Python 数据分析与科学计算 课件 第2章 Python数据分析环境

Python数据分析与科学计算第2章Python数据分析环境2.1Python概述2.2Python语言特点2.3搭建Python开发环境2.4集成开发环境Pycharm2.5数据分析环境Anaconda2.6开发工具JupyterNotebook

2.1Python概述

Python原意：大蟒蛇开发者：荷兰人GuidovanRossum第一个Python编译器在1991年诞生1994年发布Python1.0版本，2000年发布Python2.0版本，2008年发布Python3.0版本

2.1Python概述

Python应用领域

科学计算和数据分析Web开发

人工智能

云计算

自动化运维

网络编程

2.2Python语言的特点Python语言设计理念是“优雅、明确、简单”Python开发者的哲学是“用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事”Python语言特点：语法简洁开源面向对象可移植性解释性可扩展性丰富的库健壮性

2.3Python开发环境1.Windows环境下安装Python开发环境在Python官网/下载安装包，选择Windows平台下的安装包

2.3Python开发环境1.Windows环境下安装Python开发环境单击Python3.10.2下载，下载的文件名为python-3.10.2-amd64.exe，双击该文件，进入Python安装界面

2.3Python开发环境1.Windows环境下安装Python开发环境单击Python3.10.2下载，下载的文件名为python-3.10.2-amd64.exe，双击该文件，进入Python安装界面任意选择一种安装方式

2.3Python开发环境1.Windows环境下安装Python开发环境安装成功提示信息

2.3Python开发环境2.安装Python包管理工具pip在Python官网/pypi/pip#downloads下载pip安装包，下载完成之后，解压pip安装包到一个文件夹，从控制台进入解压目录，输入下列命令安装pip：

pythonsetup.pyinstall安装完成之后，对pip环境变量进行设置打开控制台，输入piplist，有如下图显示，表示安装成功

2.3Python开发环境3.运行第一个Python程序交互式（两种方式进入）

第一种：启动Windows操作系统打开开始菜单，输入cmd之后，进入命令行窗口，在控制台中输入“python”，按【Enter】键进入交互式环境中，在命令提示符“>>>”后输入相应代码，例如：print("HelloWorld!")

按【Enter】键执行，得到运行结果

2.3Python开发环境3.运行第一个Python程序交互式（两种方式进入）

第二种：调用安装的Python自带的IDLE启动交互式窗口。

启动之后在命令提示符“>>>”后输入代码，再按【Enter】键执行，得到运行结果

2.3Python开发环境3.运行第一个Python程序文件式（1）打开IDLE，选择【File】→【NewFile】命令或按【Ctrl+N】快捷键，打开Python程序编辑窗口。（2）在Python程序编辑窗口输入程序的代码。（3）语句输入完成后，在Python程序编辑窗口选择【File】→【Save】命令，确定文件保存位置和文件名，例如“d:\Pycode\hello.py”。（4）在Python程序编辑窗口选择【Run】→【RunModule】命令或按F5快捷键，运行程序并在PythonIDLE中输出运行结果。

2.4集成开发环境——PyCharm4.集成开发环境——PyCharm安装访问PyCharm官网/pycharm/download/，进入PyCharm下载页面

2.4集成开发环境——PyCharm4.集成开发环境——PyCharm安装访问PyCharm官网/pycharm/download/，进入PyCharm下载页面

2.4集成开发环境——PyCharm4.集成开发环境——PyCharm安装双击下载的“pycharm-professional-2018.2.exe”文件，进入PyCharm安装界面

2.4集成开发环境——PyCharm4.集成开发环境——PyCharm安装单击【Next】按钮，依次进入选择安装路径界面和文件配置界面选择安装路径文件配置

2.4集成开发环境——PyCharm4.集成开发环境——PyCharm安装单击【Next】按钮，进入选择启动界面

2.4集成开发环境——PyCharm4.集成开发环境——PyCharm安装单击【Install】按钮，开始安装PyCharm安装PyCharm安装完成

2.4集成开发环境——PyCharm5.PyCharm的使用首次使用，会提示用户选择是否导入开发环境配置文件单击【OK】按钮，弹出提示用户阅读并接受协议界面

2.4集成开发环境——PyCharm5.PyCharm的使用单击【Accept】按钮，进入数据共享界面单击【Don’tsend】按钮，进入提示用户激活软件界面

2.4集成开发环境——PyCharm5.PyCharm的使用选择【Evaluateforfree】选项，单击【Evaluate】按钮，启动PyCharm，进入创建项目界面

2.4集成开发环境——PyCharm5.PyCharm的使用选择创建一个新项目，单击【CreateNewProject】，进入项目设置界面

2.4集成开发环境——PyCharm5.PyCharm的使用在上图中【Location】中填写项目保存的路径之后，单击【Create】按钮，进入项目欢迎界面

2.4集成开发环境——PyCharm5.PyCharm的使用单击上图中【Close】按钮，进入项目开发界面，此时，需要在项目中创建Python文件。选择项目名称，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【New】→【PythonFile】

2.4集成开发环境——PyCharm5.PyCharm的使用为新建的Python文件命名在【Name】文本框中输入文件名，例如“hello”，单击【OK】按钮，文件创建成功

2.4集成开发环境——PyCharm5.PyCharm的使用在文本框中输入程序代码，并保存程序单击菜单栏【Run】→【Run‘hello’】或使用快捷键【Shift+F10】，运行程序

2.5数据分析环境Anaconda1.安装Anaconda访问Anaconda官网/download/，下载安装包

2.5数据分析环境Anaconda1.安装Anaconda安装Anaconda过程

2.5数据分析环境Anaconda1.安装Anaconda安装Anaconda过程

2.5数据分析环境Anaconda1.安装Anaconda安装Anaconda过程

2.5数据分析环境Anaconda1.安装Anaconda安装完成AnacondaNavigator：用于管理工具包和环境的图形用户界面。AnacondaPowerShellPrompt和AnacondaPrompt：Anaconda自带的命令行界面。JupyterNotebook：基于Web的交互式计算环境。Spyder：使用Python语言、跨平台的科学运算集成开发环境。

2.5数据分析环境Anaconda2.通过Anaconda管理Python包检测conda是否被安装打开AnacondaPrompt工具，然后在AnacondaPrompt中通过命令检测conda是否被安装，命令格式为：(base)C:\Users\admin>conda--versionconda23.5.2返回当前的版本号

2.5数据分析环境Anaconda2.通过Anaconda管理Python包查看当前环境下的包信息使用list命令可以获取当前环境中已经安装的包信息，命令格式为：condalist执行该命令后，终端会显示当前环境下已安装的包及其版本号

2.5数据分析环境Anaconda2.通过Anaconda管理Python包查找包使用search命令可以查找可供安装的包，命令格式为：condasearch--full-name包的全名上述命令中，--full-name为精确查找的参数，后面紧跟的是包的全名。例如，查找全名为“python”的包有哪些版本可供安装，命令格式为：condasearch--full-namepython

2.5数据分析环境Anaconda2.通过Anaconda管理Python包安装包使用install命令可以安装包。如果要实现在指定环境中进行安装，则可以在install命令后面指定环境名称，命令格式为：condainstall--nameenv_name

package_name

其中，env_name参数表示包安装的环境名称，package_name表示将要安装的包名称。

例如，在Python3环境中安装pandas包，命令格式为：condainstall--namepython3pandas如果要在当前的环境中安装包，则可以直接使用install命令进行安装，命令格式为：condainstallpackage_name执行上述命令，会在当前的环境下安装package_name包。

2.5数据分析环境Anaconda2.通过Anaconda管理Python包卸载包使用remove命令可以卸载包。如果要在指定的环境中卸载包，则可以在指定环境下使用remove命令进行移除，命令格式为：condaremove--nameenv_name

package_name例如，卸载Python3环境下的pandas包，命令格式为：condaremove--namepython3pandas

2.5数据分析环境Anaconda2.通过Anaconda管理Python包更新包使用update命令可以更新包。更新当前环境下所有的包，命令格式为：condaupdate--all如果只想更新某个包或某些包，则直接在update命令的后面加上包名即可，多个包之间使用空格隔开，例如：condaupdatenumpycondaupdatenumpymatplotlibScikit-learn

2.6开发工具JupyterNotebook1.启动Anaconda自带的JupyterNotebook同时，系统默认的浏览器会弹出JupyterNotebook的主界面，该界面默认打开和保存的目录为C:\Users\当前用户名。

2.6开发工具JupyterNotebook1.启动Anaconda自带的JupyterNotebook在Windows系统的“开始”菜单中，打开Anaconda3目录，找到并单击“JupyterNotebook”，会弹出启动窗口

2.6开发工具JupyterNotebook2.使用JupyterNotebook编写程序点击JupyterNotebook主界面右上角New→Python3(ipykernel)，创建一个基于Python3的笔记本

2.6开发工具JupyterNotebook2.使用JupyterNotebook编写程序在新建文件中编写代码，然后运行

2.7Python程序基本结构1.简单Python程序【例1.1】输出字符串：“HelloWorld!”程序代码：print(‘HelloWorld!’)运行结果：pleaseinputthenumberofx,y,z:3,6,9aver=6.0Hello,World!

2.7Python程序基本结构1.简单Python程序【例1.2】从键盘输入3个数，求它们的平均值程序代码：x,y,z=input(‘pleaseinputthenumberofx,y,z:’)sum=x+y+zaver=sum/3.0print(‘aver=’,aver)运行结果：pleaseinputthenumberofx,y,z:3,6,9aver=6.0

2.7Python程序基本结构【例1.3】使用函数，求解圆形、长方形、三角形的面积程序代码：

#圆形面积defCirArea(r):area=3.14*r*rprint("theareaofcircleis:",area)#长方形面积defRectArea(a=5,b=6):area=a*bprint("theareaofrectangleis:",area)#三角形面积defTriArea(b,h):area=1.0/2*b*hprint("theareaoftriangleis:")returnareaCirArea(4)RectArea()print(TriArea(3,4))运行结果：theareaofcircleis:50.24theareaofRectangleis:20theareaofTriangleis:6.0

2.7Python程序基本结构2.用缩进表示代码块Python语言采用严格的“缩进”表示程序的逻辑关系当表示分支、循环、函数、类等程序结构时，在if、while、for、def、class等保留字所在语句后通过冒号（:）结尾，并在之后行缩进代码缩进有两种方式：采用制表符（即键盘上的Tab键）和采用若干个空格不建议混合使用空格和Tab

2.7Python程序基本结构3.代码注释单行注释：#例如：print("HelloWorld!")#输出HelloWorld!“#”右边的内容在执行的时候不会被输出多行注释：三个单引号（'''）或者三个双引号（"""）例如：'''print("HelloWorld!")输出HelloWorld!'''

2.7Python程序基本结构4.语句续行Python有两种续行方式，一种是使用反斜线“\”符号另一种特殊情况下的续行方式是在使用括号时，括号中的内容可分行书写，括号中的空白和换行符都会被忽略#表达式续行>>>a=1+2+3+\+4+5>>>print(a)15#输出续行>>>print("Thisis\alongsentence.")Thisisalongsentence.>>>print("Thisisalongsentence.")Thisisalongsentence.

2.7Python程序基本结构5.语句分隔在一行中书写多条句，就需要使用分号（;）分隔每条语句>>>a=1;b=2;c=3#以分号分隔的3条语句，分别给a、b、c赋值>>>print(a,b,c)#输出a、b、c的值123

2.8Python的版本在Python官方网站上同时提供了Python2.x和Python3.x两个不同系列的版本。1.input()函数Python3.x去掉了raw_input()函数，用input()替代raw_input()函数返回一个字符串2.print()函数Python2.xPython3.x功

能printprint()输出回车换行print3print(3)输出一个值，以回车结束，光标停留在下一行行首print3,print(3,end=’’)输出一个值，光标停留在输出数据行尾print3,5print(3,5)输出多个值，以空格分割

2.8Python的版本3.Unicode编码Python2.x中的字符串基于ASCII编码；Python3.x默认使用UTF-8编码

Python2.xPython3.x>>>str="中华人民共和国">>>str'\xd6\xd0\xbb\xaa\xc8\xcb\