计算金融与 Python 实践06 Python 编程语言

核心技术篇Python编程与数据分析基础06

Python编程语言07

数据分析NumPy类库08

数据分析pandas类库09

数据分析Matplotlib类库10

数据分析sklearn及其学习库Python编程语言06【学习目标】（1）掌握Python程序设计的基本方法；（2）能够使用程序设计方法解决简单的问题【学习目标】：Python介绍Python基本定位Python是通用高级编程语言，流行度高、使用量增长快，可用于Web编程、数据分析，是机器学习通用语言。Python核心特性语法简单易上手，免费开源且跨平台，支持面向对象编程，拥有丰富标准库与第三方库，代码量少、开发效率高。Python扩展与应用代码可读性强易维护调试，可通过C/C++扩展提升执行效率，被广泛应用于各类程序开发。Web开发Python可以用于Web应用程序开发，如利用Django、Flask等框架进行开发。数据分析与可视化Python拥有丰富的数据分析库，如NumPy、pandas等，可用于数据分析和数据可视化。人工智能Python是人工智能领域主要编程语言之一，可借助TensorFlow、PyTorch等库开发人工智能模型。游戏开发Python可以用于游戏开发，如利用Pygame等库进行开发。系统管理Python可以用于系统管理和自动化脚本编写，如利用Ansible等工具进行自动化运维。【学习目标】：Python介绍【学习目标】：Python数据基础

数据类型基本概念是程序设计基本概念，涵盖可算术运算的整数、实数，以及用于显示的文本字符等类别。

数据存储核心逻辑计算机中数据需转二进制存储，不同类型数据占用空间、存储内容有差异，如整数存补码、字符存编码。

数据类型区分原因程序中需区分不同数据类型，这一要求由计算机的自身结构和存储机制所决定。【学习目标】：Python数据基础常量、变量和标识符

常量与变量定义常量是程序运行时值不变的量，如股票名称、代码；变量是值可变化的量，二者都可用标识符表示。

Python标识符规范标识符是程序元素名称，可由字母、数字、下画线组成，首字符不能是数字，严格区分大小写，不能与关键字重名。数值定义与分类在计算机系统中，参与数学运算的操作数统称数值；Python中数值分为整数、浮点数和复数，各有特性与转换方法。数学运算符说明Python包含+、-、*、/等基础数学运算符，还有+=、-=等复合数学运算符，各有运算规则与使用方式。特殊数值表示规则整数无位数限制，大数可通过科学记数法表示，复数可通过属性获取实虚部或用complex类创建。【学习目标】：Python数据基础数值类型和数学运算符【学习目标】：Python数据基础字符类型和字符运算符

Python字符串基础定义计算机中字符以1和0组合存储，Python统一称单个或多个字符为字符串，用str表示，可通过str()转换其他类型数据为字符串。

字符串编码解码规则Python3后字符统一用Unicode编码，len()查看时每个汉字占一个字符长度，可通过str.encode()编码为字节码，用bytes.decode()解码，需匹配对应编码格式。

字符串界定与转义Python字符串可放在单、双、三引号中，若有相同界定符可换界定符或用转义字符，加r可让\无转义作用，三引号支持多行格式。

字符串运算规则支持+和*运算，+需两端均为字符串，用于连接字符串，不满足交换律；*是整数与字符串运算，将字符串重复整数次，整数需大于0，为0则得空字符串。

字符串格式化方法可通过字符串的format()方法生成格式化字符串，用{}作占位符，可按顺序或索引匹配参数，还能通过控制符进行格式控制。【学习目标】：Python数据基础表达式和“=”运算

表达式基础定义表达式是计算机程序最小组成单位，由操作数和运算符构成，可被规约得具体值，还可通过括号改变运算优先级。赋值运算符解析“=”左端为变量，右端是值，多数语言中是将值存入变量存储单元，Python中是变量指向值的存储单元，作为其标签。Python赋值示例说明以a=3、b=a+2为例，展示Python中“=”的操作逻辑，先计算右端表达式，再为值分配存储单元，变量指向该单元。【学习目标】：Python数据基础格式控制和注释

代码缩进规则说明Python靠语句缩进区分层级，同一层级缩进需一致，PEP8规范用4个空格为1个缩进，勿混合空格与制表符。

语句换行规范Python语句不可随意强行换行，语法行过长时，可在上一行尾部加“\”作为分行符来分行显示。

代码注释方式Python用“#”标记单行注释，也可用无运算符的独立字符串作注释，常用三引号字符串作多行注释。程序交互基础说明程序执行中用户需与程序交互，基本输入设备为键盘，输出设备为计算机屏幕。print()输出函数用法可输出字符串、变量等内容，支持多值输出，通过sep、end参数控制格式，可用help(print)查看详情。input()输入函数用法接收用户输入，以字符串返回输入内容，执行时会等待输入，输入后按Enter确认，返回值需按需转换类型。type与eval函数说明type()用于查看变量类型，eval()可解析执行表达式字符串，但存在安全风险，不建议在安全要求高的环境使用。【学习目标】：Python数据基础输入和输入语句【学习目标】：Python程序结构

程序三类核心结构顺序结构为逐行执行基本语句；分支结构可依条件选择执行不同后续语句；循环结构可重复执行指定语句。

逻辑值与条件判断分支、循环处理均需判断条件，用True、False（首字母大写）表示条件是否满足，其他写法为普通标识符。

逻辑条件运算符号逻辑条件表达式构建时，常运用到比较运算符和逻辑运算符这两类运算符。【学习目标】：Python程序结构比较运算符

01比较运算符基础均为双目运算符，用于比较两个操作对象的值，运算结果为True或者False，可用来构建逻辑表达式。

02比较运算符详情包含>、>=、<、<=、==、!=、in、notin、is、isnot等，需注意==比较值，is比较是否为同一对象。【学习目标】：Python程序结构逻辑运算符

逻辑运算符基础包含and（与）、or（或）、not（非），非逻辑值参与运算时，数值非零即真、数据集非空即真。

逻辑与运算规则又称逻辑乘，仅两运算值均为True时结果为True，可看作乘法，运算数含0则结果为0，附实例说明。

逻辑或运算规则又称逻辑加，仅两运算值均为False时结果为False，仅运算值都为0时结果为0，附实例说明。Python程序执行方式Python程序文件为.py格式，在命令提示符窗口输入文件名.py按Enter，系统调用解释器执行文件中语句。顺序结构核心说明程序从第一行代码开始从上到下逐行执行，此为顺序执行，对应顺序结构，是基础程序控制结构。【学习目标】：Python程序结构顺序结构【学习目标】：Python程序结构分支结构

分支结构类型说明Python分支结构分单分支、双分支、多分支3种，分别通过if、if...else、if...elif...else实现不同条件下的语句执行。

单分支结构细节if后可跟逻辑值、表达式，非逻辑值按数值非零即真、数据集非空即真转换，行末带":"，可用pass占位，仅处理条件为True的情况。

双分支结构规则用if...else处理True和False两种情况，else后仅带":"不能跟条件，分别执行对应条件下的子语句。

多分支结构特点通过elif在if反条件域进一步判断，if、elif、else为逻辑整体，用于处理多个互斥条件，elif后带条件和":"。【学习目标】：Python程序结构循环结构循环结构基础说明Python程序默认顺序执行，需重复执行语句时要用到循环结构，包含for循环和while循环两种。for循环核心规则for循环以for、in为关键字，变量存放可迭代对象元素，子语句需缩进，枚举完所有元素后结束循环。for循环控制语句可使用break跳出最近一级循环，用continue结束本次循环，还支持else语句，正常结束循环时执行else子语句。while循环核心规则while循环次数由逻辑表达式确定，表达式为False时结束循环，同样可通过break语句终止循环。while循环else语句while循环支持else语句，逻辑表达式为False时执行else子语句，若因break结束循环则不执行该子语句。【学习目标】：Python函数与变量作用域

函数核心定义函数是将功能独立的一段代码组织起来并赋予独立名字，使用时通过函数名调用即可。

函数核心作用可降低程序复杂度，便于逻辑管理组织，实现代码复用，还能降低代码耦合度，减少相互依赖。

函数开发价值随着程序功能增加代码量增长，函数能有效降低复杂程序的整体开发难度。【学习目标】：Python函数与变量作用域函数的定义函数使用分定义、调用两步，定义要以":"启语句块，空函数可用pass占位避语法错。函数执行与传参逻辑调用函数时函数被执行，执行结果通过参数传递，经return语句返回，函数参数分五类，将逐一介绍。位置参数传参规则通过参数位置确定实参对形参的传递，调用时实参从左至右对应传递给形参，需匹配顺序。关键字参数使用说明调用时以“形参名=实参值”传递，无需考虑参数顺序，但实参与形参个数必须保持一致。默认值参数设定要点定义函数时形参可设默认值，调用时若有对应实参则用实参值，否则用默认值，右侧需均为默认值参数。不定个数参数类型个数不定位置参数加*，将多余位置实参存为元组；个数不定关键字参数加**，将多余关键字实参存为字典。【学习目标】：Python函数与变量作用域函数的参数【学习目标】：Python函数与变量作用域变量的作用域

变量作用域基础定义变量能被识别使用的范围即作用域，从生成到所在函数结束，分为全局、局部变量，全局变量作用域覆盖整个模块。

函数内变量读取规则函数内读取变量时，优先用同名局部变量，无局部变量则用全局变量，均无则报变量不存在错误。

函数内变量赋值规则函数内写变量时，存在同名局部变量则直接使用，不存在则创建新的局部变量，易出现创建前使用的错误。

全局变量函数内操作函数内需操作全局变量，需用global关键字声明，存在则直接使用，不存在则创建新的全局变量。【学习目标】：Python组合数据类型

组合数据类型分类Python的组合数据类型包含列表、元组、字典、集合，字符串是成员仅为字符的组合数据类型，此外还有基本数据类型。

数据类型可变特性Python数据类型分可变与不可变两类，不可变类型含数值型、元组、字符串，修改需建新变量；可变类型含列表、字典、集合，可增删改成员。【学习目标】：Python组合数据类型列表

01列表创建与索引创建空列表可用list()或[]，成员支持任意Python合法类型，可通过正、负索引及二级索引检索成员。

02列表基础操作可用len()获取列表长度，del()删除成员，+和*运算符可实现列表拼接与重复操作。

03列表切片规则可通过L[start:stop:step]切片创建子列表，参数可省略，step为负时反向切片，也能通过切片修改、增加成员。

04列表成员方法列表有增加、删除、排序等类别的成员方法，可实现追加、插入、移除、逆序、排序等多种操作。【学习目标】：Python组合数据类型元组

元组核心特性元组是成员不可变更的有序容器，类似轻量级列表，成员可为任意合法Python数据类型，仅含count()和index()两种成员方法。

元组创建方式可通过()创建空元组、单成员元组，单成员需加“,”，也可将列表等其他容器转换为元组，示例含多种创建格式。字典核心特性字典是无序的键值对结构，通过唯一不可变类型的键检索值，键需为可哈希的不可变数据类型。字典创建方法创建字典主要有3种方法，其中空字典可使用d={}和d=dict()这两种方式来创建。字典操作要点可通过[key]检索、修改或新增键值对，key不存在时检索会报错，用delD[key]可删除对应键值对。字典应用示例可利用字典统计列表中随机整数的出现次数，并将结果按照出现次数从高到低的顺序显示。【学习目标】：Python组合数据类型字典【学习目标】：Python组合数据类型集合

集合基本特性与创建集合是成员可改、不重复的无序容器，空集合用s=set()创建，非空集合可用s={1,2,'a'}创建，成员仅限不可变数据类型。

集合运算操作说明集合可进行并集、差集、交集、对称差集运算，示例代码为s1|s2、s1-s2、s1&s2、s1^s2，分别对应各类运算。

集合成员操作方法包含增加、更新、删除类方法，如add()增成员，updat