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

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

lst = list(range(5))
lst

[0, 1, 2, 3, 4]

# 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

(1, 2, 3, 4, 4, 5, 6)

Out[17]:(1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4)

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

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')

1Python

2Python

3Java

4Java

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)