《北京大學Python》課件

北京大學Python歡迎來到北京大學Python課程Python簡介Python是一種解釋型、面向對象、動態(tài)數(shù)據(jù)類型的高級程序設計語言。它擁有簡潔易讀的語法，并且擁有強大的標準庫，以及豐富的第三方庫，適合各種應用場景。Python在近年來獲得了極大發(fā)展，成為最受歡迎的編程語言之一。其廣泛應用于數(shù)據(jù)科學、機器學習、Web開發(fā)、自動化腳本、游戲開發(fā)等領域。Python語言特點1簡潔易懂的語法，易于學習和使用。2動態(tài)類型，無需顯式聲明變量類型。3豐富的標準庫和第三方庫，可快速完成各種任務。4跨平臺，可在Windows、macOS、Linux等操作系統(tǒng)上運行。5強大的社區(qū)支持，擁有豐富的學習資源和在線社區(qū)。Python發(fā)展歷程11989年，GuidovanRossum創(chuàng)造了Python。21991年，Python0.9.0版本發(fā)布。32000年，Python2.0版本發(fā)布。42010年，Python3.0版本發(fā)布。5如今，Python已成為全球最受歡迎的編程語言之一。Python應用領域數(shù)據(jù)科學Python擁有強大的數(shù)據(jù)分析庫，如NumPy、Pandas、SciPy等，可以用于數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析、機器學習等。Web開發(fā)Python擁有Django、Flask等成熟的Web開發(fā)框架，可以快速構建高效、安全的Web應用程序。自動化腳本Python可以編寫自動化腳本，實現(xiàn)各種重復性操作，例如系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)頁爬蟲等。游戲開發(fā)Python擁有Pygame等游戲開發(fā)庫，可以用于開發(fā)各種游戲。Python學習路徑學習Python基礎語法，掌握基本數(shù)據(jù)類型、運算符、流程控制語句等。學習Python面向對象編程，了解類和對象的定義、繼承、多態(tài)等概念。了解常用庫和框架，例如數(shù)據(jù)分析庫NumPy、Pandas、SciPy，Web開發(fā)框架Django、Flask等。進行實戰(zhàn)項目開發(fā)，將理論知識運用到實際問題中。不斷學習新知識，跟進Python的發(fā)展趨勢。Python基礎語法Python語法簡潔易懂，例如變量定義不需要聲明類型。Python代碼塊使用縮進進行區(qū)分，通常使用4個空格進行縮進。Python使用注釋來解釋代碼，單行注釋使用"#"，多行注釋使用三個引號包圍。變量和數(shù)據(jù)類型整數(shù)類型，用于表示整數(shù)，例如10、-5、0等。浮點數(shù)類型，用于表示帶小數(shù)點的數(shù)字，例如3.14、-2.5等。字符串類型，用于表示文本，例如"Helloworld!"、"Python"等。布爾類型，表示真或假，分別用True和False表示?；具\算符+加法-減法*乘法/除法//地板除法**冪運算%取余運算流程控制語句if語句用于判斷條件是否滿足。1for循環(huán)用于遍歷序列中的元素。2while循環(huán)用于反復執(zhí)行代碼塊，直到條件不滿足。3函數(shù)定義與使用函數(shù)是一段可重復執(zhí)行的代碼塊，可以接受參數(shù)并返回結果。使用"def"關鍵字定義函數(shù)，函數(shù)名后面跟括號，括號內可以包含參數(shù)。函數(shù)使用"return"語句返回值，如果沒有返回值，則返回None。列表和元組列表是一種有序的可變序列，使用方括號[]表示。元組是一種有序的不可變序列，使用圓括號()表示。列表和元組都可以通過索引訪問元素，索引從0開始。字典和集合1字典無序鍵值對集合，使用大括號{}表示。2集合無序元素集合，使用大括號{}表示，元素不能重復。文件讀寫操作Python使用"open()"函數(shù)打開文件，可以指定讀寫模式。使用"read()"、"readline()"、"readlines()"方法讀取文件內容。使用"write()"方法寫入文件內容。使用"close()"方法關閉文件。異常處理機制1try-except捕獲異常，避免程序崩潰。2else當沒有異常時執(zhí)行代碼。3finally無論是否異常，都會執(zhí)行代碼。模塊和包1模塊包含函數(shù)、類、變量等代碼的集合，使用"import"語句導入。2包包含多個模塊的文件夾，使用"from"語句導入特定模塊。面向對象編程類和對象的定義類是對象的模板，定義了對象的屬性和方法。使用"class"關鍵字定義類，類名首字母大寫。對象是類的實例，擁有類的屬性和方法。繼承和多態(tài)繼承是子類繼承父類的屬性和方法。多態(tài)是指同一方法在不同對象中具有不同的行為。魔法方法__init__()初始化方法，用于創(chuàng)建對象時初始化屬性。__str__()用于返回對象的字符串表示。__len__()用于返回對象的長度。標準庫概覽文本處理數(shù)據(jù)分析科學計算網(wǎng)絡編程其他文本處理庫1字符串操作庫：str、re。2文件操作庫：open、os、shutil。3編碼解碼庫：codecs、base64。數(shù)據(jù)分析庫NumPy：用于數(shù)值計算。Pandas：用于數(shù)據(jù)分析和處理。SciPy：用于科學計算。Matplotlib：用于數(shù)據(jù)可視化。科學計算庫1SciPy：科學計算庫，提供了各種數(shù)學函數(shù)、算法和工具。2NumPy：數(shù)值計算庫，提供了數(shù)組、矩陣等數(shù)據(jù)結構和運算。3SymPy：符號計算庫，用于數(shù)學表達式運算。4Scikit-learn：機器學習庫，提供了各種機器學習算法和工具。Web開發(fā)框架Django全棧框架，可以快速構建大型Web應用程序。1Flask輕量級框架，可以構建小型Web應用程序。2Tornado異步框架，適合構建高性能Web應用程序。3網(wǎng)絡編程Socket編程使用socket模塊進行網(wǎng)絡通信。HTTP請求使用urllib模塊發(fā)送HTTP請求。多線程和多進程多線程：在單個進程中創(chuàng)建多個線程，可以同時執(zhí)行多個任務。多進程：創(chuàng)建多個進程，每個進程擁有獨立的內存空間，可以充分利用多核CPU。圖形用戶界面1TkinterPython內置的GUI庫，簡單易用。2PyQt功能強大的GUI庫，支持跨平臺。3Kivy用于開發(fā)移動應用程序和桌面應用程序的跨平臺GUI庫。數(shù)據(jù)可視化機器學習基礎1監(jiān)督學習：根據(jù)已標記的數(shù)據(jù)進行訓練。2無監(jiān)督學習：根據(jù)未標記的數(shù)據(jù)進行訓練。3強化學習：通過與環(huán)境交互來學習。常見算法實踐線性回歸：用于預測連續(xù)變量。邏輯回歸：用于分類問題。決策樹：用于分類和回歸問題。支持向量機：用于分類和回歸問題。深度學習入門神經(jīng)網(wǎng)絡：模擬人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡，用于學習復雜模式。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡：用于圖像識別等任務。循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡：用于處理序列數(shù)據(jù)，例如自然語言處理。Python編程實戰(zhàn)綜合項目開發(fā)1需求分析：了解項目目標和功能需求。2設計階段：設計系統(tǒng)架構、數(shù)據(jù)庫設計、接口設計等。3開發(fā)階段：編寫代碼、調試代碼、測試代碼。4部署階段：將項目部署到服務器。5維護階段：修復Bug、完善功能、更新版本。Python常見問題代碼調試使用pdb調試工具進行代碼調試。錯誤處理使用try-except語句捕獲并處理異常。性能優(yōu)化使用cProfile庫分析代碼性能，進行優(yōu)化。學習資源推薦官方網(wǎng)站：在線課程：Coursera、edX、Udacity等。書籍推薦：《Python編程：從入門到實踐》、《Python數(shù)據(jù)科學手冊》等。未來發(fā)展趨勢人工智能：Python是人工智能領域的主流語言，未來將繼續(xù)在人工智能領域得到廣泛應用。云計算：Pyt