，代碼如下：

再看上面的代碼，應該會更直觀地理解輸出結果是4和1，這個y(z)中的z或者說y(x)中的x只在函數內部生效，它不會影響外部的變量，函數的參數只是代號，與外部的變量關系不大。這個了解即可，因為一般各個函數都是相互獨立的，不太會產生干擾。2.4.3常用基本函數介紹1．str()函數與int()函數str()函數用于將數字轉換成字符串，在進行字符串拼接的時候經常用到，示例代碼如下：

score=85print('A公司今日評分為'+str(score)+'分。')

int()函數用于將字符串轉成整數，示例代碼如下：

a='85'b=int(a)-10#通過int()函數轉換后才能進行數值計算

此外，如果想把字符串轉換為浮點數（就是保留小數），可以使用float()函數，例如float('85.555')的結果為85.555；如果想讓一個數字保留特定小數位數，可以使用round()函數，例如round(85.555,2)的結果為85.56，其中2表示保留兩位小數。2.4.3常用基本函數介紹2．len()函數len()函數可以用于統(tǒng)計列表元素個數，示例代碼如下，運行結果為3。

title=['標題1','標題2','標題3']print(len(title))

其在項目實戰(zhàn)中常和range()函數一起使用，示例代碼如下：

title=['標題1','標題2','標題3']foriinrange(len(title)):print(str(i+1)+'.'+title[i])

其中range(len(title))就表示range(3)，運行結果如下：

1.標題12.標題23.標題3

len()函數還可以用于統(tǒng)計字符串的長度，示例代碼如下，最后輸出結果為10，就是10個字符。a='123華小智abcd'print(len(a))2.4.3常用基本函數介紹3．replace()函數replace()函數主要用于替換指定內容，具體的使用方法為：“字符串.replace(舊內容,新內容)”。示例代碼如下：

a='<em>阿里巴巴</em>電商脫貧成"教材"'a=a.replace('<em>','')a=a.replace('</em>','')print(a)

上述代碼的運行結果如下：

阿里巴巴電商脫貧成"教材"

2.4.3常用基本函數介紹4．strip()函數strip()函數主要的作用是刪除空白符（包括換行符“\n”和空字符串“”），具體的使用方法為：“字符串.strip()”。示例代碼如下：

a='華能信托2018年上半年行業(yè)綜合排名位列第5'a=a.strip()print(a)

運行上述代碼，就可以將多余的空格刪掉了，結果如下：

華能信托2018年上半年行業(yè)綜合排名位列第52.4.3常用基本函數介紹5．split()函數split()函數主要的作用是分隔字符串，最后生成的結果為一個列表，具體的使用方法如下：“字符串.split('分隔符')”。示例代碼如下：

today='2019-04-12'a=today.split('-')print(a)

運行結果如下：

['2019','04','12']

如果想調用分隔完的年份信息或月份信息，可以通過如下代碼實現(xiàn)：

a=today.split('-')[0]#獲取年份信息，即分隔完的第一個元素a=today.split('-')[1]#獲取月份信息，即分隔完的第二個元素2.4.4庫庫（也有人把它叫作模塊）是Python這些年發(fā)展十分迅猛的一個原因，因為很多優(yōu)秀的IT工程師在研發(fā)出非常棒的代碼之后，愿意把它共享給大家使用，而存儲這些非常棒的代碼的地方就叫作庫或模塊。有的庫是Python自帶的，有的庫則需要進行下載才可以使用。引用庫的兩種常見方法如下：import庫名from庫名import庫里的一個功能2.4.4庫引用完庫之后就可以使用庫里面的功能了。先用一個簡單的例子來演示庫的使用方法，如果想讓Python輸出當前的時間，那么引用time庫即可，這個庫是Python自帶的，不需要安裝。importtimeprint(time.strftime("%Y-%m-%d"))就可以輸出當前的時間了，輸出結果如下：2018-12-112.4.4庫或者從datetime庫里面，引用datetime功能。前一個datetime表示庫名，后一個datetime可以理解成功能，然后使用datetime功能的now()函數獲取時間。fromdatetimeimportdatetimeprint(datetime.now())輸出的日期格式為：2018-12-1114:55:26.562000其實也可以像下面這么寫，輸出結果一樣。importdatetimeprint(datetime.datetime.now())在項目實戰(zhàn)中，比如在網絡數據挖掘領域，經常會用到Requests庫，它是通過Python程序訪問網站的基礎，但需自行安裝。下面先介紹安裝庫的兩種常用方法。2.4.4庫1．pip安裝法

一種常見的安裝方法為pip安裝法，格式為：pipinstall庫名。這里以Windows系統(tǒng)為例介紹具體安裝方法。

第一步：通過按Win+R快捷鍵（Win鍵就是鍵盤左下角的Windows標志鍵，通常在Ctrl鍵和Alt鍵之間）調出運行框，輸入cmd后單擊“確定”按鈕，如圖2-39所示。（或者在左下角的程序里單擊Anaconda下的AnacondaPrompt。）圖2-392.4.4庫第二步：在彈出的窗口里，輸入pipinstallrequests后按Enter鍵，如圖2-40所示，等待安裝結束即可。圖2-402.4.4庫

其實2020之后的Anaconda版本已經自帶Requests庫了，這里主要是為了演示如何安裝Python的庫。如果是2020版本后的Anaconda，會提示系統(tǒng)已經有這個庫了，會顯示Requirementalreadysatisfied（要求已經滿足）的提示文字，而如果沒有安裝這個庫，則會提示Successfullyinstalled（成功安裝）。2.4.4庫補充知識點1：通過清華鏡像pip安裝庫因為pip安裝是從國外網站下載庫，有時會因為網絡原因導致有些庫下載不下來，那么這時候就可以通過清華鏡像（可以百度搜索“清華鏡像pip”查看官網）來安裝相關庫（清華鏡像就是清華把相關庫下載到清華服務器，然后供大家下載），具體操作是使用pip的時候在后面加上-i參數，指定pip源，代碼如下：pipinstall-i/simple庫名2.4.4庫補充知識點2：直接安裝庫的源代碼文件如果通過上面的方法都安裝不成功（或者公司內網無法連接外部網絡），可以訪問PyPI網站（該網站提供大部分Python庫的源文件），然后搜索想要安裝的庫，進入相關界面后單擊Downloadfiles下載相關庫的源代碼文件（通常為tar.gz或wheel等后綴的壓縮文件），下載完成后在下載文件所在文件夾的文件路徑框里輸入cmd后按Enter鍵運行（也可以在文件夾里面按住Shift鍵右擊，然后在彈出的快捷菜單中執(zhí)行“在此處打開Powershell窗口”命令進入命令行窗口），進入命令行窗口后直接執(zhí)行“pipinstall文件名”命令，如圖2-41所示。圖2-412.4.4庫2．PyCharm安裝法如果使用的是PyCharm，可以直接在PyCharm中安裝，具體安裝步驟如下。第一步：執(zhí)行File>settings菜單命