Python基础的重要性不言而喻，是每一个入门Python学习者所必备的知识点，作为Python入门，这部分知识点显得很庞杂，内容分支很多，大部分同学在刚刚学习时一头雾水。

本节将Python的知识点进行总结与归纳，节选部分在数据分析过程中用到比较多的一些知识，例如字符串、列表、元组、字典等的用法，以及控制流if、for、while的用法，下面一起来学习。

Python 是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言。Python基础知识包含Python数据类型，数据结构，控制流等，与其他高级语言类似，顺序语句、条件语句、循环语句等是其基本结构。

1．Python基本命令

#1.1 列出已安装的包
pip list

#1.2 查看可升级的包
pip list -o

#1.3 安装包
pip install SomePackage # 最新版本 
pip install SomePackage==1.5.0 # 指定版本

#1.4 镜像站安装
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple some-package

#1.5 升级包
pip install --upgrade SomePackage 
# 升级至最新版本 
pip install --upgrade SomePackage==1.5.0 # 升级为指定版本

#1.6 卸载包
pip uninstall SomePackage

#导入sys库只是为了确认一下Python的版本 
import sys 
#导入pandas 
import pandas as pd 
import numpy 
import matplotlib 
print('Python 版本为：' + sys.version) 
print('Pandas 版本为：' + pd.__version__) 
print('Numpy 版本为：' + pd.__version__) 
print('Matplotlib 版本为：' + matplotlib.__version__)

2．变量与保留字

2.1 变量

变量相当于一个内存容器，可以指定存入不同的数据类型，可以是整数，小数或字符。

#Jupyter notebook打印多个变量结果 
from IPython.core.interactiveshell import InteractiveShell 
InteractiveShell.ast_node_interactivity='all'

使用如上的代码可以使得变量结果多行显示。

name = "大话数据分析" 
# 字符串 
age = 18 
# 赋值整型变量 
height = 178.4 
# 浮点型 
name 
age 
height

2.2 保留字

Python中的保留字不能用作变量名称，常见的Python保留字如下所示。

import keyword 
print(keyword.kwlist)

['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

3. 三大数据类型

3.1 str

3.1.1 初识字符串

# 字符串定义 
a = 'hello world' 
a

'hello world'

type(a)#类型 
len(a)#长度

str
Out[82]:11

3.1.2 索引和切片

使用[头下标:尾下标]来切片，其中下标是从 0 开始算起，切片的范围前闭后开，表示方括号的左边可以切切到，而右边切不到。

# 切片索引 a[0:5],a[:5]

('hello', 'hello')

a[:],a[::1]

('hello world', 'hello world')

#负号代表从右边开始截取，这里表示取反 
a[::-1]

'dlrow olleh'

3.1.3 方法

'-'.join(a) 
a.replace('world','boy') 
a.zfill(15)#返回指定长度的字符串，原字符串右对齐，前面填充0   
today=['2015','10','15'] 
print("-".join(today))

'h-e-l-l-o- -w-o-r-l-d'
Out[6]:'hello boy'
Out[6]:'0000hello world'
2015-10-15

a.count('o') #字符串计数 
a.index('o') #字符串索引 
a.find('o') #字符串查找 
a.capitalize()#首字母大写 
a.title() #设置为标题 
a.upper() #字母大写 
a.lower() #字母小写 
a.startswith('h') #开头包含的字符

2
Out[70]:4
Out[70]:4
Out[70]:'Hello world'
Out[70]:'Hello World'
Out[70]:'HELLO WORLD'
Out[70]:'hello world'
Out[70]:True

s = '**2021/12/16**' 
s.strip('*')#去除头和尾部字符 
s.lstrip('*')#去除左边字符 
s.rstrip('*')#去除右边字符 
s.strip('*').split('/') #去除头和尾部字符,并按照/分隔开

'2021/12/16'
'2021/12/16**'
'**2021/12/16'
['2021', '12', '16']

3.1.4 字符运算

# 运算符运算：+ 和 * 
s = '大话数据分析' 
'Hello' + ' ' + s 
s * 3

'Hello 大话数据分析'
'大话数据分析大话数据分析大话数据分析'

3.2 int

num = 10 
print(type(num)) 
#基本的算术运算 
print('加法:',num + 2) 
print('减法:',num - 2) 
print('乘法:',num * 2) 
print('除法',num / 2) 
print('地板除法',num // 2) 
print('幂运算',num ** 2) 
print('余数',num % 2)

加法: 12
减法: 8
乘法: 20
除法 5.0
地板除法 5
幂运算 100
余数 0

#算术运算的顺序,先计算括号里边的内容,再乘除后加减 
print(num * (2 + 1))

30

#数字自增长 
num = 10 
num = num  + 1 
print(num) 
#或者+=方式 
num = 10 
num += 1 
print(num) 
#数字自乘积 
num = 10 
num = num  * 5 
print(num)   
#使用*= 
num = 10 
num *= 5 
print(num)

11
11
50
50

3.3 float

num = 10.01 print(type(num))

<class 'float'>

#基本的算术运算 
print('加法:',num + 2) 
print('减法:',num - 2) 
print('乘法:',num * 2) 
print('除法',num / 2) 
print('地板除法',num // 2) 
print('幂运算',num ** 2) 
print('余数',num % 2)

加法: 12.01
减法: 8.01
乘法: 20.02
除法 5.005
地板除法 5.0
幂运算 100.20009999999999
余数 0.009999999999999787

#算术运算的顺序,先计算括号里边的内容,再乘除后加减 
print(num * (2 + 1))

30.03

#数字自增长 
num = 10.0 
num = num  + 1 
print(num) 
#或者+=方式 
num = 10.0 num += 1 
print(num) 
#数字自乘积 
num = 10.0 
num = num  * 5 
print(num) 
#或者*= 
num = 10.0 
num *= 5 
print(num)

11.0
11.0
50.0
50.0

3.4 类型转化

str，int，float数据类型相互转化。

#将string内容为数字，字符串相连 
num1 = '10' 
num2 = '20' 
num3 = '30.0' 
print('字符串相连：',num1+num2+num3)  
#使用int()函数将字符型转换为int，float函数将字符型转换为float 
num1_int = int(num1) 
num2_int = int(num2) 
num3_int = int(float(num3)) 
print('数值相加：',num1_int + num2_int + num3_int)

字符串相连：102030.0
数值相加：60

4. 三大数据结构

4.1 列表

4.1.1 初识列表

列表是 Python 中使用最频繁的数据类型，列表中的每个元素都可变的，可以对每个元素进行修改和删除，且列表是有序的，每个元素的位置是确定的，可以用索引去访问每个元素，并且，列表中的元素可以是Python中的任何对象，比如字符串、整数、元组、也可以是list等Python中的对象。

# 列表定义 
lst = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] 
lst = list(range(5)) 
# 类型和长度 
type(lst) 
len(lst)

4.1.2 索引和切片

使用[头下标:尾下标]来截取部分字符串，其中下标是从 0 开始算起，可以是正数或负数，下标可以为空表示取到头或尾。

# 索引 
lst = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] 
lst[0] 
lst[-1]

9

# 切片 
lst[0:4] 
lst[:4] 
lst[0:4:1] 
lst[:] 
lst[::-1]

[0, 1, 2, 3]
[0, 1, 2, 3]
[0, 1, 2, 3]
[0, 1, 2, 3, 4]
[4, 3, 2, 1, 0]

lst[::1] #缺省为1，默认间隔一个位置提取 
lst[::2] #步长为 2（间隔一个位置）来截取

[0, 1, 2, 3, 4]
[0, 2, 4]

4.1.3 方法

# append,列表末尾添加新的对象 
lst = [0,1,2,3,4] 
lst.append(5) 
lst

[0, 1, 2, 3, 4, 5]

#extend合并列表内容 
lst = [0,1,2,3,4] 
lst.extend([5]) 
lst

[0, 1, 2, 3, 4, 5]

#insert指定位置插入数据 
lst = [0,1,2,3,4] 
lst.insert(1,5) 
lst

[0, 5, 1, 2, 3, 4]

lst = [0,1,2,3,4] 
lst.copy()

[0, 1, 2, 3, 4]

# remove 
lst = [0,1,2,3,4] 
lst.remove(4) 
lst

[0, 1, 2, 3]

# count,index 
lst = [7,8,5,4,3,3,5,6,7,5] 
lst.count(5) 
lst.index(3)

3
4

# 默认升序排列 
lst = [7,8,5,4,3,3,5,6,7,5] 
lst.sort() 
lst

[3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 7, 7, 8]

4.1.4 列表运算

# 运算符运算：+ 和 * 
lst = [1,2,3,4] 
lst + [3,4,5] 
lst * 2

[1, 2, 3, 4, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4]

4.2 元组

元组可理解为一个固定列表，一旦初始化其中的元素便不可修改，只能对元素进行查询。

4.2.1 初识元组

# 元组的定义 t = (0, 1, 2, 3, 4) 
t

(0, 1, 2, 3, 4)

t = tuple(range(5)) 
t

(0, 1, 2, 3, 4)

# 属性和长度 
type(t) 
len(t)

tuple
Out[8]:5

4.2.2 索引和切片

# 索引 
t = (0, 1, 2, 3, 4) 
t[0] 
t[1] 
t[-1]

0
1
4

# 切片 
t = (0, 1, 2, 3, 4) 
t[0:4] 
t[:4] 
t[0:4:1]

(0, 1, 2, 3)
Out[10]:(0, 1, 2, 3)
Out[10]:(0, 1, 2, 3)

t = (0, 1, 2, 3, 4) 
t[:] 
t[::-1]

(0, 1, 2, 3, 4)
Out[14]:(4, 3, 2, 1, 0)

t = (0, 1, 2, 3, 4) 
t[::1] 
t[::2]

(0, 1, 2, 3, 4)
Out[13]:(0, 2, 4)

# count---index 
t = (2, 1, 2, 4, 2) 
t.count(2) 
t.index(2) 
t.index(4)

3
Out[16]:0
Out[16]:3

4.2.3 元组运算

# 运算符运算：+ 和 * 
t = (1, 2, 3, 4) 
t + (4,5,6) 
t * 2

4.3 字典

字典中的数据必须以键值对的形式出现，其中，键是唯一的，不可重复，值可重复，字典中键(key)是不可变的，为不可变对象，不能进行修改；而值(value)是可以修改的，可以是任何对象。

4.3.1 初识字典

# 字典的定义: 键值对 
d = {'a':10,'b':20,'c':30} 
d

{'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}

# 属性和长度 
d = {'a':10,'b':20,'c':30} 
type(d) 
len(d)

4.3.2 索引和切片

# 索引 
d = {'a':10,'b':20,'c':30} 
d['b']

20

4.3.3 方法

# keys---values---items 
d = {'a':10,'b':20,'c':30} 
d.keys() 
d.values() 
d.items()

dict_keys(['a', 'b', 'c'])
Out[24]:dict_values([10, 20, 30])
Out[24]:dict_items([('a', 10), ('b', 20), ('c', 30)])

# update 
d = {'a':10,'b':20,'c':30} 
d.update({'d':40}) 
d
# pop 
d = {'a':10,'b':20,'c':30} 
d.pop('a')
# get 
d = {'a':10,'b':20,'c':30} 
d.get('b')

5. 三大控制流

5.1 if语句

当 if "判断条件" 成立时，则执行后面的语句，else 为可选语句，当条件不成立时可以执行该语句。

#if...else语句 
score = 60 
if score <60:
     print('不及格')
     print('还需要在努力！') 
else:
     print('很棒！及格了')

很棒！及格了

#if...elif语句 
score = 75 
if score <60:
     print('不及格')
     print('还需要在努力！')
elif score <70:
     print('成绩：{}'.format('及格'))
elif score <80:
     print('成绩：{}'.format('中等'))
elif score <90:
     print('成绩：{}'.format('良好'))
elif score <100:
     print('成绩：{}'.format('优秀'))

成绩：中等

5.2 while语句

在某特定条件下，循环执行某命令。

#while 
a = 0 
i = 100 
while i < 100:
   a=a+i
   i=i+1
   print(a)

5050

5.3 while……else……语句

else中的语句会在循环正常执行完（即不是通过break跳出而中断的）的情况下执行。

#while…else… 
a = 1 
b = 1 
while a > b:
     print(a) 
else:
     print('数值大小相等')

数值大小相等

#while…if…else…
a = 1
b = 1
while a > b:
     print(a)
     if a < b:
         print(b)
     else:
         print('数值大小相等')

数值大小相等

#break 语句，跳出当前循环，结束语句
a = 10
b = 50
while a < b:
   print(b) 
   a += 10 
   break

5.4 for 循环语句

对集合（如列表或元组）或迭代器进行迭代。

range函数用于产生一组间隔相等的整数序列的可迭代对象，可以指定起始值、终止值以及步长，常用于按索引对序列进行迭代。

a=0 
for i in range(1,101):
    a = a+i print(a)

5050

#for
for i in range(1,5):
     print(i * 10)

10
20
30
40

#for…if…else… 
for i in range(1,5):
     if i < 3:
         print(str(i) + 'Python')
     else:
         print(str(i) + 'Java')

for循环语句。

for i in range(1,5):
      print(i)
      if i > 2:
          break

1
2
3

5.5循环控制语句

• break：结束（终止）循环
• continue：中止当前循环，跳到下一次循环的开始
• while true/break：实现一个永远不会自己停止的循环
• else：在使用break时，可以使用else语句在没有调用break时执行对应的语句
• pass：不做任何事情，一般用做占位语句

for a in 'This is Python!':
     if a == ' ':
         pass
         print('passed!')
         break
     print(a)