Python 數(shù)據(jù)分析與科學(xué)計(jì)算 課件 第2章 Python數(shù)據(jù)分析環(huán)境

Python數(shù)據(jù)分析與科學(xué)計(jì)算第2章Python數(shù)據(jù)分析環(huán)境2.1Python概述2.2Python語(yǔ)言特點(diǎn)2.3搭建Python開發(fā)環(huán)境2.4集成開發(fā)環(huán)境Pycharm2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda2.6開發(fā)工具JupyterNotebook

2.1Python概述

Python原意：大蟒蛇開發(fā)者：荷蘭人GuidovanRossum第一個(gè)Python編譯器在1991年誕生1994年發(fā)布Python1.0版本，2000年發(fā)布Python2.0版本，2008年發(fā)布Python3.0版本

2.1Python概述

Python應(yīng)用領(lǐng)域

科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析Web開發(fā)

人工智能

云計(jì)算

自動(dòng)化運(yùn)維

網(wǎng)絡(luò)編程

2.2Python語(yǔ)言的特點(diǎn)Python語(yǔ)言設(shè)計(jì)理念是“優(yōu)雅、明確、簡(jiǎn)單”Python開發(fā)者的哲學(xué)是“用一種方法，最好是只有一種方法來(lái)做一件事”Python語(yǔ)言特點(diǎn)：語(yǔ)法簡(jiǎn)潔開源面向?qū)ο罂梢浦残越忉屝钥蓴U(kuò)展性豐富的庫(kù)健壯性

2.3Python開發(fā)環(huán)境1.Windows環(huán)境下安裝Python開發(fā)環(huán)境在Python官網(wǎng)/下載安裝包，選擇Windows平臺(tái)下的安裝包

2.3Python開發(fā)環(huán)境1.Windows環(huán)境下安裝Python開發(fā)環(huán)境單擊Python3.10.2下載，下載的文件名為python-3.10.2-amd64.exe，雙擊該文件，進(jìn)入Python安裝界面

2.3Python開發(fā)環(huán)境1.Windows環(huán)境下安裝Python開發(fā)環(huán)境單擊Python3.10.2下載，下載的文件名為python-3.10.2-amd64.exe，雙擊該文件，進(jìn)入Python安裝界面任意選擇一種安裝方式

2.3Python開發(fā)環(huán)境1.Windows環(huán)境下安裝Python開發(fā)環(huán)境安裝成功提示信息

2.3Python開發(fā)環(huán)境2.安裝Python包管理工具pip在Python官網(wǎng)/pypi/pip#downloads下載pip安裝包，下載完成之后，解壓pip安裝包到一個(gè)文件夾，從控制臺(tái)進(jìn)入解壓目錄，輸入下列命令安裝pip：

pythonsetup.pyinstall安裝完成之后，對(duì)pip環(huán)境變量進(jìn)行設(shè)置打開控制臺(tái)，輸入piplist，有如下圖顯示，表示安裝成功

2.3Python開發(fā)環(huán)境3.運(yùn)行第一個(gè)Python程序交互式（兩種方式進(jìn)入）

第一種：?jiǎn)?dòng)Windows操作系統(tǒng)打開開始菜單，輸入cmd之后，進(jìn)入命令行窗口，在控制臺(tái)中輸入“python”，按【Enter】鍵進(jìn)入交互式環(huán)境中，在命令提示符“>>>”后輸入相應(yīng)代碼，例如：print("HelloWorld!")

按【Enter】鍵執(zhí)行，得到運(yùn)行結(jié)果

2.3Python開發(fā)環(huán)境3.運(yùn)行第一個(gè)Python程序交互式（兩種方式進(jìn)入）

第二種：調(diào)用安裝的Python自帶的IDLE啟動(dòng)交互式窗口。

啟動(dòng)之后在命令提示符“>>>”后輸入代碼，再按【Enter】鍵執(zhí)行，得到運(yùn)行結(jié)果

2.3Python開發(fā)環(huán)境3.運(yùn)行第一個(gè)Python程序文件式（1）打開IDLE，選擇【File】→【NewFile】命令或按【Ctrl+N】快捷鍵，打開Python程序編輯窗口。（2）在Python程序編輯窗口輸入程序的代碼。（3）語(yǔ)句輸入完成后，在Python程序編輯窗口選擇【File】→【Save】命令，確定文件保存位置和文件名，例如“d:\Pycode\hello.py”。（4）在Python程序編輯窗口選擇【Run】→【RunModule】命令或按F5快捷鍵，運(yùn)行程序并在PythonIDLE中輸出運(yùn)行結(jié)果。

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm4.集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm安裝訪問(wèn)PyCharm官網(wǎng)/pycharm/download/，進(jìn)入PyCharm下載頁(yè)面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm4.集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm安裝訪問(wèn)PyCharm官網(wǎng)/pycharm/download/，進(jìn)入PyCharm下載頁(yè)面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm4.集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm安裝雙擊下載的“pycharm-professional-2018.2.exe”文件，進(jìn)入PyCharm安裝界面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm4.集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm安裝單擊【Next】按鈕，依次進(jìn)入選擇安裝路徑界面和文件配置界面選擇安裝路徑文件配置

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm4.集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm安裝單擊【Next】按鈕，進(jìn)入選擇啟動(dòng)界面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm4.集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm安裝單擊【Install】按鈕，開始安裝PyCharm安裝PyCharm安裝完成

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm5.PyCharm的使用首次使用，會(huì)提示用戶選擇是否導(dǎo)入開發(fā)環(huán)境配置文件單擊【OK】按鈕，彈出提示用戶閱讀并接受協(xié)議界面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm5.PyCharm的使用單擊【Accept】按鈕，進(jìn)入數(shù)據(jù)共享界面單擊【Don’tsend】按鈕，進(jìn)入提示用戶激活軟件界面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm5.PyCharm的使用選擇【Evaluateforfree】選項(xiàng)，單擊【Evaluate】按鈕，啟動(dòng)PyCharm，進(jìn)入創(chuàng)建項(xiàng)目界面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm5.PyCharm的使用選擇創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，單擊【CreateNewProject】，進(jìn)入項(xiàng)目設(shè)置界面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm5.PyCharm的使用在上圖中【Location】中填寫項(xiàng)目保存的路徑之后，單擊【Create】按鈕，進(jìn)入項(xiàng)目歡迎界面

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm5.PyCharm的使用單擊上圖中【Close】按鈕，進(jìn)入項(xiàng)目開發(fā)界面，此時(shí)，需要在項(xiàng)目中創(chuàng)建Python文件。選擇項(xiàng)目名稱，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【New】→【PythonFile】

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm5.PyCharm的使用為新建的Python文件命名在【Name】文本框中輸入文件名，例如“hello”，單擊【OK】按鈕，文件創(chuàng)建成功

2.4集成開發(fā)環(huán)境——PyCharm5.PyCharm的使用在文本框中輸入程序代碼，并保存程序單擊菜單欄【Run】→【Run‘hello’】或使用快捷鍵【Shift+F10】，運(yùn)行程序

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda1.安裝Anaconda訪問(wèn)Anaconda官網(wǎng)/download/，下載安裝包

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda1.安裝Anaconda安裝Anaconda過(guò)程

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda1.安裝Anaconda安裝Anaconda過(guò)程

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda1.安裝Anaconda安裝Anaconda過(guò)程

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda1.安裝Anaconda安裝完成AnacondaNavigator：用于管理工具包和環(huán)境的圖形用戶界面。AnacondaPowerShellPrompt和AnacondaPrompt：Anaconda自帶的命令行界面。JupyterNotebook：基于Web的交互式計(jì)算環(huán)境。Spyder：使用Python語(yǔ)言、跨平臺(tái)的科學(xué)運(yùn)算集成開發(fā)環(huán)境。

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda2.通過(guò)Anaconda管理Python包檢測(cè)conda是否被安裝打開AnacondaPrompt工具，然后在AnacondaPrompt中通過(guò)命令檢測(cè)conda是否被安裝，命令格式為：(base)C:\Users\admin>conda--versionconda23.5.2返回當(dāng)前的版本號(hào)

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda2.通過(guò)Anaconda管理Python包查看當(dāng)前環(huán)境下的包信息使用list命令可以獲取當(dāng)前環(huán)境中已經(jīng)安裝的包信息，命令格式為：condalist執(zhí)行該命令后，終端會(huì)顯示當(dāng)前環(huán)境下已安裝的包及其版本號(hào)

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda2.通過(guò)Anaconda管理Python包查找包使用search命令可以查找可供安裝的包，命令格式為：condasearch--full-name包的全名上述命令中，--full-name為精確查找的參數(shù)，后面緊跟的是包的全名。例如，查找全名為“python”的包有哪些版本可供安裝，命令格式為：condasearch--full-namepython

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda2.通過(guò)Anaconda管理Python包安裝包使用install命令可以安裝包。如果要實(shí)現(xiàn)在指定環(huán)境中進(jìn)行安裝，則可以在install命令后面指定環(huán)境名稱，命令格式為：condainstall--nameenv_name

package_name

其中，env_name參數(shù)表示包安裝的環(huán)境名稱，package_name表示將要安裝的包名稱。

例如，在Python3環(huán)境中安裝pandas包，命令格式為：condainstall--namepython3pandas如果要在當(dāng)前的環(huán)境中安裝包，則可以直接使用install命令進(jìn)行安裝，命令格式為：condainstallpackage_name執(zhí)行上述命令，會(huì)在當(dāng)前的環(huán)境下安裝package_name包。

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda2.通過(guò)Anaconda管理Python包卸載包使用remove命令可以卸載包。如果要在指定的環(huán)境中卸載包，則可以在指定環(huán)境下使用remove命令進(jìn)行移除，命令格式為：condaremove--nameenv_name

package_name例如，卸載Python3環(huán)境下的pandas包，命令格式為：condaremove--namepython3pandas

2.5數(shù)據(jù)分析環(huán)境Anaconda2.通過(guò)Anaconda管理Python包更新包使用update命令可以更新包。更新當(dāng)前環(huán)境下所有的包，命令格式為：condaupdate--all如果只想更新某個(gè)包或某些包，則直接在update命令的后面加上包名即可，多個(gè)包之間使用空格隔開，例如：condaupdatenumpycondaupdatenumpymatplotlibScikit-learn

2.6開發(fā)工具JupyterNotebook1.啟動(dòng)Anaconda自帶的JupyterNotebook同時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)的瀏覽器會(huì)彈出JupyterNotebook的主界面，該界面默認(rèn)打開和保存的目錄為C:\Users\當(dāng)前用戶名。

2.6開發(fā)工具JupyterNotebook1.啟動(dòng)Anaconda自帶的JupyterNotebook在Windows系統(tǒng)的“開始”菜單中，打開Anaconda3目錄，找到并單擊“JupyterNotebook”，會(huì)彈出啟動(dòng)窗口

2.6開發(fā)工具JupyterNotebook2.使用JupyterNotebook編寫程序點(diǎn)擊JupyterNotebook主界面右上角New→Python3(ipykernel)，創(chuàng)建一個(gè)基于Python3的筆記本

2.6開發(fā)工具JupyterNotebook2.使用JupyterNotebook編寫程序在新建文件中編寫代碼，然后運(yùn)行

2.7Python程序基本結(jié)構(gòu)1.簡(jiǎn)單Python程序【例1.1】輸出字符串：“HelloWorld!”程序代碼：print(‘HelloWorld!’)運(yùn)行結(jié)果：pleaseinputthenumberofx,y,z:3,6,9aver=6.0Hello,World!

2.7Python程序基本結(jié)構(gòu)1.簡(jiǎn)單Python程序【例1.2】從鍵盤輸入3個(gè)數(shù)，求它們的平均值程序代碼：x,y,z=input(‘pleaseinputthenumberofx,y,z:’)sum=x+y+zaver=sum/3.0print(‘a(chǎn)ver=’,aver)運(yùn)行結(jié)果：pleaseinputthenumberofx,y,z:3,6,9aver=6.0

2.7Python程序基本結(jié)構(gòu)【例1.3】使用函數(shù)，求解圓形、長(zhǎng)方形、三角形的面積程序代碼：

#圓形面積defCirArea(r):area=3.14*r*rprint("theareaofcircleis:",area)#長(zhǎng)方形面積defRectArea(a=5,b=6):area=a*bprint("theareaofrectangleis:",area)#三角形面積defTriArea(b,h):area=1.0/2*b*hprint("theareaoftriangleis:")returnareaCirArea(4)RectArea()print(TriArea(3,4))運(yùn)行結(jié)果：theareaofcircleis:50.24theareaofRectangleis:20theareaofTriangleis:6.0

2.7Python程序基本結(jié)構(gòu)2.用縮進(jìn)表示代碼塊Python語(yǔ)言采用嚴(yán)格的“縮進(jìn)”表示程序的邏輯關(guān)系當(dāng)表示分支、循環(huán)、函數(shù)、類等程序結(jié)構(gòu)時(shí)，在if、while、for、def、class等保留字所在語(yǔ)句后通過(guò)冒號(hào)（:）結(jié)尾，并在之后行縮進(jìn)代碼縮進(jìn)有兩種方式：采用制表符（即鍵盤上的Tab鍵）和采用若干個(gè)空格不建議混合使用空格和Tab

2.7Python程序基本結(jié)構(gòu)3.代碼注釋單行注釋：#例如：print("HelloWorld!")#輸出HelloWorld!“#”右邊的內(nèi)容在執(zhí)行的時(shí)候不會(huì)被輸出多行注釋：三個(gè)單引號(hào)（'''）或者三個(gè)雙引號(hào)（"""）例如：'''print("HelloWorld!")輸出HelloWorld!'''

2.7Python程序基本結(jié)構(gòu)4.語(yǔ)句續(xù)行Python有兩種續(xù)行方式，一種是使用反斜線“\”符號(hào)另一種特殊情況下的續(xù)行方式是在使用括號(hào)時(shí)，括號(hào)中的內(nèi)容可分行書寫，括號(hào)中的空白和換行符都會(huì)被忽略#表達(dá)式續(xù)行>>>a=1+2+3+\+4+5>>>print(a)15#輸出續(xù)行>>>print("Thisis\alongsentence.")Thisisalongsentence.>>>print("Thisisalongsentence.")Thisisalongsentence.

2.7Python程序基本結(jié)構(gòu)5.語(yǔ)句分隔在一行中書寫多條句，就需要使用分號(hào)（;）分隔每條語(yǔ)句>>>a=1;b=2;c=3#以分號(hào)分隔的3條語(yǔ)句，分別給a、b、c賦值>>>print(a,b,c)#輸出a、b、c的值123

2.8Python的版本在Python官方網(wǎng)站上同時(shí)提供了Python2.x和Python3.x兩個(gè)不同系列的版本。1.input()函數(shù)Python3.x去掉了raw_input()函數(shù)，用input()替代raw_input()函數(shù)返回一個(gè)字符串2.print()函數(shù)Python2.xPython3.x功

能printprint()輸出回車換行print3print(3)輸出一個(gè)值，以回車結(jié)束，光標(biāo)停留在下一行行首print3,print(3,end=’’)輸出一個(gè)值，光標(biāo)停留在輸出數(shù)據(jù)行尾print3,5print(3,5)輸出多個(gè)值，以空格分割

2.8Python的版本3.Unicode編碼Python2.x中的字符串基于ASCII編碼；Python3.x默認(rèn)使用UTF-8編碼

Python2.xPython3.x>>>str="中華人民共和國(guó)">>>str'\xd6\xd0\xbb\xaa\xc8\xcb\