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Python作为一项强大的编程语言,提供了多种开发工具,满足不同开发者和项目需求。首要的工具是命令行开发,开发者只需在终端输入 python 即可直接编写和执行 Python 代码,节省了大量时间。
此外,Python自带了一些图形化的IDE工具,如 iPython(简称IPython)和 PyCharm。然而,最受数据科学家和开发者青睐的工具是 Jupyter Notebook。这是一款基于网页的交互式开发环境,支持代码、图表和文本的即时编辑和展示,特别适用于数据分析和可视化工作。
Python代码可以按照两个主要方式运行:脚本式和交互式。
脚本式运行方式适用于需要长时间运行的应用程序,常见于服务器环境。只需将代码保存为 .py 文件(如 example.py),然后通过终端执行 python example.py 即可。不仅可以通过命令行运行,还可以通过魔法功能(例如 %run d:/example.py)来执行Python脚本。
交互式运行方式则更适合开发和调试。可以在终端直接输入 Python 命令,或者使用 Jupyter Notebook 等工具进行代码的逐行执行和调试过程。这一方式的灵活性使其成为数据分析和快速原型开发的首选工具。
在Python的数据科学领域,以下几个库是不可或缺的:
NumPy:专注于数组和矩阵的高效运算,是 Python 中处理大量数据的首选工具。其核心数据结构为 ndarray,支持丰富的数学函数。
Pandas:擅长处理结构化数据,提供灵活的数据框(DataFrame)的操作能力。Pandas 的 Series 和 DataFrame 已经成为数据分析领域的标准操作对象。
Matplotlib:高级绘图库,支持多种类型的图表绘制,包括散点图、柱状图、3D图等,适合数据可视化任务。
这些库通过预定义的函数和方法,极大地降低了数据处理和分析的复杂性,能够在几行代码内完成复杂的数据操作。
Python 的基本语法规则注重简洁性和可读性,适合快速编写和阅读代码。以下是常用的语法要点:
# 写单行注释,或 '''''' 写多行注释。*** 分隔。\n 或 '\'\'\' 分隔多行文本。; 将多行语句合并为一行。if、else 等控制结构。import 命令引入外部库,例如调用 random 库时使用 import random。在 Python 中,标识符(如变量名、函数名等)遵循以下规则:
字母、数字 和下划线 _。字母,不能是 数字。CompanyNameUrl。Python 已经集成了大量常用功能(BIFs),开发者无需手动安装这些库。以下是一些常用的 BIF:
print()、open() 和 input()。dir() 查询可用函数,help() 提供单个函数的详细文档。type()、id()、isinstance()、issubclass() 等函数了解对象身份。sum()、pow()、round()、min()、max() 等函数提供基本数学功能。int()、bin()、hex()、str()、float() 用于数据转换。len()、range()、zip()、map()、reduce()、filter()、sorted() 和 enumerate() 等函数支持列表运算。Python 的关键字是预留好的保留字,开发者不能自行定义为变量名。以下是常用关键字的分类:
if、else、elif、while、for、assert 等。try、except、raise、finally、with、as。def、class(类)、return、lambda、global、import、from。print()、input()、open()。这些关键字是编写高效代码的基础,熟练掌握它们能显著提升代码质量。
在 Python 中,操作符是代码逻辑的基础。常用的操作符包括以下几个类型:
+、 -、 *、 /、 //、 %、 **。>、 <、 ==、 !=、 >=、 <=、 is、 in。=、 +=、 -=、 <<"、 >>、 //=、 /=、 **=。and、 or、 not。in。is、 is not、 isinstance。这些操作符是编写条件判断和循环的关键,熟练掌握它们能让代码逻辑更加简洁高效。
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