1.3 Python語(yǔ)言基礎(chǔ)

本節(jié)簡(jiǎn)要介紹Python 3的基本語(yǔ)法，主要包括后續(xù)章節(jié)所需使用的特性。

1.3.1 常用數(shù)據(jù)類(lèi)型

Python內(nèi)置的常用數(shù)據(jù)類(lèi)型有字符串、布爾量、元組、列表和字典。

數(shù)字（Number）包括整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)類(lèi)型，使用方法類(lèi)似于數(shù)學(xué)計(jì)算。布爾值（Bool）有固定的表示，True表示真，F(xiàn)alse表示假。

下面重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)分析中常用的字符串、元組、列表和字典數(shù)據(jù)類(lèi)型。

1．字符串（string）

字符串是由一系列字符組成的數(shù)據(jù)類(lèi)型，使用一對(duì)單引號(hào)'、雙引號(hào)"或三引號(hào)'''表示。字符串變量的值不可以修改，任何類(lèi)型的變量都可以使用內(nèi)置函數(shù)str()轉(zhuǎn)換為字符串。

Python內(nèi)置了字符串常用函數(shù)，支持字符串查找、替換、比較等功能。

2．元組（tuple）和列表（list）

元組和列表是有序的元素序列，具有相同的索引方式，每個(gè)元素可以是任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)。不同的是，元組的數(shù)據(jù)不可修改，列表數(shù)據(jù)可以修改。

元組使用一對(duì)（）將所有元素括起來(lái)，元素的數(shù)據(jù)類(lèi)型可以不同，如（'Wang'，32，1.67），元素本身也可以是元組。元組中的元素使用變量名[索引]來(lái)表示，索引范圍[0, n-1]或[-n, -1]，如圖1-9所示，其中n為元素個(gè)數(shù)（也稱(chēng)為元組長(zhǎng)度）。

實(shí)際上字符串可以看作元組的特例，每個(gè)元素必須是字符的元組。

列表采用一對(duì)[]表示，是最靈活的序列表示形式，用來(lái)存儲(chǔ)值需要變化的數(shù)據(jù)序列。

3．字典（dictionary）

字典是由一組“鍵-值對(duì)”元素組成的無(wú)序集合，字典元素的“鍵”具有唯一性。鍵和值通過(guò)冒號(hào)連接，不同鍵值對(duì)通過(guò)逗號(hào)隔開(kāi)，如{'Wang':1.89, 'Li':1.76}。通過(guò)“鍵”，可以找到與之關(guān)聯(lián)的“值”。

字典數(shù)據(jù)可以通過(guò)“鍵”方便地添加、刪除和修改。

1.3.2 流程控制

1．程序格式

Python采用嚴(yán)格的“縮進(jìn)”來(lái)表示代碼的層次關(guān)系，且只能通過(guò)“縮進(jìn)”表示，如圖1-10所示。要求同一段程序內(nèi)，每個(gè)層次“縮進(jìn)”采用的空格數(shù)一致，否則判定為語(yǔ)法錯(cuò)誤。

2．注釋

Python的注釋語(yǔ)句有兩種形式：?jiǎn)涡凶⑨屢浴?”開(kāi)頭，多行注釋用一組"""括起來(lái)。

3．輸入和輸出語(yǔ)句

Python使用input語(yǔ)句將鍵盤(pán)輸入以單個(gè)字符串保存變量，print語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)屏幕顯示。

4．分支結(jié)構(gòu)

Python支持單分支結(jié)構(gòu)、雙分支結(jié)構(gòu)和多分支結(jié)構(gòu)，基本格式如下。

代碼依次計(jì)算if、elif后面的表達(dá)式，執(zhí)行第一個(gè)結(jié)果為真的表達(dá)式對(duì)應(yīng)的分支語(yǔ)句。如果沒(méi)有任何一個(gè)表達(dá)式結(jié)果為真，則執(zhí)行else對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句。

5．循環(huán)結(jié)構(gòu)

Python提供兩種循環(huán)語(yǔ)句，for和while。

1）for循環(huán)在循環(huán)代碼重復(fù)運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)變量根據(jù)給定的序列依次賦值。

代碼for語(yǔ)句循環(huán)5次，變量i依次被賦值1、3、5、7、9，并被累加到變量s上。循環(huán)結(jié)束后，s的值為25。

通常可以使用range（start，end，step）函數(shù)生成指定的數(shù)字序列，函數(shù)按照步長(zhǎng)step在范圍[start，end-1]內(nèi)生成等差序列，start默認(rèn)為0,step默認(rèn)為1。

代碼依次輸出整數(shù)0、2、4、6、8。

2）while語(yǔ)句判斷表達(dá)式的結(jié)果，如果為T(mén)rue繼續(xù)循環(huán)，否則中止。

程序判斷用戶(hù)輸入的內(nèi)容是否為空字符串，為空則循環(huán)中止，否則計(jì)算累加和并等待再次輸入。

1.3.3 函數(shù)和方法庫(kù)

1．Python內(nèi)置函數(shù)

Python提供大量的內(nèi)置函數(shù)，無(wú)須說(shuō)明，可直接使用。如input函數(shù)、range函數(shù)等，但大部分的第三方庫(kù)（library）或包（package）并沒(méi)有被加載到解釋器中，因此在使用時(shí)需要先導(dǎo)入，Python提供3種導(dǎo)入形式。

1）直接導(dǎo)入整個(gè)方法庫(kù)或包，調(diào)用時(shí)需要加上包名。

2）導(dǎo)入方法庫(kù)中某個(gè)函數(shù)，調(diào)用時(shí)直接使用函數(shù)名。

3）導(dǎo)入方法庫(kù)中某個(gè)類(lèi)或函數(shù)并重命名，調(diào)用時(shí)使用臨時(shí)替代名。

2．Python自定義函數(shù)

Python使用關(guān)鍵字def定義函數(shù)，函數(shù)定義時(shí)，變量類(lèi)型無(wú)須說(shuō)明，同時(shí)可以在參數(shù)列表的最后定義多個(gè)帶有默認(rèn)值的參數(shù)。函數(shù)調(diào)用時(shí)，具有默認(rèn)值的形參，可以不傳實(shí)參。

思考與練習(xí)

1．查閱資料，編寫(xiě)Python代碼實(shí)現(xiàn)列表和字典元素的遍歷輸出。

2．使用Jupyter Notebook，將練習(xí)1的程序保存在.ipynb文件中。