Python商务数据分析

第1章初识Python第1章初识PythonPython简介安装Python解释器编写Python源代码第1章初识PythonPython是一种高级编程语言，由GuidovanRossum于20世纪90年代初设计和开发。Python语言具有简单、易读、易维护和可扩展等特点，因此在科学计算、数据分析、Web开发、人工智能等领域得到了广泛的应用。1.1Python简介1.1.1Python的历史（1）1989年圣诞节：GuidovonRossum开始写Python语言的编译器。（2）1991年2月：第一个Python编译器（同时也是解释器）诞生，它是用C语言实现的（后面），可以调用C语言的库函数。在最早的版本中，Python已经提供了对“类”，“函数”，“异常处理”等构造块的支持，还有对列表、字典等核心数据类型，同时支持以模块为基础来构造应用程序。（3）1994年1月：Python1.0正式发布。1.1Python简介1.1.1Python的历史（4）2000年10月16日：Python2.0发布，增加了完整的垃圾回收，提供了对Unicode的支持。与此同时，Python的整个开发过程更加透明，社区对开发进度的影响逐渐扩大，生态圈开始慢慢形成。（5）2008年12月3日：Python3.0发布，它并不完全兼容之前的Python代码，不过因为目前还有不少公司在项目和运维中使用Python2.x版本，所以Python3.x的很多新特性后来也被移植到Python2.6/2.7版本中。1.1Python简介1.1.1Python的历史本文使用的Python3.11.2的版本是在2023年发布的，Python的版本号分为三段，形如A.B.C。其中A表示大版本号，一般当整体重写，或出现不向后兼容的改变时，增加A；B表示功能更新，出现新功能时增加B；C表示小的改动（例如：修复了某个Bug），只要有修改就增加C。1.1Python简介1.1.2Python的优缺点Python的优点很多，简单的可以总结为以下几点：（1）简单明了，学习曲线低，比很多编程语言都容易上手。（2）开放源代码，拥有强大的社区和生态圈，尤其是在数据分析、机器学习和深度学习领域。（3）解释型语言，天生具有平台可移植性，代码可以工作于不同的操作系统。（4）对两种主流的编程范式（面向对象编程和函数式编程）都提供了支持。（5）代码规范程度高，可读性强，适合有代码洁癖和强迫症的人群。1.1Python简介1.1.2Python的优缺点Python的缺点主要集中在以下几点：（1）执行效率稍低，对执行效率要求高的部分可以由其他语言（如C、C++）编写。（2）代码无法加密，但是现在很多公司都不销售卖软件而是销售服务，这个问题会被弱化。（3）在开发时可以选择的框架太多（如Web框架就有100多个），有选择的地方就有错误。1.1Python简介1.1.3Python的应用领域Python的应用领域非常广泛，包括但不限于以下方面：（1）Web开发：Django、Flask和Tornado等框架可以用来开发Web应用。（2）数据分析和科学计算：Numpy、Pandas、Matplotlib和Scikit-learn等库可以用来进行数据分析、统计和机器学习等领域的计算。（3）自然语言处理：NLTK、SpaCy等库可以用来处理文本数据和自然语言。1.1Python简介1.1.3Python的应用领域Python的应用领域非常广泛，包括但不限于以下方面：（4）人工智能和深度学习：TensorFlow、PyTorch和Keras等库可以用来构建人工智能和深度学习模型（5）游戏开发：Pygame等库可以用来开发游戏。（6）自动化测试和脚本编写：Python可以用来编写自动化测试脚本和批处理脚本。（7）系统管理和运维：Python可以用来编写系统管理和运维脚本，如自动化部署、监控和日志分析等总之，Python可以应用于各种领域，是一门非常强大的编程语言。1.2Python开发环境Python是一种解释型脚本语言，它可以在大多数操作系统中运行，包括Windows、MacOSX和Linux。通常情况下，Python开发环境包括以下三个部分：（1）Python解释器：Python解释器是Python语言的核心组件，它能够将Python代码转换成机器语言执行。Python解释器可以在终端命令行中执行，也可以在Python开发工具中使用。（2）Python标准库：Python标准库是Python语言的基础组件，它包含了大量的模块和函数，可以帮助开发者快速构建各种应用程序。（3）Python开发工具：Python开发工具可以帮助开发者更高效地编写Python代码，包括代码编辑器、调试器、测试工具等1.3Python解释器在开始Python编程之旅之前，我们需要在自己使用的计算机上安装Python解释器，下面将以安装官方的Python解释器为例，讲解如何在Windows操作系统上安装Python环境。官方的Python解释器是用C语言实现的，也是使用最为广泛的Python解释器，通常称之为CPython。1.3Python解释器1.3.1安装Python（1）首先打开Python官网：/。（2）在官网主页找到“Downloads”选项并点击“Windows”选项。

1.3Python解释器1.3.1安装Python（3）在打开的页面中往下拉并找到“Python3.11.2”，然后找到与操作系统一致的版本（这里选择64位），点击它进行下载。1.3Python解释器1.3.1安装Python（4）安装Python。双击下载好的python-3.11.2-amd64.exe件。我们选择“Customizeinstallation”并且勾选“Addpython.exetoPATH”，勾选这个选项的目的是将Python直接添加到环境变量中以便使用。

1.3Python解释器默认，点击【Next】1.3Python解释器选择软件安装位置，默认安装在C盘，点击【Browse】可更改软件的安装目录，注意：安装路径文件夹名称均不能含有中文字符！然后点击【Install】1.3Python解释器1.3.2测试安装是否成功我们打开Windows11自带的命令行工具“命令提示符”，然后在命令行中输入“python--verson”并按回车键，下一行将会显示已安装的python版本号，这意味着Python解释器已安装成功，如下图所示。1.4编写Python源代码通常情况下，我们用文本编辑工具（推荐使用VisualStudioCode等高级文本编辑工具）编写Python源代码，并用py作为后缀名来保存文件。例如，在“C:\Development\Python商业数据分析实战”目录中保存源代码文件hello.py，文件中的代码内容如下所示。print('hello,world!’)在命令行工具“命令提示符”中，运行“cdC:\Development\Python商业数据分析实战”）以切换到源代码所在的目录，然后执行“pythonhello.py”命令，屏幕上将会显示“hello,world!”，如下图所示。1.4编写Python源代码第2章Python开发工具第2章Python开发工具安装VSCode编辑器配置VSCode环境2.1安装VSCode编辑器2.1.1什么是VSCodeVSCode（全称为VisualStudioCode）是一款轻量级的源代码编辑器，它具有许多强大的功能，可以帮助开发者更加高效地编写和管理代码。以下是VSCode的一些主要特点：开源免费：VSCode是免费的，并且是开源的，任何人都可以下载和使用它。多语言支持：VSCode支持多种编程语言，包括JavaScript、TypeScript、Python和C++等。强大的编辑功能：VSCode具有强大的编辑功能，包括自动完成、代码片段、语法高亮、代码折叠和多光标编辑等。2.1安装VSCode编辑器2.1.1什么是VSCode内置调试器：VSCode具有内置的调试器，可以帮助开发者更加方便地调试代码。Git集成：VSCode与Git集成，可以帮助开发者更加方便地管理代码版本。插件扩展：VSCode支持插件扩展，开发者可以通过安装插件来扩展其功能，例如自动格式化、代码检查等等。跨平台支持：VSCode可以在Windows、MacOS和Linux等多个平台上运行，可以帮助开发者更加方便地在不同的操作系统上开发代码。总之，VSCode是一款功能强大、易于使用、免费开源的源代码编辑器，它可以帮助开发者更加高效地编写和管理代码。2.1安装VSCode编辑器2.1.2下载VSCode（1）首先在官网下载VSCode软件/download。（2）选择VSCode版本（根据自己的操作系统选择相应的版本）。2.1安装VSCode编辑器2.1.2下载VSCode（3）当出现如下界面表示安装包正在下载。2.1安装VSCode编辑器2.1.3安装VSCode（4）双击刚才下载的安装包程序。（5）同意协议，点击【下一步】。2.1安装VSCode编辑器2.1.2下载VSCode（6）选择安装目录，若无需修改，则默认即可，点击【下一步】。2.1安装VSCode编辑器2.1.2下载VSCode（7）环境变量，建议全部勾选，点击【下一步】。2.1安装VSCode编辑器2.1.2下载VSCode（8）安装成功（到此步骤已经安装成功了）。2.1安装VSCode编辑器2.1.2下载VSCode安装完成后打开界面如下：2.2配置VSCode环境2.2.1安装Python插件为能在VSCode中开发Python程序，我们需要首先安装Python插件，但在安装Python插件时需要首先确保我们的机器上已经安装好Python环境（即Python解释器）。我们按照以下三个步骤来安装Python插件，如下图所示：2.2配置VSCode环境2.2.1安装Python插件等待安装结束后，Python插件也就安装好了，如下图所示。2.2配置VSCode环境2.2.1安装Python插件接下来，我们新建一个名为hello.py的文件，写入如下一行代码print('helloVSCode!')。然后点击右上角的三角按钮运行，看到控制台显示“helloVSCode!”，就表示Python插件安装成功了！2.2配置VSCode环境2.2.2配置中文环境类似地，我们输入“Chinese”来安装中文插件，以让VSCode支持中文显示。安装完成后重启VSCode，VSCode中菜单就转换为中文了。现在VSCode就设置好了，接下来我们就可以正式开发Python程序啦。2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python在使用VSCode开发Python程序前，我们需要先搞清楚三个问题：1）VSCode如何管理项目文件；2）VSCode如何切换使用Python解释器；3）VSCode如何执行Python文件。2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python（1）VSCode如何管理项目文件VSCode通过文件夹来管理项目文件。我们首先在路径“C:\Development”中新建一个名为“demo”的文件夹，然后通过VSCode菜单“打开文件夹（OpenFolder）”功能打开这个文件夹：2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python在弹出的窗口中，找到“demo”文件夹，点击【选择文件夹】。2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python打开后，我们就可以在VSCode的文件管理器中看到这个“DEMO”目录，然后，我们通过资源管理器的“新建文件”按钮来新建一个“hello.py”文件，操作步骤如下图所示。当然，我们还可以通过“新建文件夹”按钮来为“DEMO”目录新建一个目录。2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python单击“hello.py”，其内容就会自动显示在右侧的编辑框中，此时我们可以在其中编辑代码了，如下图所示。2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python（2）VSCode如何切换使用Python解释器为在VSCode中切换Python解释器，我们只需要按照下图中的步骤进行操作即可。2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python（3）VSCode如何执行Python文件之前介绍说VSCode是编辑器，而不是Python集成开发环境，因此执行Python文件时需要调用操作系统中已安装的Python解释器。而Python文件执行的原理就是在命令行终端（cmd）中python某个.py文件。首先我们在VSCode打开命令行终端，如下图所示：2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python（3）VSCode如何执行Python文件2.2配置VSCode环境2.2.3利用VSCode开发Python（3）VSCode如何执行Python文件在终端中输入：pythonhello.py此时打印出“HelloPython”，表示程序运行成功。2.2配置VSCode环境2.2.4使用JupyterNotebook（1）安装JupyterNotebook在VSCode的扩展商店（点击侧边栏的图标或者Ctrl+Shirt+X）中搜索jupyter并下载Microsoft的Jupyter插件，如下图所示。2.2配置VSCode环境2.2.4使用JupyterNotebook（1）安装JupyterNotebook创建一个文件后缀为.ipynb的文件，并双击打开，显示如下图所示。其中下图左上角的是运行的python版本，点击图标可以切换解释器版本。第一次运行可能会没有显示python解释器，之后运行代码会弹出选择解释器的界面）。2.2配置VSCode环境2.2.4使用JupyterNotebook（1）安装JupyterNotebook尝试运行python代码，如果需要的python库不完全，将会有安装python库的提示，点击安装即可。安装完毕，成功运行之后显示如下图所示。2.2配置VSCode环境2.2.4使用JupyterNotebook（2）打印多个变量结果为了能在.ipynb文件中打印多个变量结果，我们需要在.ipynb文件的开始处输入以下代码。#Jupyternotebook打印多个变量结果from

IPython.core.interactiveshell

import

InteractiveShellInteractiveShell.ast_node_interactivity='all'2.2配置VSCode环境2.2.4使用JupyterNotebook（2）打印多个变量结果在.ipynb文件中直接写上a、b变量，不需要用print()函数就可以打印出多个变量结果，如下图所示。为方便查看代码并分析运行结果，本文中的范例都写在.ipynb文件中。2.2配置VSCode环境2.2.4使用JupyterNotebook（3）JupyterNotebook的好处在.py文件中可以进行的操作在.ipynb的jupyter中基本都可以进行。同时jupyter中可以在代码之间穿插markdown内容，我们编写代码的地方被称为cell，将鼠标移动到cell下面，就会显示添加cell的选项。我们可以选择添加编写代码的cell或者是编写markdown的cell，也可以在顶部菜单栏直接选择“+code”或者“+markdown”）。Jupyter中，代码补全、提示、格式化之类的智能辅助都跟在.py文件中编写代码一致。另外，jupyter中同时兼备了pythonREPL的功能（就是你直接在控制台输入python会启动的那个shell交互界面），你的运行结果都会被暂存，如果只需要改动某一行代码，则重新运行该行代码即可，不用想在.py文件中每次都要运行全部代码。第3章Python编程基础第2章Python开发工具Python基础语法Python变量与数据类型Python运算符Python数据结构Python选择结构Python循环结构Python一般函数Python高阶函数Python模块和包3.1Python基础语法3.1.1Python标识符标识符是电脑语言中允许作为名字的有效字符串集合。其中，有一部分是关键字，构成语言的标识符。这样的标识符是不能做它用的标识符的，否则会引起语法错误（SyntaxError异常）。合法的Python标识符，需要遵守如下规定：第一个字符必须是字母或下划线（_）剩下的字符可以是字母和数字或下划线大小写敏感不能是Python的关键字，例如def、class就不能作为标识符3.1Python基础语法3.1.2Python关键字关键字不能用作常量或变量名称，或任何其他标识符名称。输出结果：['False','None','True','and','as','assert','async','await','break','class','continue','def','del','elif','else','except','finally','for','from','global','if','import','in','is','lambda','nonlocal','not','or','pass','raise','return','try','while','with','yield']import

keywordprint(keyword.kwlist)3.1Python基础语法3.1.3缩进任何一种编程语言都有各自的语法和编程规范，Python之所以以“优雅，简单”著称，其中一个最重要的原因，就是它的“缩进”。Python用缩进层次来组织代码块，而约定一个缩进是用“4个空格”来表示，请务必遵守约定俗成的习惯，坚持使用4个空格的缩进。if

True:

print("南宁")else:

print("桂林")3.1Python基础语法3.1.4多行语句Python语句中一般以新行作为为语句的结束符。但是我们可以使用斜杠（\）将一行的语句分为多行显示，如下所示：语句中包含[]，{}或()括号就不需要使用多行连接符。如下实例：total=item_one+\

item_two+\

item_threedays=['Monday','Tuesday','Wednesday',

'Thursday','Friday']3.1Python基础语法3.1.5Python引号Python接收单引号(‘’)，双引号(“”)，三引号(‘‘‘’’’)来表示字符串，引号的开始与结束必须的相同类型的。word='word'sentence="Thisisasentence."paragraph="""Thisisaparagraph.Itismadeupofmultiplelinesandsentences."""3.1Python基础语法3.1.6Python注释以“#”开头的语句是注释，不一定要出现在行首，在某些语句后面也可以加注释，注释是给人看的，可以是任意内容，解释器会忽略掉注释，但注意不要使用无意义的注释。#第一条注释print("Hello,Python!");

#第二条注释name="高广尚"

#这又是一条注释#注释1#注释2#注释3#注释43.1Python基础语法3.1.7Python空格和空行在Python中，为了让代码看起来更清晰，具有更好的可读性，有时会在代码中太内疚空格和空行。空格或者空行与代码缩进不同，并不是Python语法的一部分。例如在变量赋值时增加空格。hello="world"class

A:

def

__init__(self):

pass

def

hello(self):

pass

def

main():

pass3.1Python基础语法3.1.8Print输出print()默认输出是换行的，如果要实现不换行需要加上end参数。x="a"y="b"print(x,end='')print(y,end='')3.2Python变量与数据类型3.2.1变量变量来源于数学，是计算机语言中能储存计算结果或能表示值抽象概念，变量可以通过变量名访问。在Python中变量命名规定，必须是大小写英文，数字和下划线(_)的组合，并且不能用数字开头。3.2Python变量与数据类型3.2.1变量（1）声明变量name="高广尚”（2）变量赋值a=123#a是整数a='abc'#a是字符串（3）多个变量赋值

a=b=c=1a,b,c=1,2,"广西”（4）常量BI=3.143.2Python变量与数据类型3.2.2数据类型Python3中有六个标准的数据类型：Number（数字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元组）、Sets（集合）、Dictionary（字典）。不可变数据类型（3个）：Number（数字）、String（字符串）、Tuple（元组）；可变数据类型（3个）：List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）。3.2Python变量与数据类型3.2.2数据类型（1）Number（数字）Python3支持int、float、bool、complex（复数）。数字类型顾名思义是用来存储数值的。counter=100#整型变量miles=1000.0#浮点型变量name="高广尚"#字符串print(counter)print(miles)print(name)3.2Python变量与数据类型3.2.2数据类型（1）Number（数字）print(5+4)

#加法

输出9print(4.3-2)#减法

输出2.3print(3*7)

#乘法

输出21print(2/4)

#除法，得到一个浮点数

输出0.5print(2//4)#除法，得到一个整数

输出0print(17%3)#取余

输出2print(2**5)#乘方

输出323.2Python变量与数据类型3.2.2数据类型（2）String示例：字符串常见操作s='优雅的Python'#切片s[0],s[-1],s[3:],s[::-1]#'优','n','Python','nohtyP的雅优'#替换，还可以使用正则表达式替换s.replace('Python','Java')#'优雅的Java'#查找，find()、index()、rfind()、rindex()s.find('P')

#3,返回第一次出现的子串的下标s.find('h',2)

#6,设定下标2开始查找3.3Python运算符Python语言支持以下类型的运算符：算术运算符、比较（关系）运算符、赋值运算符、逻辑运算符、位运算符、成员运算符、身份运算符和运算符优先级。3.3.1算术运算符a=3b=5a+b

#结果是8a-b

#结果是-2a*b

#结果是15b/a

#结果是1.6666666666666667b//a

#结果是1b**a

#结果是125b%a

#结果是23.3Python运算符3.3.2一元运算符x=3+x

#结果是3-x

#结果是-3~x

#结果是-4，相当于-(x+1)3.3Python运算符3.3.3关系（比较）运算符3.3.4赋值运算符a=4

b=5a!=b

#结果是Trueb>a

#结果是Truex=5x+=5x

#结果是103.3Python运算符3.3.5逻辑运算符3.3.6成员运算符3>2

and

2>0

#结果是True3>2

and

2>4

#结果是False3>2

or

2>4

#结果是True3>5

or

2>4

#结果是Falsenot

3>5

#结果是Truenot

3>2

#结果是Falseletters='abcd''a'

in

letters

#结果是True'e'

not

in

letters

#结果是Truelist1=[1,2,3,4,5]

1

in

list1

#结果是True6

not

in

list1

#结果是Truedict1={'a':1,'b':2}3.3Python运算符3.3.7身份运算符身份运算符用于比较两个对象的存储单元。==比较的值是否相等，而is和isnot是比较两个对象是否引用同一个内存地址。a=[1,2,3]b=[1,2,3]a==b

#结果是Truea

is

b

#结果是Falseid(a)

#结果是2551639326088id(b)

#结果是25516394893523.3Python运算符3.3.8位运算符a=5#'0b00000101'b=3#'0b00000011'a&b

#结果是1a|b

#结果是7a^b

#结果是6~a

#结果是-6a<<2

#结果是20b>>2

#结果是03.3Python运算符3.3.9运算符优先级3.4Python数据结构Python内建的数据结构有列表，元组，字典和集合等。此外常用的还有pandas中的series和dataframe（后面会详细分析）。（1）有序数据结构list（列表），是有序数据结构，没有固定大小，可以通过对偏移量以及其他方法修改列表大小。列表的基本形式如：[1,2,3,4]。tuple（元组），是有序数据结构，是不可变的，可以进行组合和复制运算后会生成一个新的元组。元组的基本形式比如：(1,3,6,10)。str（字符串），也是有序数据结构，字符串的基本形式比如：’hello'。3.4Python数据结构Python内建的数据结构有列表，元组，字典和集合等。此外常用的还有pandas中的series和dataframe（后面会详细分析）。（2）无序数据结构dict（字典）是无序的键：值对（key:value对）的集合。键必须是互不相同的（在同一个字典之内）。字典的基本形式如：{'jack':4098,'sape':4139}。set（集合），是一个无序不重复元素的集。基本功能包括关系运算和消除重复元素。集合的基本形式如：{'apple','orange','banana'}。3.4Python数据结构3.4.1列表（1）创建列表'直接创建法'x=[1,3,5,8,6]print(x)fruits=['apple','banana','pears']z=[[1,2,3],'apple',True]print(z)输出结果：[1,3,5,8,6][[1,2,3],'apple',True]3.4Python数据结构3.4.1列表（1）创建列表'range函数法'a=list(range(5));print(a)b=list(range(1,5));print(b)c=list(range(1,7,2));print(c)d=list(range(5,0,-1));print(d)输出结果：[0,1,2,3,4][1,2,3,4][1,3,5][5,4,3,2,1]3.4Python数据结构3.4.1列表（1）创建列表'列表生成式'm=[0

for

i

in

range(5)];print(m)n=[i**2

for

i

in

range(5)];print(n)l_2d=[[i+j

for

i

in

range(3)]for

j

in

range(3)];print(l_2d)输出结果：[0,0,0,0,0][0,1,4,9,16][[0,1,2],[1,2,3],[2,3,4]]3.4Python数据结构3.4.1列表（1）创建列表'类型转换法's='helloworld!'s21=list(s);print(s21)t=(1,2,3,4);print(list(t))输出结果：['h','e','l','l','o','','w','o','r','l','d','!'][1,2,3,4]3.4Python数据结构3.4.1列表（2）列表索引使用[头下标:尾下标]来截取部分字符串，其中下标是从0开始算起，可以是正数或负数，下标可以为空表示取到头或尾。3.4Python数据结构3.4.1列表（2）列表索引l=[1,2,3,4,5]l_2d=[[1,2,3],[4,5,6]]print(l[0],l[1],l[-1],l[-3])

#一维列表下标访问，下标从0开始print(l_2d[0],l_2d[0][0],l_2d[-1][-1])

#二维列表下标访问输出结果：1253[1,2,3]163.4Python数据结构3.4.1列表（3）修改列表l=[1,2,3,4,5]l[0]=2

#修改元素l输出结果：[2,2,3,4,5]3.4Python数据结构3.4.1列表（4）使用列表l=[1,2,3,4,5]n=len(l)

#列表长度n输出结果：5l=[1,2,3,4,5]max_l=max(l)min_l=min(l)

#最大值[max_l,min_l]

#最小值输出结果：[5,1]3.4Python数据结构3.4.2元组和list相比，由于不可更改，tuple中存储的数据具有更强的安全性。（1）创建元组t0=();print(t0)#空元组t1=(1,);print(t1)#只有单个元素的元组t2=2,3;print(t2)#以逗号隔开默认为元组输出结果：()(1,)(2,3)3.4Python数据结构3.4.2元组和list相比，由于不可更改，tuple中存储的数据具有更强的安全性。（2）修改元组t=(1,3,2,6,5,4)#t[0]=2

#tuple内容不可修改#t.sort()

#tuple不存在insert，sort,pop等方法l=sorted(t)

#调用sorted函数先将tuple转换成list再排序print(t,l)输出结果：(1,3,2,6,5,4)[1,2,3,4,5,6]3.4Python数据结构3.4.2元组和list相比，由于不可更改，tuple中存储的数据具有更强的安全性。（3）使用元组t=(1,1,0,0,1,3)print(t)print(t[-1],t[0:3])

#索引print(len(t),max(t),min(t),sum(t))#常用函数print(t.count(1),t.index(1,-4,-1))#元组方法

输出结果：(1,1,0,0,1,3)3(1,1,0)6306343.4Python数据结构3.4.3字典字典是无序的key:value键值对的集合key必须是不可改变的数据类型，包括str、int、float、bool、tuple等，不能是list、dict、set等。3.4Python数据结构3.4.3字典（1）创建字典'直接创建法'tel={'Jack''Jimmy';print(tel)gender=dict([('Jack','male'),('Jimmy','male')]);print(gender)输出结果：{'Jack''Jimmy'{'Jack':'male','Jimmy':'male'}3.4Python数据结构3.4.3字典（1）创建字典'字典生成式'd={x:x**2

for

x

in

range(5)};print(d)g={k:v

for(k,v)in

zip(['a','b'],[1,2])};print(g)输出结果：{0:0,1:1,2:4,3:9,4:16}{'a':1,'b':2}3.4Python数据结构3.4.3字典（1）创建字典'fromkeys函数法'd=dict.fromkeys(['a','b','c'],10);print(d)g=dict.fromkeys(['a','b','c']);print(g)输出结果：{'a':10,'b':10,'c':10}{'a':None,'b':None,'c':None}3.4Python数据结构3.4.3字典（2）字典常用操作'查询，get方法'd={'a':1,'b':2,'c':3}print(d['a'])

#由key查询value#print(d['f'])

#若key不存在会报错print(d.get('f'))#使用get方法可以避免错误print(d.get('f',0))#若key不存在，返回设定值0输出结果：1None03.4Python数据结构3.4.3字典（2）字典常用操作'插值，setdefault方法'd={'a':1,'b':2,'c':3};print(d)d['e']=4;print(d)d.setdefault('h',0);#若key不存在，设置默认值d.setdefault('a',0);#若已经存在这个key,setdefault不会修改key原来的值,而且该方法会返回key原来的值。print(d)#'h':0被增加，'a'对应的值未被修改输出结果：{'a':1,'b':2,'c':3}{'a':1,'b':2,'c':3,'e':4}{'a':1,'b':2,'c':3,'e':4,'h':0}3.4Python数据结构3.4.3字典（2）字典常用操作'更新值，update方法'd={'a':1,'b':2,'c':3};print(d)d['a']=10;print(d)#更新单个值d.update({'a':100,'b':200,'f':300});print(d)#更新批量值输出结果：{'a':1,'b':2,'c':3}{'a':10,'b':2,'c':3}{'a':100,'b':200,'c':3,'f':300}3.4Python数据结构3.4.3字典（2）字典常用操作'删除值，pop方法'd={'a':1,'b':2,'c':3,'f':5};print(d)x=d.pop('a');print(d);print(x)#用pop删除值del(d['b']);print(d)

#用del删除值x=d.popitem();print(x);print(d)#用popitem弹出键值对d.clear();print(d)#清空列表输出结果：{'a':1,'b':2,'c':3,'f':5}{'b':2,'c':3,'f':5}1{'c':3,'f':5}('f',5){'c':3}{}3.4Python数据结构3.4.3字典（2）字典常用操作'返回键值列表，items方法'd={'a':1,'b':2,'c':3};print(d)k=list(d.keys());print(k)v=list(d.values());print(v)kv=list(d.items());print(kv)输出结果：{'a':1,'b':2,'c':3}['a','b','c'][1,2,3][('a',1),('b',2),('c',3)]3.4Python数据结构3.4.4集合集合可以看成是一种只有key的字典。（1）创建集合s0=set();print(s0)#空集不能用{}表示#s1={[1,2,3],True,'hello'};#集合的元素不能是可变数据类型s1={(1,2,3),True,'hello'};print(s1)#直接赋值法s2={x**2

for

x

in

range(5)};print(s2)#集合生成式s3=set([1,1,1,2,2,2,3,3,3]);print(s3)

#类型转换法，会去除重复元素输出结果：set(){True,'hello',(1,2,3)}{0,1,4,9,16}{1,2,3}3.4Python数据结构3.4.4集合（2）修改集合s={1,2,3,4,5};print(s)s.add(7);print(s)#增加元素s.pop();print(s)#弹出元素，无参数s.remove(3);print(s)#删除指定内容元素，该元素必须存在s.discard(5);print(s)#若存在，删除指定内容元素s.update({1,2,3,9,10});print(s)#更新集合，与dict中的update功能一致输出结果：{1,2,3,4,5}{1,2,3,4,5,7}{2,3,4,5,7}{2,4,5,7}{2,4,7}{2,3,4,1,7,9,10}3.4Python数据结构3.4.4集合（3）使用集合s={1,2,3,4,5};t={4,5,6};print(s,t)print(len(s),max(s),min(s),sum(tuple(s)))#常用函数print(s,s.union(t))#并集print(s|t)#并集print(s,s.intersection(t))#交集print(s&t)#交集print(s,s.difference(t))#差集：广义补集，元素属于s但不属于tprint(s,s.symmetric_difference(t))#对称差集：元素属于s但不属于t或者元素属于t但不属于sprint(s.issubset(t),s.issuperset(t),s.isdisjoint(t))#是否子集，超集，不相交集s.intersection_update(t);print(s)#求交集，将结果更新到s中3.5Python选择结构3.5.1if语句（1）if...语句#求两个数当中较大的那个值a,b=2,3ifa>b:

c=aelse:

c=bprint('themaxofa,bis',c)3.5Python选择结构3.5.1if语句（2）if...else...语句#求两个数当中较大的那个值a,b=2,3ifa>b:

c=aelse:

c=bprint('themaxofa,bis',c)3.5Python选择结构3.5.1if语句（3）单行if...else...语句#求两个数当中较大的那个值a,b=2,3c=aifa>=belsebprint('themaxofa,bis',c)3.5Python选择结构3.5.1if语句（4）if...elif...else...语句#求三个数当中较大的那个值a,b,c=3,1,2ifa>=banda>=c:

d=aelifb>=c:

d=belse:

d=cprint('themaxofa,b,cis',d)3.5Python选择结构3.5.2多分支选择（1）利用if...elif...elif...else...实现多分支选择结构#给定城市名称，求邮政编码city='Guangzhou'if

city=='Beijing':

postcode='100000'elif

city=='Shanghai':

postcode='200000'elif

city=='Guangzhou':

postcode='510000'elif

city=='Shenzhen':

postcode='518000'else:

postcode=='XXXXXX'print('%s\'spostcodeis:%s'%(city,postcode))3.5Python选择结构3.5.2多分支选择（2）利用字典查询'利用字典查询'#给定城市名称，求邮政编码city='Dalian'Dict_postcode={'Beijing':'100000','Shanghai':'200000','Guangzhou':'510000','Shenzhen':'518000'}postcode=Dict_postcode.get(city,'XXXXXX')print('%s\'spostcodeis:%s'%(city,postcode))3.5Python选择结构3.5.3短路计算和强制类型转换Python的与，或，非分别用关键字and，or，not来表示。[]，{}，set()会被视为False。对and而言，Python会从左到右计算操作对象，然后返回第一个为假的操作对象。对or而言，Python会从左到右计算操作对象，然后返回第一个为真的操作对象。找到第一个为假或为真的操作对象后，此后操作对象不再被计算。and和or逻辑运算的这种性质叫做短路计算。3.5Python选择结构3.5.3短路计算和强制类型转换（3）利用短路计算实现选择结构'利用短路计算实现选择结构'#求两个数当中较大的那个数a,b=3,2c=(a>=b

and

a)or(a<b

and

b)print('themaxofa,bis',c)3.5Python选择结构3.5.3短路计算和强制类型转换（4）利用强制类型转换实现选择结构'利用强制类型转换实现选择结构'#求两个数当中较大的那个数a,b=4,-1c=(a>=b)*a+(a<b)*b#True强制转换为1，False强制转换为0print('themaxofa,bis',c)3.5Python选择结构3.5.4try...except...语句（1）利用if语句来判断是否合法#尝试对两个列表做点乘from

numpy

import

dot

a=[1,2,3];b=[3,4,5,6]if

len(a)==len(b):

ab=dot(a,b)

print('a.b=',ab)else:

print("Error:a&bdon'thavethesamelength!")3.5Python选择结构3.5.4try...except...语句（2）使用try...except...语句来处理错误'使用try...except...语句来处理错误'l=[1,2,'abc',True]try:

sum_l=sum(l)

print(sum_l)except

Exception

as

e:

print("Error:",e)3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.1for循环Python中的for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。for循环基本格式如下：for

变量

in

序列：

循环语句for

i

in[0,1,2]:

print(i)输出结果：0,1,23.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.1for循环（1）遍历可迭代对象for

i

in

'hello':

print(i)输出结果：hello3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.1for循环（2）单重for循环#求一个列表中最大的元素l=[1,5,4,6,7,8,2,0]max_l=l[0]for

i

in

l:#直接遍历列表

max_l=i

if

i>max_l

else

max_lprint(max_l)输出结果：83.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.1for循环（2）多重for循环#打印一个九九乘法表for

i

in

range(1,10):

for

j

in

range(1,i+1):

print(f"{j}x{i}={i*j}",end="\t")

print()3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.1for循环（3）多重for循环输出结果：1x1=1 1x2=2 2x2=4 1x3=3 2x3=6 3x3=9 1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16 1x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=25 1x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6=30 6x6=36 1x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=49 1x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=64 1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=813.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.2while循环while循环的基本格式如下：while

条件表达式:

条件满足，执行循环语句3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.2while循环（1）计算1-100偶数和i=0sum_result=0while

i<101:

if

i%2==0:

sum_result+=i

i+=1print('偶数和为：%s'%sum_resurt)输出结果：偶数和为：25503.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.3生成式生成式是一种轻量级的循环结构，语法结构简单明了。它可以用于生成列表，集合和字典。（1）单循环遍历#求列表全部元素的绝对值l=[1,2,-1,3,0,-2,-3]absl=[i

if

i>0

else-i

for

i

in

l]print(absl)输出结果：[1,2,1,3,0,2,3]3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.3生成式生成式是一种轻量级的循环结构，语法结构简单明了。它可以用于生成列表，集合和字典。（2）for遍历+if筛选#筛选序列中大于0的元素l=[1,2,-1,3,0,-2,-3]lbt0=[i

for

i

in

l

if

i>0]print(lbt0)输出结果：[1,2,3]3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.3生成式（3）for多重遍历#求两个集合中所有元素可能的组合girls={'Lucy','Mary'}boys=['Tom','Jim']couples={(b,g)for

b

in

boys

for

g

in

girls}print(couples)输出结果：{('Tom','Lucy'),('Jim','Lucy'),('Jim','Mary'),('Tom','Mary')}3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.4高阶函数高阶函数可以调用其他函数作为参数。常用的高阶函数包括：map，reduce，filter，sorted。（1）map映射import

mathimport

numpy

as

np#求列表中各个元素的平方根l=list(map(math.sqrt,[1,2,3]))print(l)输出结果：[1.0,1.4142135623730951,1.7320508075688772]3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.4高阶函数高阶函数可以调用其他函数作为参数。常用的高阶函数包括：map，reduce，filter，sorted。（1）map映射import

mathimport

numpy

as

np#求两个向量的和s=list(map(np.add,[1,2,3],[3,2,1]))#numpy库中的add方法print(s)输出结果：[4,4,4]3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.4高阶函数高阶函数可以调用其他函数作为参数。常用的高阶函数包括：map，reduce，filter，sorted。（2）reduce降维from

functools

import

reduce#求列表中所有元素的乘积p=reduce(lambda

x,y:x*y,[1,2,3,4])print(p)输出结果：243.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.4高阶函数高阶函数可以调用其他函数作为参数。常用的高阶函数包括：map，reduce，filter，sorted。（3）filter过滤#过滤出列表中全部正数l=[1,2,3,-1,-3,0]q=filter(lambda

x:True

if

x>0

else

False,l)print(list(q))输出结果：[1,2,3]3.6Python循环结构Python中实现循环结构的几种方式：for循环，while循环，生成式，高阶函数，向量化。3.6.4高阶函数高阶函数可以调用其他函数作为参数。常用的高阶函数包括：map，reduce，filter，sorted。（4）sorted排序#对列表进行排序a=[5,3,4,2,1]print(sorted(a))输出结果：[1,2,3