Python 程式設計入門 - 01¶

Pyladies Taiwan¶

Speaker : Mars¶

2017/09/17¶

Roadmap¶

Python 簡介
第一支Python程式
物件命名、型別轉換
輸入與輸出
布林型別、比較&邏輯運算
判斷式
更多數值型別
知識補充
進位與位元運算

Python 簡介¶

簡潔易懂
要求程式碼寫作風格
可以做很多事情

應用¶

[網路爬蟲]：urllib、requests、lxml、beautiful_soup、scrapy、selenium
[資料庫串接]：sqlite3(sqlite)、MySQLdb(MySQL)、pymssql(MSSQL)、Psycopg(PostgreSQL)
[自然語言]：NLTK、jieba
[統計應用]：pandas、numpy、scipy、matplotlib
[機器學習]：scikit-learn、TensorFlow
[影像處理]：PIL、opencv
[網站架設]：Django、Flask
[網路分析]：scapy
[GUI設計]：tkinter、PyQt
[軟硬整合]：raspberry pi 樹莓派、Arduino
[遊戲開發]：pygame
[App開發]：kivy
[各種服務的API串接]：Bot

程式設計¶

幫我們自動化處理事情，減少重複或大量計算的動作

程式設計 Roadmap¶

[基礎學習]：物件、型別、命名、判斷式、迴圈、函式、類別、模組、檔案IO、例外處理
[進階技巧]：Effective Python
[各種應用]

接下來會用到的環境¶

repl.it：線上Python編譯環境
- 想要安裝在自己的電腦上，可以安裝Anaconda
解題系統
- Hacker Rank

[練習] 第一支Python程式¶

Hacker Rank¶

Introduction > Say "Hello, World!" With Python

基礎數值型別¶

整數 integer：int
浮點數 float：float
運算元+ - * / // % **
在Python裡面整數interger可以儲存的位數，取決於電腦記憶體有多大

In [1]:

print(10+3)  # 加法
print(10-3)  # 減法
print(10*3)  # 乘法
print(10/3)  # 除法
print(10//3) # 除法(取整數，無條件捨去)
print(10%3)  # 取餘數
print(10**3) # 次方

13
7
30
3.3333333333333335
3
1
1000

現在的舉例是10跟3的各種運算，那如果我想換成55跟5呢？

物件命名¶

In [2]:

a=10
b=3
print(a+b)  # 加法
print(a-b)  # 減法
print(a*b)  # 乘法
print(a/b)  # 除法
print(a//b) # 除法(取整數，無條件捨去)
print(a%b)  # 取餘數
print(a**b) # 次方

13
7
30
3.3333333333333335
3
1
1000

在Python程式中「=」可以想像成是「貼標籤」的意思
在右邊的「物件」(資料內容)存放位置貼上左邊「名稱」的標籤，亦即名稱指向物件。
可以讓物件(資料內容)重複利用，程式碼可以更為簡潔
- Python有垃圾收集(garbage collection)機制，沒有名稱指向的物件會被回收

a=10
url = "http://blog.marsw.tw"

a、url 都是自行命名的物件
可以命名的字元：_、0~9、a~Z (中文也行，但不建議)

特別注意！！！¶

不能以數字開頭
不能與保留字相同
好的命名方式會讓程式碼容易閱讀
- xyz = "http://blog.marsw.tw" vs.
  url = "http://blog.marsw.tw"

保留字¶

and	as	assert	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
None	False	True	exec	print

In [3]:

a=3
b=a
print(id(a),id(b))
a=4
print(id(a),id(b))

10105888 10105888
10105920 10105888

物件型別¶

type(物件)：印出此物件的型別

In [4]:

my_score = 96
pi = 3.14159
url = "http://blog.marsw.tw"

print(type(my_score))
print(type(pi))
print(type(url))
print(type(print))

<class 'int'>
<class 'float'>
<class 'str'>
<class 'builtin_function_or_method'>

在Python3中，所有東西都是物件！！！¶

Python 是一個動態性的語言¶

同樣的物件可以隨時更動他的型別

In [5]:

my_score = 96
print(type(my_score))

my_score = 96.0
print(type(my_score))

my_score = "96"
print(type(my_score))

<class 'int'>
<class 'float'>
<class 'str'>

字串(string)¶

可以直接給定詞句
也可以給空白句
可以相+、相*

In [6]:

my_string = "Hi"
my_string2 = ""
my_string2 = my_string2 + "Py" + 'Ladies'
my_string3 = "Hello"*4

print (my_string)
print (my_string2)
print (my_string3)

Hi
PyLadies
HelloHelloHelloHello

!注意¶

用「成對的」雙引號"或是單引號'，將字串包住

!注意¶

字串與數值不可一同運算

In [7]:

my_string = "123"
my_int_number = 456
print (my_string+my_int_number)

---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-151fbba3d316> in <module>()
      1 my_string = "123"
      2 my_int_number = 456
----> 3 print (my_string+my_int_number)

TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

型別轉換¶

int(物件)：將物件轉成整數(integer)型別
float(物件)：將物件轉成浮點數(float)型別
str(物件)：將物件轉成字串(string)型別

!注意¶

字串轉數字，需要符合整數、浮點數的格式

In [8]:

input1 = 123
input2 = "456"
input3 = "5566.123"
print (str(input1)+input2)
print (input1+int(input2))
print (float(input3)+input1)
print (int(input3))

123456
579
5689.123

---------------------------------------------------------------------------
ValueError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-347d8eaf9d2b> in <module>()
      5 print (input1+int(input2))
      6 print (float(input3)+input1)
----> 7 print (int(input3))

ValueError: invalid literal for int() with base 10: '5566.123'

內建函式-格式化輸出¶

round(數值,n)：取小數點後n位，靠近偶數

In [9]:

print(round(1.5)) # 1.5 在1和2中間，最靠近的偶數是2
print(round(2.5)) # 2.5 在2和3中間，最靠近的偶數是2

2
2

In [10]:

pi = 3.14159
pi_2 = round(pi,2)
print (pi_2)

3.14

內建函式-數值運算¶

pow(x,y)：x的y次方向
pow(x,y,z)：x的y次方向除以z的餘數
divmod(被除數,除數)：回傳商與餘數
abs(數值)：取絕對值

In [11]:

print(pow(10,3))
print(pow(10,3,3))
print(divmod(10,3))
print(abs(10-15))

運算元的簡潔寫法¶

a+= b ： a = a+b
a-= b ： a = a-b
a*= b ： a = a*b

In [12]:

count = 0
count+= 1 
print (count)
count*= 3
print (count)
count-= 2
print (count)

1
3
1

計算機¶

想要計算一個數字的兩倍值、平方後的值，
可能會像這樣寫法

__ = __
print ("a*2=", ____ )
print ("a^2=", ____ )

In [13]:

a = 3
print ("a*2=",a*2)
print ("a^2=",a**2)

a*2= 6
a^2= 9

上面例子是計算3的兩倍值、平方值，
但如果我今天想要計算5的兩倍值、平方值呢？
我就要再把程式的第一行改掉

In [14]:

a = 5
print ("a*2=",a*2)
print ("a^2=",a**2)

a*2= 10
a^2= 25

這對已經會寫程式的你，這或許不是難事，
但假設你希望把你寫的好用程式也讓其他人能使用呢？

如果有個跟我們平常在用的計算機一樣，
可以有個介面輸入數字、想要運算的方式，
程式就能產生我想要的結果，好像很不錯～

輸入與輸出¶

input(提示字)：從鍵盤輸入值
- 輸入的值會儲存為字串型別
print(物件)：輸出物件到螢幕上
- 可以用,印出多個物件(印出後，會以空格分隔物件)

In [15]:

a = input("a=")    # "a=" 是提示字，讓我們知道電腦在等我們輸入
b = input("b=")
print ("a+b=",a+b) # input進來是字串

a=5
b=2
a+b= 52

In [16]:

a = input("a=")    # "a=" 是提示字，讓我們知道電腦在等我們輸入
b = input("b=")
print ("a+b=",a+b) # input進來是字串

a=Hello
b=PyLadies
a+b= HelloPyLadies

input()可以讓我們跟電腦互動
而不單單只是讓電腦print()東西出來而已

互動的計算機¶

In [17]:

a = input("a=") # "a=" 是提示字，讓我們知道電腦在等我們輸入
a = int(a)      # input進來是字串，要做數值運算要用int()轉換   
# 以上也可以簡寫為 a = int(input("a="))
print ("a*2=",a*2)
print ("a^2=",a**2)

a=5
a*2= 10
a^2= 25

問候機器人¶

In [18]:

a = input("請問你的名字是? ") 
print ("你好",a)      # 用,分隔會印出空格
# print("你好"+a)     # 可以用字串相加，就不會有空格

請問你的名字是? Mars
你好 Mars

[練習] 數值運算¶

Hacker Rank¶

注意¶

Hacker Rank 印出的格式要完全一樣
- 所以不能有「提示字」，該換行的也要換行
Hacker Rank 的測試就像有人在對你的程式輸入不同的數字
- 所以不能把程式寫死(直接印出範例的結果)
- 假設希望你做出加法的功能：
  - 輸入3+5要得到8
  - 下一次可能會輸入6+7，結果應該是13
  - 正確的程式就是不管輸入什麼數字，都能執行出兩個數相加的結果

布林型別、比較&邏輯運算¶

布林型別¶

True
False

比較運算¶

產生的結果為bool布林型別
<, <=, >, >=, ==, !=

In [19]:

print(10>3)
print(10==3) #<左邊的物件>「是否等於」<右邊的物件>  
print(10!=3) #不等於
print(10<=3)
print("Hi"=="hi")

True
False
True
False
False

邏輯運算¶

產生的結果為bool布林型別
and：左右物件都為True=>True
or：左右物件其一為True=>True
not：反轉True/False

In [20]:

print(10>3 and 10==3)
print(10>3 or 10==3)
print(not 10==3)

False
True
True

內建函數-型別判定¶

isinstance(數值,型別)：產生的結果為bool布林型別

In [21]:

print(isinstance(222,int))
print(isinstance(3.14,int))
print(isinstance(3.14,float))
print(isinstance('3.14',str))

True
False
True
True

布林型別轉換¶

可以用來判斷常見的型別是否有資料

數值是否不等於0
字串是否有值
...

In [22]:

print(bool(""), bool(0))
print(bool(-1), bool(0.01), bool(1), bool("Hi"))

False False
True True True True

判斷式：if/elif/else¶

if是判斷式必備的
- if：一種選項，滿足條件，才執行某動作
- elif：有更多條件，滿足的話執行某動作，須伴隨if存在
- else：當以上條件都不滿足，執行某動作，須伴隨if存在

if 布林型別:
    如果布林型別==True，就做這裡面的事情

In [23]:

# 基本的判斷式是由 if 構成
a = 61
if a>=60:
    print ("及格")

及格

In [24]:

# 不符合條件，因此什麼都沒有印出
a = 58
if a>=60:
    print ("及格")

In [25]:

# 如果希望處理判斷條件之外的狀況，可以用else
a = 58
if a>=60:
    print ("及格")
else:
    print ("不及格")

不及格

Python是靠「縮排」(四個空格)，來斷定程式碼屬於那一個區塊。
if/else 後面記得要有:

In [26]:

a = 11
b = 8
if a>b:
    print ("a>b")
elif a<b:
    print ("a<b")
else:
    print ("a<=b")
print ("這是判斷式外的區塊")

a>b
這是判斷式外的區塊

如果有很多個條件，一個if不夠用，可以用elif

!注意¶

Python是靠「縮排」(四個空格)，來斷定程式碼屬於那一個區塊
if/elif/else 後面記得要有:

In [27]:

a = 11
b = 8
# 第1組判斷式
if a%2==0:
    print ("a is even")
# 第2組判斷式
if a>b:
    print ("a>b")
elif a<b:
    print ("a<b")
else:
    print ("a==b")

a>b

一個 if 就是一組判斷式
兩組判斷式是不互相影響的
- 如果 a = 11, b = 8 ，
  第1組判斷式沒有符合任何條件就什麼事都不會做，
  第2組判斷式會印出a>b，不受到第1組判斷式沒有任何條件符合的影響
- 如果 a = 6, b = 8 ，
  第1組判斷式會印出a is even，
  第2組判斷式會印出a<b

想想看¶

以下狀況是要用幾組判斷式呢？

聊天機器人、Siri...
商店打折可以共用優惠的...

In [28]:

keyword = "我想吃飯"

if keyword=="我想吃飯":
    print("建議你可以吃??")
    
elif keyword=="天氣如何":
    print("今天的天氣...")
    
elif keyword=="7-11":
    print("最近的7-11在oo")
    
else:
    print("我聽不懂你在說什麼")

建議你可以吃??

如果有很多個條件，一個if不夠用，可以用elif，
一個elif不夠用，可以繼續用很多個elif

應該沒有看過Siri回答你今天天氣之後，又說我聽不懂你在說什麼吧？

In [29]:

cost = 1000
gift = ""
# 第1組判斷式
if cost>=500:   # 滿500，送購物袋
    gift = gift+"購物袋"
# 第2組判斷式
if cost>=1000:  # 滿1000折100
    cost = cost-100
print(cost)
print(gift)

900
購物袋

[練習] 判斷式¶

Hacker Rank¶

Introduction > Python If-Else

知識補充¶

運算優先順序¶

越上面越優先¶

[a,b,c]	字串轉換、串列、tuple、字典、集合
x[index], x[i1:i2], x(parameter), x.attr	索引、切片、函式呼叫、存取屬性項
**	次方
+x, -x, ~x	正數、負數、位元NOT運算
*, /, //, %	乘法、除法、餘數、字串格式化
+, -	加法、減法
>>, <<	位元位移運算
&	位元AND運算
^	位元XOR運算
\|	位元OR運算
in, is, <, ==, >	比較運算
not x	布林NOT邏輯運算
and	布林AND邏輯運算
or	布林OR邏輯運算
if/else	條件運算式
lambda	lambda運算式

In [40]:

print(3+5*4-8/2)

19.0

In [41]:

a=5
b=5
c=2
# (c==3) or (a==b and (not a==3)) or (b==4)
if c==3 or a==b and not a==3 or b==4: 
    print ("1")
else:
    print ("2")

!建議¶

可以用()來方便閱讀，也能確保自己的想法是正確的

(c==3) or (a==b and (not a==3)) or (b==4)
((c==3) or (a==b)) and ((not a==3) or (b==4))

條件運算式¶

x if y else z：當y為True，運算的結果是x，否則是z

In [42]:

# 如果x是奇數，就保留原值，否則-1
x = 9
result = x if (x%2==1) else x-1  
print(result)

In [43]:

# 如果資料為空，設為預設值
x = ""
result = x if x else "Hi"
print(result)

Hi

小心無限大的數值¶

In [44]:

a = 3e400  # 浮點數 3*10^400
print(a)
print(a/999999, a*-2, 5/a)
print(a/(a/2), a/a)

import math
print(math.sqrt(a),math.sqrt(a/a))

inf
inf -inf 0.0
nan nan
inf nan

nan：代表不具意義的數學運算
inf：無限大

進位與位元運算¶

世界上只有10種人，懂二進位和不懂的 ¶

電腦會用二進位運算原因是因為穩定、實踐容易，運算速度較快，
而使用十六進位是方便表示太大的數字(eg. 色碼、記憶體位置)，
但實務上，我們還是比較習慣用十進位。

可以把這章節當成額外讀物，了解電腦以及生活中進位的運作方式，
並不一定要熟悉裡面所有的語法～

計算機為何使用二進位

各種進位的轉換¶

bin(整數物件)：轉換成2進位
oct(整數物件)：轉換成8進位
hex(整數物件)：轉換成16進位
int(整數物件)：轉換成10進位
int(字串,以多少進位解讀)：預設為10進位，如果寫0則是以字串的格式為準。

In [45]:

print(int(100), bin(100), oct(100), hex(100))
print(0xFFFFFF, int(0xFFFFFF), int('0xFFFFFF',16))
print(int('144',0), int('0o144',0), int('0x64',0))

100 0b1100100 0o144 0x64
16777215 16777215 16777215
144 100 100

位元運算子¶

會將數字以二進位表示進行各種運算
~x：NOT，0與1互換，等同於-(x+1)
x&y：AND，x,y在同個位元都為1，該位元才會為1
x|y：OR，x,y在同個位元只要其一為1，該位元才會為1
x^y：XOR，x,y在同個位元都不同，該位元才會為1
x<<y：x每個位元往左位移y次，右手邊新的位元補0，等同於 x*(2**y)
x>>y：x每個位元往右位移y次，等同於 x//(2**y)

In [46]:

# int(3) = bin(11)  11
# int(2) = bin(10)  10
print(3&2)  # AND   10
print(3|2)  # OR    11
print(3^2)  # XOR   01

2
3
1

In [47]:

# int(3) = bin(11)   11 -> 110      bin(110) = int(6)
#                            ^ 補零
print (3<<1)

二補數表示法¶

位元反轉~x會是-(x+1)
由於Python的整數幾乎可以到無限位數
- 正數：左邊無限個0
- 負數：左邊無限個1

十進位	二進位(4個位元表示)	二進位(8個位元表示)
4	0100	0000 0100
3	0011	0000 0011
2	0010	0000 0010
1	0001	0000 0001
0	0000	0000 0000
-1	1111	1111 1111
-2	1110	1111 1110
-3	1101	1111 1101
-4	1100	1111 1100

In [48]:

a = 2
print(~2)

-3

[總練習]¶

物件、命名、型別
判斷式
各種數值型別、進位方式

判斷是否為閏年¶

西元年份可被400整除
西元年份可被4整除，但不能被100整除
西元2000年、2060年都是閏年，但1900、2057不是

範圍轉換¶

遊戲中的角色能力值想從 0~255 轉換到 0~100：

能力良好：200-255 vs. 85-100
能力差勁：0-130 vs. 0-60

在做資料視覺化也有可能會把0~n的數值轉換成色碼表示！¶

學習資源對應¶

Python 程式設計入門 (適用於 2.x 與 3.x 版) 葉難
- 02 開始撰寫Python 程式
  - 2.1 名稱、物件、型別、指派
    - 不包含: 串列、可變與不可變、tuple
  - 2.2 運算式
    - 不包含: 串列運算、is、in
  - 2.3 運算式述句、指派述句、if條件判斷述句
  - 2.4 內建函式(部分)
- 03 數值型別
  - 不包含: 3.2, 3.4
The Python Standard Library(Python 3.6.2)
- 2. Built-in Functions
- 3. Built-in Constants
- 4. Built-in Types (4.1~4.5)

Python 程式設計入門 - 01¶

Pyladies Taiwan¶

Speaker : Mars¶

2017/09/17¶

Roadmap¶

Python 簡介¶

應用¶

程式設計¶

程式設計 Roadmap¶

接下來會用到的環境¶

[練習] 第一支Python程式¶

Hacker Rank¶

基礎數值型別¶

物件命名¶

特別注意！！！¶

保留字¶

物件型別¶

在Python3中，所有東西都是物件！！！¶

Python 是一個動態性的語言¶

字串(string)¶

!注意¶

!注意¶

型別轉換¶

!注意¶

內建函式-格式化輸出¶

內建函式-數值運算¶

運算元的簡潔寫法¶

計算機¶

輸入與輸出¶

互動的計算機¶

問候機器人¶

[練習] 數值運算¶

Hacker Rank¶

注意¶

布林型別、比較&邏輯運算¶

布林型別¶

比較運算¶

邏輯運算¶

內建函數-型別判定¶

布林型別轉換¶

判斷式：if/elif/else¶

!注意¶

想想看¶

[練習] 判斷式¶

Hacker Rank¶

更多數值型別¶

十進位數 Decimal¶

分數 Fraction¶

複數 complex¶

複數運算¶

絕對值 abs()¶

計算弧度 cmath.phase()¶

數值相關模組¶

記得要先import¶

[練習] 計算絕對值與弧度¶

Hacker Rank¶

知識補充¶

運算優先順序¶

越上面越優先¶

!建議¶

條件運算式¶

小心無限大的數值¶

進位與位元運算¶

世界上只有10種人，懂二進位和不懂的¶

各種進位的轉換¶

位元運算子¶

二補數表示法¶

[總練習]¶

判斷是否為閏年¶

範圍轉換¶

在做資料視覺化也有可能會把0~n的數值轉換成色碼表示！¶

學習資源對應¶

十進位數 Decimal ¶

分數 Fraction ¶

世界上只有10種人，懂二進位和不懂的 ¶