Python 基礎

需求分析

本實訓主要鍛鍊學生的Python基礎語句使用能力，小到簡單的輸入輸出大到類的定義繼承都有詳細的代碼介紹，且代碼爲Python3的版本。無需學生自己對代碼進行升級和改造。

實驗步驟

步驟一：Python基礎

第一步：打印輸出

在屏幕上輸出“Hello Word”。

print('hello world')

輸出結果如下。
hello world

第二步：基本語法

1、變量定義賦值輸出

x = "a" # 變量命名
print(x)# 打印變量的值
print(type(x)) # 查看變量類型
x = 3# 之所以成爲動態語言的原因
print(type(x))

輸出結果如下。

a
<class ‘str’>
<class ‘int’>

2、關鍵字

import keyword
print(keyword.kwlist)

輸出結果如下。

3、數學運算

print(x + 1,x - 1, x * 2,x/2, x ** 2)

輸出結果如下。
4 2 6 1 9

4、Python 2與Python 3除法的區別

print(float(1/2)) # python 2   1.0/2    或者 float(1)/2
print(1/2)

輸出結果如下。
0.5
0.5

5、數據類型

# 讀取數據集中的location
import pandas as pd
medicare = pd.read_csv('./medicare.csv')
location = medicare['Location'][0]
# 整型、浮點型
location # 字符串 location
print(location)

輸出結果如下。

2505 U S HIGHWAY 431 NORTH
BOAZ, AL 35957

t = True # 布爾型
f = False
print(t and f) # 與
print(t or f)# 或
print(not t)# 非
print(t != f)# 異或

輸出結果如下。
False
True
False
True

print(not (True | False) | True) # not (True | False) | True  # 取非操作

輸出結果如下。
False

7、字符串類型：長度、索引、切片、合併和重複

S = 'Boyabigdata'
print(len(S))# 長度
print(S[0])# 索引，順序和逆序
print(S[-2])
print(S[:])# 切片
print(S[1:3])
print(S+'xyz')# 合併和重複
print(S*3)
raws = r'B\nya'# 原始字符串
print(raws)

輸出結果如下。
11
B
t
Boyabigdata
oy
Boyabigdataxyz
BoyabigdataBoyabigdataBoyabigdata
B\nya

8、字符串的相關方法：find, replace, upper, split, strip, lstrip, rstrip, capitalize, title

print(S.find('Boya')) # 找到第一次出現'Boya'的位置
print(S.replace('Boya','XYZ')) # 替換字符串
print(S.upper()) # 大寫
line='aa,bb,ccc,dd'
print(line.split(',')) # 分割
line=' aa,bb,ccc,dd '
print(line.rstrip()) # 去掉末尾的空格
print(line.lstrip())# 去除開頭的空格
print('  world '.strip()) # 去掉首尾的空格
hw12='%s %s %d' % ('hello','world',12) #格式化字符串
print('{} {} {}'.format('hello','world',12))
print(hw12)
print(hw12.capitalize())# 首字母大寫
print(hw12.title())# 每個單詞首字母大寫

輸出結果如下。

0
XYZbigdata
BOYABIGDATA
[‘aa’, ‘bb’, ‘ccc’, ‘dd’]
aa,bb,ccc,dd
aa,bb,ccc,dd
world
hello world 12
hello world 12
Hello world 12
Hello World 12

第三步：文件讀寫：open, csv, pandas

三種讀取方式分別爲read、readline、relines

打開文件，代碼如下。

f = open('./medicare.csv',mode="r")# 生成文件對象

1、read讀取，代碼如下所示。

print(f.read(8))

結果如下所示。
Provider

2、readline讀取，代碼如下所示。

print(f.readline())

結果如下所示。

ID,Hospital Name,Address,City,State,ZIP Code,County Name,Phone Number,Measure Name,Measure ID,Score,Footnote,Measure Start Date,Measure End Date,Location

3、readlines讀取，代碼如下所示。

print(f.readlines())

結果如下圖所示。

關閉文件

f.close()

練習：讀取第一行存爲columns,第二行爲sample

1、讀取文件

import csv# csv模塊讀寫
f = open('./medicare.csv',mode="r")
content = csv.reader(f)
samples = list(content)
print(samples[1])

結果如下圖所示。

2、read方法讀取文件內容

import pandas as pd
medicare = pd.read_csv('./medicare.csv')
print(medicare.head(1))

結果如下圖所示。

第四步：列表

1、提取第一個樣本，並查看類型

f = open('./medicare.csv', mode="r")
columns = f.readline()
sample = f.readline()
f.close()
clean_sample = sample.strip().split(',')
print(type(clean_sample))# 查看類型
print(clean_sample)

結果如下圖所示。

2、列表創建和列表索引

sample = ['1325','City Hospital',0.67]
print(len(sample)) # 列表長度
print(sample[0]) # 列表索引
sample.append('01/01/2014') # 添加列表元素：末尾添加'01/01/2014'
print(sample)
sample.insert(-1,'12/31/2014') # 添加列表元素：指定位置-1添加'12/31/2014'
print(sample)

結果如下圖所示。

3、整合兩個列表輸出

sample = ['1325','City Hospital',0.67]
date = ['01/01/2014','12/31/2014']
# 整合兩個列表
sample.extend(date)
print(sample)

結果如下圖所示。
[‘1325’, ‘City Hospital’, 0.67, ‘01/01/2014’, ‘12/31/2014’]

4、獲取元素索引號

sample.index(0.67)

結果如下圖所示。
2

練習1：提取第一個樣本的Hospital Name和Score

# 參考代碼
# 讀取數據文件，並進行數據清洗
f = open('./medicare.csv', mode="r")
columns = f.readline()
sample = f.readline()
f.close()
columns_list = columns.strip().split(',')
sample_list = sample.strip().split(',')
# 使用中間變量index的方法
hospital = ['Hospital Name']
index = columns_list.index('Hospital Name')
hospital.append(sample_list[index])
# 不使用中間變量index的方法，節省代碼行數，犧牲可讀性
score = ['Score']
score.append(float(sample_list[columns_list.index('Score')]))
shortinfo = hospital + score
print(shortinfo)

結果如下圖所示。
[‘Hospital Name’, ‘MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH’, ‘Score’, 0.98]

1、列表切片和元素刪除

shortinfo = ['Hospital Name', 'MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH', 'Score', 0.98]
print(shortinfo[1:3])# 列表切片
print(shortinfo[:]) # 拷貝列表
print(shortinfo[:2])# 從頭開始切片
print(shortinfo[::-1])# 切片產生逆序,等價於reverse()，區別？

結果如下圖所示。

[‘MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH’, ‘Score’]
[‘Hospital Name’, ‘MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH’, ‘Score’, 0.98]
[‘Hospital Name’, ‘MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH’]
[0.98, ‘Score’, ‘MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH’, ‘Hospital Name’]

字符串切片

s = ‘hackdata’
print(s[2:4])

結果如下圖所示。

元素刪除remove方法

 shortinfo = ['Hospital Name', 'MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH', 'Score', 0.98]
 shortinfo.remove('MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH') # 元素刪除：remove方法
 print shortinfo

結果如下所示。
[‘Hospital Name’, ‘Score’, 0.98]

元素刪除：del方法

 shortinfo = ['Hospital Name', 'MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH', 'Score', 0.98]
 del shortinfo[1] # 元素刪除：del方法
 print(shortinfo)

結果如下所示。
[‘Hospital Name’, ‘Score’, 0.98]

元素刪除：pop方法

shortinfo = ['Hospital Name', 'MARSHALL MEDICAL CENTER SOUTH', 'Score', 0.98]
shortinfo.pop(1) # 元素刪除：pop方法
print(shortinfo)

結果如下所示。
[‘Hospital Name’, ‘Score’, 0.98]

練習2：可變數據結構的淺拷貝與深拷貝

1、賦值操作

name1 = ['hack']
name2 = name1
name1.append('data')
print(name1)
print(name2)

結果如下所示。
[‘hack’, ‘data’]
[‘hack’, ‘data’]

2、淺拷貝操作

name1 = ['hack',['da','ta']]
name2 = name1[:]
name2[0] = 'hook'
name2[1][0] = 'do'
print(name1)
print(name2)

結果如下所示。
[‘hack’, [‘do’, ‘ta’]]
[‘hook’, [‘do’, ‘ta’]]
3、深拷貝操作

from copy import deepcopy
name1 = ['hack',['da','ta']]
name2 = deepcopy(name1)
name2[0] = 'hook'
name2[1][0] = 'do'
print(name1)
print(name2)

結果如下所示。
[‘hack’, [‘da’, ‘ta’]]
[‘hook’, [‘do’, ‘ta’]]

第五步：控制結構

1、for循環

for item in shortinfo:
    print(item)

結果如下所示。
Hospital Name
Score
0.98

2、循環時改變迭代列表

for item in shortinfo[:]:
    shortinfo.append(1)
print(shortinfo)

結果如下所示。
[‘Hospital Name’, ‘Score’, 0.98, 1, 1, 1]

3、range函數

l = ['hack','data']
for index in range(len(l)):
    print(index, l[index])

結果如下所示。
0 hack
1 data

4、enumerate函數

for index, item in enumerate(l):
    print(index, item)

結果如下所示。
0 hack
1 data

5、zip函數

for index, item in zip(range(len(l)),l):
    print(index, item)

結果如下所示。
0 hack
1 data

6、if條件語句
false_values = [False,None,0,(),{},[],’’] # Python的False值

# if 條件語句
review_sentiment = -1
if review_sentiment > 0 :
    print('positive')
elif review_sentiment ==0:
    print('neutral')
else:
    print('negative')

結果如下所示。
negative

7、while 循環結構

review_sentiment = -1
while review_sentiment < 5:
    review_sentiment += 1
    print('review_sentiment equals %d' % review_sentiment)

結果如下所示。

8、break,continue,pass

review_sentiment = -1
while review_sentiment < 20:
    review_sentiment += 1
    print('review_sentiment equals %d' % review_sentiment)
    if review_sentiment > 1:
        break

結果如下所示。

練習：取出Hospital Name和Score放入一個嵌套列表中，並將Hospital每個單詞轉換爲首字母大寫

import csv

with open('./medicare.csv', mode="r") as f:
    content = csv.reader(f)
    samples = list(content)

# 找到兩列的索引位置
idx1 = samples[0].index('Hospital Name')
idx2 = samples[0].index('Score')
samples_filtered = []

# 將Hospital Name中的單詞轉換爲首字母大寫的形式
for item in samples[1:]:

    # 方法一 capitalize() + for循環
    words = item[idx1].strip().split(" ")
    for index, word in enumerate(words):
        words[index] = word.capitalize()
    item[idx1] = " ".join(words)
    samples_filtered.append([item[idx1], item[idx2]])

    # 方法二 title()
#     words = item[idx1].title()
#     samples_filtered.append([words,item[idx2]])

print(samples_filtered[:3])

結果如下所示。

[[‘Marshall Medical Center South’, ‘0.98’], [‘Wedowee Hospital’, ‘0.84’], [‘Crestwood Medical Center’, ‘0.98’]]

第六步：元組

shortinfo_tuple = tuple(shortinfo) # 元素不可變 就兩個方法,count,index
print(shortinfo_tuple)

結果如下所示。
(‘Hospital Name’, ‘Score’, 0.98)
1、元素個數統計

   print(shortinfo_tuple.count(1))

結果如下所示。
0

2、返回索引位置

print(shortinfo_tuple.index(0.98))

結果如下所示。
2

第七步：字典

1、三種方式創建字典

dict1 = {'Marshall Medical Center South':0.98,'Wedowee Hospital':0.84}
dict2 = dict(Marshall_Medical_Center_South=0.98,Wedowee_Hospital=0.84)
dict3 = dict([('Marshall Medical Center South',0.98),('Wedowee Hospital',0.84)])
dict4 = dict([('Wedowee Hospital',0.84),('Marshall Medical Center South',0.98)]) # 無序性
print(dict1)
print(dict2)
print(dict3)
print(dict4)

結果如下所示。

2、有序字典

from collections import OrderedDict
ordered_dict1 = OrderedDict([('Wedowee Hospital',0.84),('Marshall Medical Center South',0.98)])
ordered_dict2 = OrderedDict([('Marshall Medical Center South',0.98),('Wedowee Hospital',0.84)])
print(ordered_dict1)
print(ordered_dict2)

結果如下所示。
OrderedDict([(‘Wedowee Hospital’, 0.84), (‘Marshall Medical Center South’, 0.98)])
OrderedDict([(‘Marshall Medical Center South’, 0.98), (‘Wedowee Hospital’, 0.84)])

3、通過兩個列表創建字典

key_list = ['Marshall Medical Center South','Wedowee Hospital']
value_list = [0.98,0.84]
dict5 = {}
for key, value in zip(key_list,value_list):
    dict5[key] = value
print(dict5)

結果如下所示。
{‘Marshall Medical Center South’: 0.98, ‘Wedowee Hospital’: 0.84}

4、元素訪問

print(dict5['Marshall Medical Center South']) # 通過鍵直接訪問
print(dict5.get('Marshall Medical Center South')) # get方法獲得鍵的值
print(dict5.get('Marshall')) # 不存在鍵值，返回none
print(dict5.get('Marshall',u'鍵值不存在')) # 可以指定鍵不存在時，返回的值
print('Marshall Medical Center South' in dict5)# in 查詢

結果如下所示。

0.98
0.98
None
鍵值不存在
True

5、返回數據

print(dict5.keys()) # 返回所有的鍵
print(dict5.values()) # 返回所有的值
print(dict5.items())# 返回鍵值元組列表
結果如下所示。

6、items遍歷讀取字典鍵值

for key,value in dict5.items(): # items遍歷讀取字典鍵值
    print(key,":",value)

結果如下所示。
Marshall Medical Center South : 0.98
Wedowee Hospital : 0.84

7、字典元素添加與刪除

dict5['City Hospital']= 1 # 字典元素的添加 
print(dict5)
del dict5['Wedowee Hospital'] # del方法刪除字典元素
print(dict5)
dict5.pop('City Hospital') # pop方法刪除元素
print(dict5)
dict5.clear() # 刪除字典中所有元素
print(dict5)

結果如下所示。

第八步：集合

1、創建集合

set1 = {1,2,3}# {}創建集合
print(set1)
print(shortinfo) # set函數創建集合
shortinfo_set = set(shortinfo)
print(shortinfo_set)

結果如下所示。

2、添加刪除元素

shortinfo_set.add('City Hospital') # 增加元素
print(shortinfo_set)
shortinfo_set.remove('City Hospital') # 刪除元素
print(shortinfo_set)

結果如下所示。

{‘Score’, ‘Hospital Name’, ‘City Hospital’, 0.98}
{‘Score’, ‘Hospital Name’, 0.98}

3、並集、交集、差集等集合運算

print(shortinfo_set)

結果如下所示。
{0.98, 1, ‘Hospital Name’, ‘Score’}

第九步：推導式

1、把列表shortinfo中的所有元素變爲字符串(多行)

for index,item in enumerate(shortinfo):
    shortinfo[index] = str(item)
print(shortinfo)

結果如下所示。
[‘Hospital Name’, ‘Score’, ‘0.98’]

2、列表推導式

[str(item) for item in shortinfo]

結果如下所示。
[‘Hospital Name’, ‘Score’, ‘0.98’]

3、集合推導式

key_list = ['Marshall Medical Center South','Wedowee Hospital']
value_list = [0.98,0.84]
{str(item) for item in set(shortinfo)}# 集合推導式

結果如下所示。
{‘0.98’, ‘Hospital Name’, ‘Score’}

4、通過兩個列表創建字典

dict5 = {}
for key, value in zip(key_list,value_list):
    dict5[key] = value
print(dict5)

結果如下所示。
{‘Marshall Medical Center South’: 0.98, ‘Wedowee Hospital’: 0.84}

5、字典推導式

{key:value for key,value in zip(key_list,value_list)}

結果如下所示。
{‘Marshall Medical Center South’: 0.98, ‘Wedowee Hospital’: 0.84}

第十步：函數

1、定義平方函數

def square(x):
    s = x*x
    return s
square(2)

結果如下所示。
4

步驟二：變量作用域：局部變量與全局變量

def square(x):
    global number # 局部變量轉換爲全局變量
    number = 5.0
    s = x*x
    return s
square(2)

結果如下所示。
4

print number

結果如下所示。
5.0

步驟三：參數設定

第一步：按位置順序傳入

def polynomial(x, y):
    z = x+2*y
    return z
print(polynomial(1, 2))

結果如下所示。
5

第二步：關鍵詞傳入

print(polynomial(y=1, x=2))

結果如下所示。
4

第三步：默認參數

def polynomial(x, y=1):
z = x+2*y
return z
print(polynomial(x=2))
結果如下所示。
4

第四步：不定長參數*args

def polynomial(x, *args):
    for item in args:
        x += 2*item
    return x
print(polynomial(2, 1, 2))
print(polynomial(2, *[1, 2])) # 列表傳入

結果如下所示。
8
8

第五步：不定長參數**kwargs

def polynomial(x, **kwargs):
    y = kwargs.pop('y', None)
    z = kwargs.pop('z', None)
    result = x+2*y+3*z
    return result

print(polynomial(x=1, y=1, z=2))
from sklearn.model_selection import train_test_split

結果如下所示。
9

步驟四：lambda函數

square = lambda x:x*x# 快速定義函數

步驟五：map函數

map(square,range(5)) # 列表中的元素依次執行函數

結果如下所示。
<map at 0x16fa88f0>

print [item.capitalize() for item in columns_list]
print map(lambda x:x.title(),columns_list)# map與lambda結合的優雅方式

結果如下所示。

步驟六：模塊

1、導入模塊

# import module as alias
# from module import *
# from module import func1,fun2

步驟七：類

第一步：定義類

# 定義歡迎用戶的類
    class Greeter(object):
        # 構造方法
        def __init__(self, name):
            self.name = name  # 初始化屬性
        # 實例方法
        def greet(self, upper=False):
            if upper:
                print('HELLO, %s!' % self.name.upper())
            else:
                print('Hello, %s' % self.name)
    g = Greeter('Sid')  # 創建Greeter類的一個實例（對象），並初始化實例屬性
    g.greet()  # 調用類中的方法，使用默認參數
    g.greet(upper=True)  # 調用類中的方法，自定義參數

結果如下所示。
Hello, Sid
HELLO, SID!

第二步：繼承類

class Welcome(Greeter):
    pass
w = Welcome('Sid')
print(w.name)
w.greet()

結果如下所示。
Sid
Hello, Sid

Python基礎

Python 基礎

需求分析

實驗步驟

步驟一：Python基礎

第一步：打印輸出

第二步：基本語法

第三步：文件讀寫：open, csv, pandas

練習：讀取第一行存爲columns,第二行爲sample

第四步：列表

練習1：提取第一個樣本的Hospital Name和Score

練習2：可變數據結構的淺拷貝與深拷貝

第五步：控制結構

練習：取出Hospital Name和Score放入一個嵌套列表中，並將Hospital每個單詞轉換爲首字母大寫

第六步：元組

第七步：字典

第八步：集合

第九步：推導式

第十步：函數

步驟二：變量作用域：局部變量與全局變量

步驟三：參數設定

第一步：按位置順序傳入

第二步：關鍵詞傳入

第三步： 默認參數

第四步：不定長參數*args

第五步：不定長參數**kwargs

步驟四：lambda函數

步驟五：map函數

步驟六：模塊

步驟七：類

第一步：定義類

第二步：繼承類

第三步：默認參數