CDA資料分析師 出品

大家好，我是寫BUG的一行，大家可以叫我一行，今天帶領大家進行Python從入門到提高的學習路程。首先我們先對Python有個基本的瞭解和清晰的概念，然後再一步一步從基礎開始提升，進而全面開啟你的Python進修之路。

本篇內容一共分為四個部分：

• Python語言的背景知識
• Python軟體包的安裝方法
• 編寫的第一個Python程式
• 良好的程式設計規定

Python語言的背景知識

眾所周知，在21世紀的今天，電腦已經非常普及了，人們可以利用它購物、聊天、視訊通話、玩遊戲甚至在專業的領域，人們可以利用它做專業的工作，比如做影像識別、聲音訊號判斷、語音助手、模擬人類下棋。計算機為什麼可以做到這些，主要是因為在電腦上的各種各樣的軟體，比如可以聊天的微信、QQ，分享身邊事物的微博，分享各種知識的知乎，還有做推薦產品的淘寶和京東。這些都是具有獨特思考能力以及學習能力的人工智慧軟體。

這些軟體的是通過程式設計預言來完成的。人們利用程式語言，編寫出電腦可以識別的diamante，然後實現軟體的各種功能，產生巨大的價值，而我們稱為這些程式設計的人為程式設計師。

接下來為大家普及一些在計算機領域的一些定義。

計算機軟體（Software）：簡稱為軟體，是一系列的按照特定順序組織的計算機資料和指令的集合。比如office辦公軟體、Windows作業系統、微信、QQ，這些都是軟體。

程式語言（Programming Language）：是一種形式的語言，制定了一組可以用於產生各種輸出的指令。程式語言通常由計算機的指令組成，是可以用來建立實現特定演算法的程式。

雖然你之前可能沒有學習過程式語言，但是你一定聽說過以下這些程式語言的名字：C語言、Java、C++、C#、R、JavaScript、PHP以及本篇文章的重點Python。

計算機程式：計算機程式簡稱為程式，是由計算機執行的執行特定任務指令的集合

上面的定義之間的關係是：程式設計師通過程式語言編寫程式，通過編譯和釋出，產生了使用者所使用的軟體。

什麼是Python語言

Python語言的由來是因為Python的作者Guido Van Rossum是英國BBC的一個節目名稱《Monty Python's Flying Vircus》的忠實粉絲，於是用Python一詞作為了Python語言的正式名稱。另外Python在英語中的含義還有巨蟒、蟒蛇的含義。

Python是一種應用非常廣泛的通用高階程式語言。由Gudio在1989年的聖誕節期間打發時間開發的一個指令碼解釋程式，並在1991年公開發布，原本是作為ABC語言的繼承。Python是一種解釋性的語言，非常強調程式碼可讀性的設計理念，允許程式設計師使用比C++和Java等語言更簡練的程式碼來實現語言相關的功能，另外Python的底層是用C語言編寫的，執行速度很快。

在截止到2020年2月，Python在PYPL程式語言上排名第一

在TIOBE上排名第三，而第一名和第二名為Java和C語言

Python語言的優點

Python的優點主要可以分為五點

1.簡單易用，對比其他語言來說，比C、C++簡潔易用，對於初學者來說Python很輕鬆就可以上手。

2.Python提供了大量的功能庫。除了Python自帶的標準庫之外，還擁有大一票的第三方庫的支援，特別是在科學計算、資料分析、人類語言處理、視覺處理、機器學習以及醫學影像處理等庫的支援，讓Python的程式設計更加容易學習，功能強大。

3.Python具有語言相容性，被稱為膠水語言，能夠把其他語言的各種模組結合到一起，特別是（C和C++）。

4.具有跨系統移植的能力。Python系統支援的作業系統包括:windows、Unix、MacOS X、OS\2、Android等。

5.程式碼免費、開源。遵循GPL使用協議。使用者可以自由的釋出Python的備份，閱讀它的原始碼、對它做改動。

正是因為它的這些優點，Python被全球計算機領域頂尖的大學作為程式設計課程，如：卡內基梅隆大學、麻省理工學院等。這些優點是初學者學習Python的理由，當然Python的紅火也跟最近全球範圍大資料以及人工智慧的發展相關。

安裝Anaconda

無論你的電腦是Windows、Linux還是MAC系統，Anaconda都有對應的安裝軟體。大家的電腦如果是64位的系統的話還是推薦下載64位的版本。（PS：Windows系統右鍵我的電腦點選屬性檢視自己電腦位數。MAC系統點選工具欄左上角的蘋果標誌，然後點選關於本機>更多資訊>系統報告>（左側）軟體，檢視右側視窗中的64位核心和功能擴充套件，如果顯示是的話就64位的，否就是32位的。Linux系統不知道的大家自行百度吧）。

Python的版本建議選擇Python 3版本，雖然Python 2目前使用的還比較多，但是未來的主流肯定是Python3，畢竟在20年1月1日起官方就已經停止了對Python2的維護。

確定了需要下載的軟體版本後，我們們接下來就進行Anaconda的安裝。

1.選擇對應的版本進行下載，關閉電腦上的防毒軟體！！

2.開啟安裝軟體系統提示安全警告點選允許（沒有彈出的忽略這一步）

3.彈出安裝程式的介面，點選下一步

4.彈出一些使用者注意事項不拉不拉不拉的，點選我同意就好了（不同意的話能讓我用嘛）

5.這時候要注意啦！！！不要選擇預設的Just Me，要更改為All Users不然可能會出現一些問題

6.這時候就要選擇安裝路徑了，需要有3個G的記憶體空間，建議安裝在C盤，如果想要安裝在別的盤也可以啦，就是出現問題的時候處理會比較麻煩。選擇好了安裝路徑後點選下一步就進入到重要的一個步驟啦。

7.選擇完成安裝路徑後，需要將圖片中的兩個都打上勾，上邊的功能是向系統路徑環境變數中新增Anaconda如果不配置的話還需要手動新增環境變數。下方的功能是將將Anaconda註冊為系統Python 3.7，這裡千萬記得要打上勾哦，打上勾之後點選install安裝就可以啦。

8.等待Anaconda自動安裝完成就可以啦，之後彈出的視窗都點選next和finish就可以啦，如果安裝過程中防毒軟體彈出視窗的話，記得點選允許哦。

編寫第一個Python程式碼程式

在完成完成Anaconda之後，我們就可以進入Jupyter Notebook了。

在鍵盤上按下Windows鍵+R鍵，在彈出的執行視窗中輸入CMD後點選確定

然後將會彈出一個CMD命令視窗，在視窗內輸入Jupyter NoteBook，然後敲擊回車就可以進入瀏覽器視窗了，記住這個CMD視窗在回車後會進入Jupyter NoteBook的本地伺服器模式，記得不要關閉這個視窗哦，不然就沒辦法執行Python了。

在彈出的瀏覽器視窗中，新建一個Python3的檔案

Jupyter Notebook中的常用快捷鍵

當使用Jupyter Notebook使用Python的時候，如果知道一些快捷鍵的功能對於我們加快編寫程式碼速度是非常有幫助的，下面一行就列出來一些常用的快捷鍵，幫助我們在編寫程式碼的時候節省一些時間。常用快捷鍵主要分為在命令模式下和編輯模式下，我們們一個個的介紹

命令模式下快捷鍵（按下ESC進入）

· A-在上方插入新單元

· B-在下方插入單元

· C-複製選中的單元

· DD-刪除選中的單元

編輯模式下快捷鍵（按Enter進入）

· Tab- 程式碼補全或者程式碼縮排

· Shift+Enter-執行本單元並跳轉到下一單元

· Ctrl+enter-僅執行本單元

· Alt+Enter-執行本單元並插入跳轉到一個新的單元

Jupyter notebook中的快捷鍵還有很多，我們並沒有全部要了解，只要記住幾個常用的就可以了。

我們在Jupyter Notebook上的第一個程式

接下是我們在Jupyter Notebook中上輸入的第一個程式

#我們的第一個程式print('hello the best world')print('你好呀，最好的世界')print（'It\'s nice to meet you')print('這真是太好了^-^')

第一行程式碼是#我們的第一個程式，輸入完成後按下Ctrl+enter，可以看到執行後並沒有什麼反應，因為#在Python中的行註釋的符號，帶有#的程式碼並不會被執行，用來說明程式碼的相關資訊，比如程式的功能、編寫程式碼的時間、編寫程式碼的作者，是用來方便讀者理解程式碼的。

第二行的程式碼是print('hello the best world')，輸入並按下Ctrl+Enter，將會顯示hello the best world。

第三行程式碼是你好呀，最好的世界，輸入完成後執行，下方會顯示：你好呀，最好的世界

第四行和第五行程式碼輸入後執行都將會返回print函式中的一句話。

我們可以這些程式碼放到同一個程式碼塊中，輸入完成後在進行執行，會得到一下的結果：

在輸入上方的程式碼之後，我們就成功的接觸Python語言生成了我們想要在電腦上輸出的話。這樣我們就生成了我們的第一個程式，之後我們可以繼續呼叫它。

需要注意的是上面的程式碼是不可以隨意輸入的，需要注意大小寫問題、全形與半形的問題、括號的問題，不然Jupyter notebook中可能會報錯。下面我們介紹一下程式碼出錯時如何進行解決。

程式碼出錯除錯

為了體驗程式碼出錯的問題，我們修改一下程式碼，然後執行。

當程式碼出錯誤時，最下方出現提示：SyntaxError: invalid syntax，含義為：語法錯誤：無效語法。仔細觀察程式碼可以發現，第3行程式碼print後面少了一個左括號，於是這裡提示語法錯誤。

仔細的觀察程式碼，其實還可以看到最後一行程式碼的P是大寫而不是小寫，但是Python執行程式碼是一行一行的執行的，如果上方出現了錯誤，那麼下方的程式碼是不會有提示的，那麼現在我們把第一個錯誤修改一下，然後在執行一下程式碼，看看會顯示什麼。

現在執行程式碼後，彈出了第二個錯誤NameError: name 'Print' is not defined含義為：名稱錯誤：沒有定義名稱"Print"，這意味著Print是無法在Python裡邊識別的，需要正確的進行命名。這裡可以看懂的是下方的錯誤提示中指出了第五行程式碼出現錯誤，我們可以藉助這個快速的找到錯誤的程式碼，特別是在程式碼比較多的情況下。如果我們不能直接看到多處錯誤，只能在修改程式碼後根據報錯資訊進行修改。

對於出錯的英文提示，如果你的英文水平比較好的話可以很快的熟悉並明白錯誤的含義，如果水平不好的話，則可能會比較慢的發現錯誤

良好的編碼規定

在Python的編碼過程中，我們必須非常仔細，要按照Python語言的規定進行程式設計，不然我們在程式設計過程中會出現錯誤。下面我們瞭解一些Python有關的規定。

識別符號（Identifier）

識別符號在Python語言中用於規範命名直譯器可以識別的可執行的程式碼物件的名稱。print函式就是直譯器能夠識別的函式名稱，在Python中變數、關鍵字、函式、運算子、類名都是識別符號。這些之後我們會進行講解。

1.變數、關鍵字、函式、類的組成

在Python中，上面這些名稱只能由字母、數字、下劃線組成。也就是小寫字母a-z、大寫字母A-Z，下劃線_和數字0-9才可以被使用，需要注意的是命名時數字是不可以被放在名稱的首字元的。

下面我們介紹一下正確的命名以及錯誤的命名

1.正確的命名：

變數：i=0，price=10.0

函式：print()，sum(),my_definition().需要注意的是小括號本身不是函式名

關鍵字：if，break

2.錯誤的命名

變數：9i=0,^h=11,說明：9不能用於命名首字元，^不能用於變數名稱的組成

函式：Print(),my.definition()說明：內建函式組成字母不能大寫，.不能作為函式名稱的組成

關鍵字：if=1,IF。說明：if關鍵字不能當做變數名稱使用，關鍵字不能用大寫表示

2.Python語言中的大小寫區分

在Python中大小寫是非常敏感的語言，比如a=0和A=0是定義的兩個變數，我們可以執行下面的程式碼。

a = 0 #定義a變數print(a) #輸出變數a#得到輸出0print(A) #輸出變數A#報錯

從這裡的報錯資訊可以看出，A是一個沒有定義的變數。所以我們可以判斷出Python是對大小寫敏感的。

3.命名必須簡潔、易讀

在Python中，命名的長度並沒有要求，只要電腦允許，任意長度都可以，但是太長的命名會影響閱讀，而且還會佔用記憶體和硬碟空間的資源。

所以我們就需要設定一個隱形的規則，那就是我們的命名必須簡潔、易讀。比如我們想要設定一個變數iamagoodboyforchina = '張益達'，這樣顯然變數名稱太長。另外命名也不能太簡單，比如i = 張大炮，這裡我們並不能看出"i"所代表的含義是什麼。合理的名稱就像這樣my_name = 'snake'，這樣我們就能明白這是一個"我的名字"的變數名稱

4.以下劃線開頭的命名

在Python中以下劃線開頭識別符號是有特殊意義的。以單個下劃線開頭（如：food)的代表不能直接訪問的類屬性，需要通過類提供的介面進行訪問；以雙下劃線開頭的（如：__food)代表類的私有成員；以雙下劃線開頭和結尾的（如\_food__)代表Python裡特殊方法專用的標識。之後我們會在進行詳細介紹，這裡只要瞭解就可以了。

資料（Data）

在Python中，除了識別符號之外，剩餘的物件都可以稱為資料，如變數值，引號中的內容、存放在資料庫中的記錄、呼叫的檔案、圖片、音訊以及視訊。print函式引號內部的資訊就是一種資料。

程式程式碼基本上是由識別符號（可執行命令）和資料兩部分組成的

基本的程式碼格式

1.多行語句

Python語言一般一行寫完一條語句，但是當程式碼過長時，我們可以使用斜槓（\）將一行語句分為多行顯示，例如以下的程式碼：

one = 9two = 11three = 13sumall = one+\two+\three

檢視一下執行的情況與四個變數的輸出

另外如果語句中包含[],{},(),就不需要使用多行連線符了

多行縮排格式

Python在進行多行編寫時，為了更好的進行程式碼執行與閱讀，使用了嚴格的縮排制度。如下圖所示

縮排格式的規定：

1.Jupyter notebook中具有自動縮排格式定位功能，當完成一行程式碼按enter後，下一行會自動縮排到指定位置，接下來繼續輸入程式碼就可以了。當出現四個位元組的縮排後，需要嚴格按照格式進行多行程式設計，不然可能會出現邏輯錯誤，使得程式碼可讀性下降。

2.Python以縮排格式來區分不同子程式碼塊，如上圖一樣，用]括起來的內容屬於同一子程式碼塊，他們將會被一起執行，而在else下方的兩行程式碼，屬於另一塊子程式碼塊，在這裡就不會被執行。

Python保留關鍵字（Keywords）

我們可以通過下方的程式碼檢視當前Python中的保留關鍵字

import keywordkeyword.kwlist

Python中的關鍵字如下表所列

這些保留字不能用變數名稱、函式名稱、類名。它們都屬於Python的專用識別符號，所以叫保留關鍵字。

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