python数据分析常用基础语法

news2024/11/24 5:17:39

Python语言基础——语法基础

  • 前言
  • 一、变量的介绍与使用
    • 变量的介绍
    • 变量命名规则
    • 变量的使用
    • 拓展
  • 二、标识符
    • 标识符命名命名规则
    • 注意事项
  • 三、数据类型
    • 数据类型的介绍
    • 数据类型的查看
      • 示例
  • 四、输入与输出
    • 输入和输出的介绍
    • format格式化输出
    • 占位符
  • 五、代码缩进与注释
    • 代码缩进

前言

Python是一种高级编程语言，其语法简洁易懂，支持多种编程范式，如面向对象、函数式编程等。Python采用缩进来表示代码块，使代码结构清晰易读。基础语法包括变量、数据类型、运算符、条件语句、循环语句、函数定义和调用等。Python支持动态类型，变量可在运行时更改类型。此外，Python还有丰富的标准库和第三方库，可用于文件处理、网络编程、科学计算等多种任务。掌握Python的语法基础是学习Python编程的第一步。

一、变量的介绍与使用

变量的介绍

变量是值可以改变的量，可以理解为一个容器。这个容器里存放的内容是可以发生改变的。
Python中的变量用于存储数据，并且可以在程序中使用和操作这些数据。变量可以存储各种类型的数据，例如整数、浮点数、字符串等。

python在变量类型定义方面没有强制性要求，对新手尤其方便。

变量命名规则

  • 变量名可以包含字母、数字和下划线，但不能以数字开头。
  • 变量名区分大小写。
  • 变量名不能使用Python的关键字，如if、for、while等。

变量的使用

变量的使用过程包括变量的定义和变量的赋值。

变量的定义是指给变量一个名称，并且指定该变量可以存储的数据类型。例如，可以使用以下语法定义一个整数类型的变量：

num = 10

变量的赋值是指给变量一个值。可以使用赋值语句来给变量赋值，例如：

num = 10

赋值语句将右侧的值（10）赋给左侧的变量（num）。

变量还可以进行运算和操作，例如：

num1 = 10
num2 = 5
result = num1 + num2
print(result)  # 输出15

在Python中，还有一些特殊的变量，包括全局变量和局部变量。全局变量在整个程序中都可见，而局部变量只能在特定的代码块中访问。

总之，变量是Python中非常重要的概念，通过使用变量，可以方便地存储和操作数据。

拓展

在python中，不需要专门定义变量的类型，系统会根据变量的值自动判断其数据类型。在Jupyter Notebook 中输入下列代码，并点击运行按钮，观察结果
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

a = 1
print(a + 5)
print("hello!")
a = 5
print(a + 6)

使用Jupyter Notebook 编译器，可以一步一执行，大大降低了我们写出错误的代码。
在这里插入图片描述

这个出问题的原因是因为a 它的值是字符串 字符串加一个整形会报错 把它改成字符串的形式就不会报错了

在这里插入图片描述

给a赋一个5的字符串 打印的是5 和 6 连接的字符串

二、标识符

在Python中，标识符是用户定义的名称，标识符用于标识某个符号或者东西的名字，可以理解为命名方式。在python中用来命名变量、函数、类、数组、字典、文件、对象等多种元素。

标识符命名命名规则

标识符命名需要满足下列规则：

  1. 只能由字母、数字和下划线组成，而且必须以字母或下划线开头；
  2. 不能使用python关键字；
  3. 长度不能超过255个字符。
  4. 标识符对大小写敏感，例如name和Name是不同的标识符。
  5. 标识符不能包含空格或特殊字符（例如！@＃$％^＆*（）- + = [] {} | \ ;：’“<>,.? /）。
  6. Python 3之后，标识符可以包含Unicode字符。

注意事项

在这里插入图片描述
如下，如果使用关键字，Jupyter Notebook便会报错
在这里插入图片描述

三、数据类型

数据类型的介绍

Python是一种动态类型语言，意味着在定义变量时不需要显式地指定变量的数据类型。Python提供了许多内置的数据类型，包括以下几种常见的类型：

  1. 数字（Numbers）：Python提供了几种内置类型的数字，包括整数（int）、浮点数（float）、复数（complex）和布尔值（bool）。

  2. 字符串（String）：字符串是由一系列字符组成的，可以使用引号（单引号或双引号）来定义。字符串是不可变的，意味着一旦创建就不能改变其值。

  3. 列表（List）：列表是一种有序、可变的数据类型，可以包含任意类型的元素，用方括号（[]）来定义。列表可以通过索引访问和修改其中的元素。

  4. 元组（Tuple）：元组是一种有序、不可变的数据类型，类似于列表，但元组的元素不能被修改。元组用圆括号（()）来定义。

  5. 集合（Set）：集合是一种无序、不重复的数据类型，用花括号（{}）来定义。集合可以用于去除重复元素、判断元素是否存在等操作。

  6. 字典（Dictionary）：字典是一种无序、可变的数据类型，由键值对（key-value）组成。键（key）必须是唯一的，值（value）可以是任意类型。字典用花括号（{}）来定义，键和值之间用冒号（:）分隔。

除了这些常见的数据类型，Python还提供了其他一些数据类型，如文件（file）、日期时间（datetime）等。此外，还可以使用Python标准库或第三方库来扩展Python的数据类型。

数据类型的查看

在python中可以使用type（）方法来查看变量类型在这里插入图片描述

示例

当需要确定变量的数据类型时，可以使用type()函数来查看。下面是一个示例：

a = 10
b = 3.14
c = "Hello"
d = [1, 2, 3]
e = (4, 5, 6)
f = {7, 8, 9}
g = {"name": "Alice", "age": 25}

print(type(a))  # <class 'int'>
print(type(b))  # <class 'float'>
print(type(c))  # <class 'str'>
print(type(d))  # <class 'list'>
print(type(e))  # <class 'tuple'>
print(type(f))  # <class 'set'>
print(type(g))  # <class 'dict'>

在这个例子中，使用type()函数查看了变量a到g的数据类型，并将结果打印出来。可以看到，type()函数返回的是一个内置类型的类（class），并使用<class '类型'>的形式表示。

四、输入与输出

输入和输出的介绍

在Python中，可以使用input()函数来获取用户的输入，使用print()函数将结果输出到屏幕上。

input()函数用于接收用户的输入，并将输入内容作为一个字符串返回。示例：

name = input("请输入您的姓名：")
print("您好，" + name + "！")

在这个例子中，程序会等待用户输入姓名，并将输入内容存储在变量name中。然后，使用print()函数将一个欢迎消息打印到屏幕上，其中的+操作符用于将字符串拼接在一起。

注意：input()函数返回的是一个字符串，如果需要将输入转换为其他数据类型，可以使用相应的类型转换函数（例如int()、float()等）。

另外，print()函数用于将结果输出到屏幕上。它可以接受多个参数，并将它们打印在一行上，各个参数之间用空格分隔。示例：

name = "Alice"
age = 25
print("姓名:", name, "年龄:", age)

在这个例子中，print()函数接受了三个参数，它们之间用逗号分隔。结果会打印为姓名: Alice 年龄: 25。

注意：在Python 3中，print函数是一个函数，而不是一个语句。因此，调用print函数时需要使用括号。

format格式化输出

在Python中，可以使用format()方法来进行格式化输出。它的语法如下：

formatted_string = format(value, format_spec)

其中，value是要格式化的值，format_spec是格式化字符串，用于定义输出的格式。format_spec可以包含占位符，用一对花括号 {} 来表示。占位符中可以使用索引、对齐方式、宽度、精度等参数来控制输出的格式。

以下是几个常用的占位符：

  • {}：表示默认占位符，用于替换任意类型的值
  • {:<width}：左对齐，并指定宽度
  • {:^width}：居中对齐，并指定宽度
  • {:>width}：右对齐，并指定宽度
  • {:d}：输出整数
  • {:f}：输出浮点数
  • {:s}：输出字符串

以下是一些示例代码：

number = 123
print("The number is {}.".format(number))

pi = 3.1415926
print("The value of pi is {:.2f}.".format(pi))

name = "Alice"
print("Hello, {}!".format(name))

grade = 'A'
print("Your grade is {}.".format(grade))

isTrue = True
print("The value is {}.".format(isTrue))

输出结果如下：

The number is 123.
The value of pi is 3.14.
Hello, Alice!
Your grade is A.
The value is True.

除了使用format()方法以外，还可以使用f-string来进行格式化输出。f-string是Python3.6及以上版本新增的一种格式化字符串的方式，使用起来更加简洁方便。以下是使用f-string的示例：

number = 123
print(f"The number is {number}.")

pi = 3.1415926
print(f"The value of pi is {pi:.2f}.")

name = "Alice"
print(f"Hello, {name}!")

grade = 'A'
print(f"Your grade is {grade}.")

isTrue = True
print(f"The value is {isTrue}.")

输出结果和上述方式相同。

无论是使用format()方法还是f-string，都可以根据需要灵活地进行格式化输出。

format（）控制多个格式在这里插入图片描述

占位符

在Python中，格式化字符串时可以使用一些占位符来指定输出的格式。下面介绍一些常用的占位符：

  • %s：字符串占位符，用于替换字符串类型的值。
  • %d：整数占位符，用于替换整数类型的值。
  • %f：浮点数占位符，用于替换浮点数类型的值。
  • %x：十六进制整数占位符，用于替换十六进制类型的值。

除了上述基本的占位符之外，还可以使用一些格式化符号来控制输出的格式，如下所示：

  • %10s：指定字符串的最小字段宽度为10个字符，右对齐输出。
  • %-10s：指定字符串的最小字段宽度为10个字符，左对齐输出。
  • %5d：指定整数的最小字段宽度为5个字符，右对齐输出。
  • %0.2f：保留两位小数输出浮点数。
  • %#x：输出十六进制整数时，包含前缀0x。

以下是一些示例代码：

name = "Alice"
age = 25
height = 1.65
hex_number = 255

print("My name is %s." % name)
print("I am %d years old." % age)
print("My height is %.2f meters." % height)
print("The hex number is %#x." % hex_number)

输出结果如下：

My name is Alice.
I am 25 years old.
My height is 1.65 meters.
The hex number is 0xff.

需要注意的是，虽然上述的占位符在Python中仍然是有效的，但是推荐使用更现代化的字符串格式化方式，如使用 str.format() 或者 f-string (格式化字符串字面值)。这些方式更加灵活和易读，同时也是推荐的Python风格。

五、代码缩进与注释

代码缩进

在python开发多行代码时，采用缩进的管理方式来组织代码块，也就是同一个代码块具有相同的行缩进。

在Python中，缩进是非常重要的，因为它用于定义代码块和控制结构。Python使用缩进来表示代码的层次结构，而不是使用大括号或关键字（如begin和end）。

例如，下面是一个简单的if语句的示例：

x = 10

if x > 5:
    print("x大于5")
else:
    print("x小于等于5")

在这个例子中，代码块print("x大于5")和print("x小于等于5")与if和else语句保持缩进的一致性。如果没有缩进，Python解释器将无法识别代码块的结构。

在Python中，注释用于解释代码的作用和逻辑。单行注释以#开头，多行注释用一对三个引号（'''或"""）括起来。

下面是一个包含注释的示例：

# 这是一个计算圆的面积的函数
def calculate_area(radius):
    """
    计算圆的面积
    参数：radius（半径）
    返回值：圆的面积
    """
    area = 3.14159 * radius ** 2
    return area

在这个例子中，第一行是一个单行注释，解释了函数的用途。第二行是一个多行注释，用于解释函数的参数和返回值。

注释对于他人理解代码的逻辑和用途非常重要，因此在编写代码时应养成良好的注释习惯。

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