《Python與數(shù)據(jù)分析應(yīng)用》課件-第1章 Python概述

第一章Python概述在此輸入副標(biāo)題·

認(rèn)識Python·安裝Python解釋器·常用的Python編輯器·開發(fā)第一個(gè)Python程序·模塊的安裝、導(dǎo)入與使用在此輸入副標(biāo)題了解掌握熟悉熟悉

1234學(xué)習(xí)目標(biāo)了解

Python的發(fā)展歷程和特點(diǎn)掌握

如何安裝與使用模塊熟悉安裝Python解釋器，配置開發(fā)環(huán)境熟悉

如何利用Python編寫Python程序1.11.21.31.4目錄CONTENTS認(rèn)識Python

Python解釋器的安裝與Python程序的運(yùn)行

Python的開發(fā)工具

Python模塊

第一部分PART011.1認(rèn)識Python計(jì)算機(jī)目前已應(yīng)用在人類日常生活的各個(gè)場景，計(jì)算機(jī)通過程序控制，程序通過編程語言編寫，對于初次接觸編程的小伙伴而言，Python無疑是最為簡潔、易上手的編程語言。1.1.1Python的發(fā)展歷程1989年圣誕節(jié)期間，阿姆斯特丹的Guido（GuidovanRossum）自覺假日無趣，想起自己曾參與設(shè)計(jì)的一種優(yōu)美與強(qiáng)大并存，但最終慘遭失敗的語言ABC，尋思不如開發(fā)一個(gè)新的腳本解釋程序作為ABC語言的繼承，于是Python誕生了。1.1.1Python的發(fā)展歷程1.1.1Python的發(fā)展歷程Python語法很多來自C語言，但又受到ABC語言的強(qiáng)烈影響。自誕生開始，Python已經(jīng)具有了類（class）、函數(shù)（function）、異常處理（exception）、包括列表（list）和字典（dict）在內(nèi)的核心數(shù)據(jù)類型，以及以模塊為基礎(chǔ)的拓展系統(tǒng)。1.1.1Python的發(fā)展歷程1.1.1Python的發(fā)展歷程1.1.1Python的發(fā)展歷程1.1.1Python的發(fā)展歷程2000年10月，Python2.0發(fā)布，Python從基于maillist的開發(fā)方式轉(zhuǎn)為完全開源的開發(fā)方式。2008年12月，Python3.0版本發(fā)布，并被作為Python語言持續(xù)維護(hù)的主要系列。2010年，Python2.x系列發(fā)布了最后一個(gè)版本，其主版本號為2.7，同時(shí)，Python的維護(hù)者們聲稱不在2.x系列中繼續(xù)對主版本號升級，Python2.x系列慢慢退出歷史舞臺。2012年P(guān)ython3.3版本發(fā)布，2014年P(guān)ython3.4版本發(fā)布，2015年P(guān)ython3.5版本發(fā)布，2016年P(guān)ython3.6版本發(fā)布，2018年6月27日Python3.7.0發(fā)布，2019年10月14日Python3.8.0發(fā)布目前Python的最新版本為2023年10月2日發(fā)布的3.12.0。Guido于1989年定下目標(biāo)之后便投身于Python語言的設(shè)計(jì)之中，但Python的第一個(gè)公開版本直到1991年才發(fā)行，此版本使用C語言實(shí)現(xiàn)，能調(diào)用C語言的庫文件。1.1.1Python的發(fā)展歷程1.1.2Python的應(yīng)用領(lǐng)域簡潔。Python代碼的行數(shù)往往只有C、C++、Java代碼數(shù)量的1/5~1/3。語法優(yōu)美。Python語言是高級語言，它的代碼接近人類語言，只要掌握由英語單詞表示的助記符，就能大致讀懂Python代碼。簡單易學(xué)。Python是一門簡單易學(xué)的編程語言，它使編程人員更注重解決問題，而非語言本身的語法和結(jié)構(gòu)。開源。Python是FLOSS（自由/開放源碼軟件）之一，用戶可以自由地下載、拷貝、閱讀、修改代碼?？梢浦?。Python語言編寫的程序可以不加修改地在任何平臺中運(yùn)行。Python語言的優(yōu)點(diǎn)1.1.3Python語言的特點(diǎn)擴(kuò)展性良好。Python不僅可以引入.py文件，還可以通過接口和庫函數(shù)調(diào)用由其它高級語言（如C語言、C++、Java等）編寫的代碼。類庫豐富。世界各地的程序員通過開源社區(qū)又貢獻(xiàn)了十幾萬個(gè)幾乎覆蓋各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的第三方函數(shù)庫。通用靈活。Python是一門通用編程語言，可被用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、游戲開發(fā)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等各個(gè)領(lǐng)域。模式多樣。Python既支持面向?qū)ο缶幊蹋种С置嫦蜻^程編程。良好的中文支持。Python3.x解釋器采用UTF-8編碼表達(dá)所有字符信息，編碼支持英文、中文、韓文、法文等各類語言。Python語言的優(yōu)點(diǎn)1.1.3Python語言的特點(diǎn)執(zhí)行效率不夠高，Python程序的效率只有C語言程序的1/10。Python3.x和Python2.x不兼容。Python語言的缺點(diǎn)1.1.3Python語言的特點(diǎn)

第二部分PART021.2Python解釋器的安裝與Python程序的運(yùn)行1.2.1安裝Python解釋器為什么要安裝解釋器？Python解釋器有多個(gè)版本，考慮到主要的Python標(biāo)準(zhǔn)庫更新只針對3.x系列，且當(dāng)下企業(yè)也正從Python2.x向3.x過渡，因此對于Python的初學(xué)者而言，Python3.x無疑是明智的選擇。1.2.1安裝Python解釋器1.訪問Python官網(wǎng)的下載頁面：https:///downloads/1.2.1安裝Python解釋器2.

進(jìn)入Windows版本軟件下載頁面，根據(jù)操作系統(tǒng)版本選擇相應(yīng)軟件包。鑒于大多數(shù)人的系統(tǒng)win1064位操作系統(tǒng)，此處選擇3.12.0版本的安裝包。1.2.1安裝Python解釋器3.勾選“AddPython3.12toPATH”，選擇“InstallNow”開始自動(dòng)安裝Python解釋器、配置環(huán)境變量。片刻后安裝完成。1.2.1安裝Python解釋器4.在”開始”菜單欄中搜索“python”,找到并單擊打開Python3.12(64bit)。1.2.1安裝Python解釋器使用Win加R組合鍵，彈出運(yùn)行窗口。在輸入框中輸入cmd，然后點(diǎn)擊下方的確定或者直接輸入回車即可打開控制臺窗口，在控制臺中執(zhí)行“python”命令也可以進(jìn)入Python環(huán)境。1.2.1安裝Python解釋器交互式AB文件式Python程序的運(yùn)行方式有兩種交互式指Python解釋器逐行接收Python代碼并即時(shí)響應(yīng)文件式也稱批量式，指先將Python代碼保存在文件中，再啟動(dòng)Python解釋器批量解釋代碼1.2.2Python程序的運(yùn)行方式1.2.2Python程序的運(yùn)行方式通過Python解釋器或控制臺都能用相同的操作以交互方式運(yùn)行Python程序。以控制臺為例，進(jìn)入Python環(huán)境后，在命令提示符“>>>”后輸入如下代碼：

print("helloworld")交互式1.2.2Python程序的運(yùn)行方式創(chuàng)建Python文件（后綴為.py的文件），在其中寫入Python代碼并保存。在控制臺的命令提示符“>”后輸入命令“pythonhello.py”運(yùn)行Python程序。需要注意的是，在執(zhí)行命令前要在控制臺將當(dāng)前目錄切換到Python文件所在的目錄，方可執(zhí)行。

文件式1.2.2Python程序的運(yùn)行方式創(chuàng)建Python文件（后綴為.py的文件），在其中寫入Python代碼并保存。在該P(yáng)ython文件所在文件夾的空白區(qū)域按下“Shift+鼠標(biāo)右鍵”，單擊選擇選項(xiàng)列表中的“在此處打開Powershell窗口”選項(xiàng)以打開命令窗口，在命令提示符“>”后輸入命令“pythonhello.py”運(yùn)行Python程序。

文件式1.2.2Python程序的運(yùn)行方式

第三部分PART031.3Python的開發(fā)工具Python解釋器捆綁了Python的官方開發(fā)工具——IDLE，IDLE具備集成開發(fā)環(huán)境（IntegratedDevelopmentEnvironment，簡稱IDE）的基本功能，但開發(fā)人員一般還是會(huì)根據(jù)自己的需求或喜好選擇使用其他的開發(fā)工具。1.3.1常用的開發(fā)工具SublimeTextSublimeText是一個(gè)編輯器，它功能豐富、支持多種語言、有自己的包管理器，開發(fā)者可通過包管理器安裝組件、插件和額外的樣式，以提升編碼體驗(yàn)。SublimeText在開發(fā)者群體中非常受歡迎。常用的開發(fā)工具Eclipse+PyDevEclipse是古老且流行的程序開發(fā)工具，支持多種編程語言；PyDev是Eclipse中用于開發(fā)Python程序的IDE。Eclipse+PyDev通常被用于創(chuàng)建和開發(fā)交互式的Web應(yīng)用。1.3.1常用的開發(fā)工具VimVim是Linux系統(tǒng)中自帶的高級文本編輯器，也是Linux程序員廣泛使用的編輯器，它具有代碼補(bǔ)全、編譯及錯(cuò)誤跳轉(zhuǎn)等功能，并支持以插件形式進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)更豐富的功能。JupyterNotebookJupyterNotebook（簡稱Jupyter）支持實(shí)時(shí)代碼，便于創(chuàng)建和共享文檔，它本質(zhì)上是一個(gè)Web應(yīng)用程序，常被應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域。PyCharmPyCharm具備一般IDE的功能，如調(diào)試、語法高亮、Project管理、代碼跳轉(zhuǎn)、智能提示、單元測試、版本控制等，使用PyCharm可以實(shí)現(xiàn)程序編寫、運(yùn)行、測試的一體化。常用的開發(fā)工具1.3.1常用的開發(fā)工具PyCharm操作簡捷、功能齊全，既適用于新手，也可滿足開發(fā)人員的專業(yè)開發(fā)需求。1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝Professional版本特點(diǎn)提供PythonIDE的所有功能，支持Web開發(fā)。支持JavaScript、CoffeeScriptTypeScript、CSS和Cython等。支持遠(yuǎn)程開發(fā)、Python分析器、數(shù)據(jù)庫和SQL語句。Professional和Community是PyCharm的兩個(gè)版本。Community版本特點(diǎn)輕量級的PythonIDE，只支持Python開發(fā)。免費(fèi)、開源、集成Apache2的許可證。智能編輯器、調(diào)試器、支持重構(gòu)和錯(cuò)誤檢查，集成VCS版本控制。1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝訪問PyCharm官方網(wǎng)址/pycharm/download/，進(jìn)入PyCharm的下載頁面。1.下載PyCharm1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝（1）雙擊下載好的安裝包（pycharm-community-2021.3.2.exe）打開PyCharm安裝向?qū)?，可看到“WelcometoPyCharmCommunityEditionSetup”界面，如右圖所示。2.安裝PyCharm1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝（2）單擊【Next>】按鈕進(jìn)入“ChooseInstallLocation”界面，用戶可在此界面設(shè)置PyCharm的安裝路徑。此處使用默認(rèn)路徑，如右圖所示。2.安裝PyCharm1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝（3）單擊【Next>】按鈕進(jìn)入“InstallationOptions”的界面，在該界面可配置PyCharm的選項(xiàng)，如右圖所示。2.安裝PyCharm1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝（4）勾選前圖所示界面中的所有選項(xiàng)，單擊【Next>】按鈕進(jìn)入“ChooseStartMenuFolder”界面，如右圖所示。2.安裝PyCharm1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝（5）單擊上圖中的【Install】按鈕安裝PyCharm，如右圖所示。2.安裝PyCharm1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝（6）片刻后PyCharm安裝完成，界面如右圖所示。單擊【Finish】按鈕可結(jié)束安裝。2.安裝PyCharm1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝1.3.2PythonIDE—PyCharm的下載與安裝1.3.3使用PyCharm編寫Python程序1.雙擊桌面上PyCharm的快捷方式打開PyCharm，新版pycharm初次打開時(shí)會(huì)彈出是否導(dǎo)入設(shè)置的窗口，選擇不設(shè)置。如果彈出用戶協(xié)議窗口，勾選同意。之后就會(huì)進(jìn)入PyCharm的歡迎窗口。1.雙擊桌面上PyCharm的快捷方式打開PyCharm，新版pycharm初次打開時(shí)會(huì)彈出是否導(dǎo)入設(shè)置的窗口，選擇不設(shè)置。如果彈出用戶協(xié)議窗口，勾選同意。之后就會(huì)進(jìn)入PyCharm的歡迎窗口。1.3.3使用PyCharm編寫Python程序2.單擊“NewProject”進(jìn)入NewProject窗口。1.3.3使用PyCharm編寫Python程序1.3.3使用PyCharm編寫Python程序3.在路徑C:\Users\Amanda\Desktop\code\chapter_1下創(chuàng)建項(xiàng)目chapter_1，選擇Previouslyconfigured

interpreter并配置Python解釋器，具體如圖所示。1.3.3使用PyCharm編寫Python程序1.3.3使用PyCharm編寫Python程序4.單擊【Create】按鈕完成項(xiàng)目創(chuàng)建并進(jìn)入項(xiàng)目管理界面，如圖所示。1.3.3使用PyCharm編寫Python程序1.3.3使用PyCharm編寫Python程序5.經(jīng)過以上操作后我們創(chuàng)建了一個(gè)空Python項(xiàng)目，之后還需要在該項(xiàng)目中添加Python文件。鼠標(biāo)右鍵單擊項(xiàng)目名稱，在彈出的下拉菜單中選擇【New】→【PythonFile】。1.3.3使用PyCharm編寫Python程序1.3.3使用PyCharm編寫Python程序6.單擊下拉列表中的“PythonFile”將彈出“NewPythonfile”窗口，添加文件“first.py”。7.文件添加完成后的PyCharm窗口如下圖所示。1.3.3使用PyCharm編寫Python程序1.3.3使用PyCharm編寫Python程序8.在first.py文件中輸入代碼：print(“HelloWorld!”)，選中要執(zhí)行的文件first.py，在右鍵下拉列表中選擇Run‘first’命令可執(zhí)行該文件。文件執(zhí)行結(jié)果將窗口下方顯示。1.3.3使用PyCharm編寫Python程序1.3.3使用PyCharm編寫Python程序

第四部分PART041.4Python模塊1.3節(jié)編寫的Python程序只有極少的代碼，實(shí)現(xiàn)的功能非常簡單。隨著程序復(fù)雜度的提高，代碼量會(huì)同步增長，這時(shí)若還是在一個(gè)文件中編寫代碼，代碼的維護(hù)就會(huì)越來越困難。為了保證代碼的可維護(hù)性，開發(fā)人員通常將一些功能性代碼放在其他文件中，這樣用于存放功能性代碼的文件就是模塊。作為一種強(qiáng)大且便捷的編程語言，Python自然支持以模塊的形式組織代碼。Python內(nèi)置了一些標(biāo)準(zhǔn)模塊，Python的使用者也貢獻(xiàn)了豐富且強(qiáng)大的第三方模塊；標(biāo)準(zhǔn)模塊可以直接導(dǎo)入與使用，第三方模塊則需先行安裝。1.4.1模塊的安裝利用Python內(nèi)置的pip工具（安裝Python3.8時(shí)會(huì)自動(dòng)安裝該工具）可以非常方便地安裝Python第三方模塊，該工具可在命令行中使用，語法格式如下：pip是在線工具，pip命令執(zhí)行后，它需要聯(lián)網(wǎng)獲取模塊資源，若沒有網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)不佳，pip將無法順利安裝第三方模塊。注意pipinstall模塊名1.4.1模塊的安裝在使用模塊中定義的內(nèi)容之前，需先將模塊導(dǎo)入到當(dāng)前程序。Python使用import關(guān)鍵字導(dǎo)入模塊，其語法格式如下：模塊導(dǎo)入后，可通過點(diǎn)字符“.”調(diào)用模塊中的內(nèi)容，其語法格式如下：模塊.函數(shù)模塊.變量import