文章目錄
- 1 環境配置與基本運算
- 2 呼叫各種包
- 3 判斷、回圈
- 4 函式
- 5 資料結構
- 6 字串
- 7 回到本地
- 8 命令列版2048小游戲
此之謂入門,其標準是,在不計效率的情況下,可以使用這門語言實作一個不太復雜的功能,
當然,這個不計效率也不是毫無原則的不計,比如我可以1小時搞定,那么剛入門的新手需要1天甚至2天,他將需要大量的時間去查庫查類查函式,但絕不至于用上一周半周的,
我從來都沒學過python,當年只是受夠了Matlab,而想把一個用Matlab寫的類轉成其他語言,結果用了一周,就把一個涵蓋影像處理、資料擬合等功能的一千來行Matlab代碼順利轉成了Python,過了沒幾年,Matlab就對我們禁用了,可見當年的選擇是極為英明的,
那么如今讓我重寫一遍那個類,大概只需要一天不到,這就是新手和老手的區別,但也僅僅是新手和老手的區別,
從入門到熟練運用,需要的不是什么思維的提升,而僅僅是是一個字——用,或者更直觀地說,就是看代碼量,從這個意義上來說,越快入門,就可以更早地堆積代碼量,從而更早地熟練運用Python,而不是按部就班地從入門到放棄,學習編程最可怕的事情就是:每天寫一遍Hello World并感覺識訓滿滿,
接下來,快速入門Python,
1 環境配置與基本運算
正所謂天下武功、唯快不破,學Python,講求的就是一個快字,
盡管下載Python并安裝并不麻煩,但新手往往會在使用程序中出現各種讓人費解的問題,所以,如果想1小時入門,我推薦這個,
在線Jupyter編輯工具,進入之后,點擊中間的Try JupyterLab,就可以進入在線Notebook的界面,

點擊Python3,快速進入jupyter notebook的環境,然后按照直覺,寫一些四則運算運算式,例如這些:
x = 100
y = 50
z = 2.5
print(x + y * z)
print(x - y / z)
print(x * y**2)
然后同時按下Ctrl+回車,就能運行python代碼,

然后按下alt+回車,開啟下一段代碼,
如果用shift+回車,則會綜合上面的兩個功能,本節耗時:3分鐘,
如果覺得在線Jupyter工具不好用,還有這個ideone,進入之后選擇python,輸完代碼后選擇run,

2 呼叫各種包
在python中,通過import來完成包的呼叫,例如,我想呼叫一個日歷的包,然后列印日歷
import calendar
calendar.prcal(2021,m=4) #2021年,每行4個月
然后shift+回車,就可以看到日歷了,

如果想通過python進行科學計算,應用最多的包是numpy和matplotlib中的pyplot,前者用于計算,后者用于繪圖,通常二者被重命名為np和plt,接下來演示一下二者的用法,
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
x = np.random.rand(100) #python中通過#進行注釋
y = np.random.rand(100) #用于生成100個亂數
plt.scatter(x,y) #繪制散點圖,并存放在記憶體
plt.show() #呼叫記憶體中的圖,show給我們

本節需要記住的單詞:import、as、numpy、matplotlib.pyplot、random.rand、scatter、plt.show,
本節耗時:5分鐘,
3 判斷、回圈
如果想統計剛剛新建的x和y中,有多少大于0.5,那么方法很簡單,:新建兩個變數用于存盤二者的個數,然后跑一個回圈進行判斷,
xNum = 0
yNum = 0
for i in range(100):
if x[i]>0.5:xNum += 1 # xNum += 1 即 xNum = xNum + 1
if y[i]>0.5:yNum += 1 # python中通過方括號進行索引
print(xNum,yNum)
可以把range(100)理解為0到99這100個陣列成的一個集合,for i in range(100)意味著i對這個集合進行遍歷,遍歷就是逐個復制給i,所以就完成了回圈,
在python中,判斷、回圈結構通過:與其內容進行分隔,且子代碼塊需要通過空格進行標記,如果程式塊中只有一行代碼,則可以直接寫在:后面,
如果想知道,x中處于
(
0
,
0.3
]
,
(
0.3
,
0.6
]
,
(
0.6
,
1
]
(0,0.3],(0.3,0.6],(0.6,1]
(0,0.3],(0.3,0.6],(0.6,1]這三個區間的數分別是多少,則需要用到if..elif
n1,n2,n3 = 0,0,0 #按照直覺理解即可
for i in x:
if i>0.6 : n3 += 1
elif i>0.3 : n2 += 1
else: n1 += 1
print(n1,n2,n3)
for..in的作用是遍歷某個集合,而x本身也是一個集合,所以也可以接受遍歷,
本節需要記住的單詞:if, else, elif, for, +=,,耗時5分鐘,
4 函式
如果想反復統計一組亂數的分布情況,顯然不能每次都寫一遍那么老長的代碼,而是應該把代碼封裝到一個函式里面,
def statis(x):
xNum = 0
for i in x:
if i>0.5:
xNum += 1
return xNum
在Python中,通過def新建一個函式,函式名字后的括號里是這個函式需要輸入的變數,最后通過return來回傳一個值,如果按照數學的那種運算式,以上代碼差不多類似xNum=statis(x)這樣的感覺,
在建了一個函式之后,就可以呼叫了,本節用時5分鐘,需要記住def和return,

5 資料結構
我們剛剛說x是集合,這是不準確的,數學上的集合要求不能有重復元素,但x是隨機生成的一個陣列,所以并不能保證這一點,
在本節,我們要弄懂python中最常用的5種資料結構:元組、串列、字典、集合、陣列,同時要掌握python推導式,預計耗時15分鐘,
tpl = (1,2,3,4) #此為元組tuple
lst = [1,2,3,4,5] #此為串列list
dct = {"a":1, "b":2, "c":3} #此為字典dict
st = {1,2,3,3} #此為集合
arr = np.array([1,2,3,4]) #此為陣列

可以看到,盡管我們在新建集合的時候給了1,2,3,3,但集合中沒有重復元素,所以只剩下一個3,
一句話區分這五種型別:
- 只有陣列
np.array可以計算 - 字典通過
鍵值對(key-value)進行索引 - 集合無重復元素,且不可索引
- 元組可以作為字典的鍵,串列則不能,
這五種資料型別的詳細區別如下(這個其實用不著記),
| 索引方式 | 可計算 | 可哈希 | 元素可重復 | 指標式 | |
|---|---|---|---|---|---|
| tuple | tpl[0] | ? | ? | ? | * |
| list | lst[0] | ? | ? | ? | * |
| dict | dct["a"] | ? | ? | ? | ** |
| set | ? | ? | ? | ? | * |
| np.array | arr[0] | ? | ? | ? | ? |
其中,可哈希暫時可理解為能夠作為字典的key,
所謂指標式是我亂取的一個名字,意思是可以像指標一樣把元素取出來,其中,集合與字典因為元素不可重復,所以并沒有什么變化,

至于可計算就比較容易理解了,例如+測驗,字典和集合干脆就報錯了,而元組、串列將+多載為合并,只有arr執行了加法操作,

在python中,可通過len來獲取這些資料結構的長度,
6 字串
在字典中我們其實已經用過了字串,在python中,用單引號或雙引號來代表字串,二者是等價的,
x = 'abc'
y = "abc"
print(x==y)
因為引號被用于字串的標志,所以如果想在字串中輸入引號,則需要轉義,轉移符號為\,又因為\用于轉義,所以\也需要轉義,
print('\'')
print('\\')
print("\"")
7 回到本地
下載python,或者下載anaconda,
如果下載之后,可通過win+r,輸入cmd進入命令列,輸入python進入python環境,
如果下載的是python,則通過pip isntall numpy安裝numpy,總之其命令格式為pip install XXX;如果下載的是anacoda,則還可以通過conda install numpy來進行安裝——當然,anaconda的基本環境已經安裝了大部分常用包,
如果把python的代碼封裝到一個.py格式的檔案中,然后就可以通過python XX.py進行呼叫,并執行,
8 命令列版2048小游戲
按理說看到這里,并寫到這里,就應該算是完成了入門,那么接下來就要用入門學會的知識,寫一個命令列版的2048小游戲,
2048的邏輯無非是操作4x4的方格,每個方格中有一個數,我們可以操作這些數字進行移動,如果兩個相同的數字在我們的操作下相撞了,那么它們就可以合并了,
而這個4x4的方格,無非是一個矩陣,
我們的操作可以理解為輸入字符,用wsad代表上下左右,y代表確定,n代表取消,
python接收字符的函式是input,例如
>>> x = input("input a number")
input a number5
>>> x
'5'
而創建矩陣,可以用np.zeros([4,4]).astype(int),表示創建一個
4
×
4
4\times4
4×4的全0矩陣,并化為整形,
矩陣中只有16個元素,盡管回圈效率低下,但足以滿足人的操作速度了,
如果讀者從頭到尾敲了所有的代碼,那么如今必然有能力獨立寫出這樣的程式,所以具體的代碼將在下篇文章給出,
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標籤:python
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