人工智能导论-项目3 -人工智能编程语言Python

人工智能导论项目三人工智能编程语言Python01项目背景02思维导图03思政聚焦04项目相关知识05项目任务目录CONTENTS06展望01项目概述Python简介Python已经成为最受欢迎的程序设计语言之一,目前在人工智能科学领域被广泛应用。Python是人工智能（机器学习）的首选编程语言，它拥有众多模块，能完成人工智能开发的所有环节。使用Python进行AI的一个主要优点是它内置了许多与机器学习相关的库。Python提供了高效的高级数据结构，还能简单有效地面向对象编程。Python语法和动态类型，以及解释型语言的本质，使它成为多数平台上写脚本和快速开发应用的编程语言。主流的人工智能开发软件如谷歌的TensorFlow、Facebook的PyTorch和百度的PaddlePaddle等都使用python作为开发语言。可以说，学习人工智能，很难不学Python。02思维导图思维导图03课程思政杨辉三角杨辉，字谦光，南宋时期杭州人。在他1261年所著的《详解九章算法》一书中，辑录了三角形数表，称之为“开方作法本源”图，并说明此表引自11世纪中叶（约公元1050年）贾宪的《释锁算术》，并绘画了“古法七乘方图”。故此，杨辉三角又被称为“贾宪三角”。如图3-1所示。生成杨辉三角的规律为：杨辉三角的两个腰边的数都是1，从第3行起，除第一个数和最后一个数外，其它位置的数都是上顶上两个数之和。图3-1杨辉三角形04项目知识准备Python基础语法任何一门编程语言都有其专属的语法，编程语言之间有着相似的语法规定。我们需要遵守语法规定去编写代码向计算机发出正确的指令，计算机才会去执行。Python的基本语法包括变量和常量、字典、列表、元组、条件判断、循环、函数和类等。Python基础语法

标识符简单地理解，标识符就是一个名字，就好像我们每个人都有属于自己的名字，它的主要作用就是作为变量、函数、类、模块以及其他对象的名称。Python中标识符的命名不是随意的，而是要遵守一定的命令规则。标识符是由字符（A~Z和a~z）、下划线和数字组成，但第一个字符不能是数字。标识符不能和Python中的保留字相同。Python中的标识符中，不能包含空格、@、%以及$等特殊字符。标识符区分大小写。Python基础语法

标识符下面所列举的标识符是合法的：UserID，name，mode12，user_age以下命名的标识符不合法：4word#不能以数字开头try#try是保留字，不能作为标识符$money#不能包含特殊字符Python基础语法

缩进Python中的缩进（Indentation）决定了代码的作用域范围。这一点和传统的c/c++有很大的不同（传统的c/c++使用花括号花括号{}符决定作用域的范围；python使用缩进空格来表示作用域的范围，相同缩进行的代码是处于同一范围）。每行代码中开头的空格数用于计算该行代码的缩进级别。Python基础语法

注释注释用来向用户提示或解释某些代码的作用和功能，它可以出现在代码中的任何位置。Python解释器在执行代码时会忽略注释，不做任何处理，就好像它不存在一样。Python支持两种类型的注释，分别是单行注释和多行注释。单行注射以#开头，多行注释使用三个连续的单引号‘’‘或者三个连续的双引号“”“。例如:#这是单行注释‘’’这是多行注释’’’Python基础语法

关键字Python有一组关键字，这些关键字是保留字，不能用作变量名、函数名或任何其他标识符。如and、as、break、continue和class等，我们在后续的学习中会逐步认识这些关键字。Python基础语法

变量我们定义一个计算机变量就好像向快递柜申请一个格子用来存放东西，这个格子的大小呢是根据我们变量的类型（就是想要存放的物品的可能尺寸）来分配的。而在申请一个格子的时候，里面可能会存在一些东西，当我们放新的东西的进去的时候就会把原来的东西给挤走（更准确说是覆盖，旧的东西找不回来了）。如果我们想让这个格子里的内容参与运算的时候，我们只需要告诉运算的指令这个格子的名称（即变量的名称）即可。Python变量、类型和运算符所有的编程语言都支持变量，Python也不例外。变量是编程的起点，程序需要将数据存储到变量中。Python基础语法

变量在编程语言中，将数据放入变量的过程叫做赋值。Python使用等号=作为赋值运算符，具体格式为：name=valuename表示变量名；value表示值，也就是要存储的数据。例如：>>>var1=123>>>var2=4.56Python基础语法

变量类型变量可以指定不同的数据类型，这些变量可以存储整数，小数或字符。Python定义了一些标准类型，用于存储各种类型的数据。这些类型包括数字、字符串、列表、元组和字典。数字数据类型用于存储数值。他们是不可改变的数据类型，这意味着改变数字数据类型会分配一个新的对象。当你指定一个值时，数字对象就会被创建。例如:var1=1var2=10Python基础语法

输入与输出Python使用input()和print()函数来完成输入和输出操作。a

=input('输入你的名字:')b=input('输入你的生日：')print('你的姓名:',a)print('你的生日:',b)Python基础语法

运算符1+2=3。其中，1

和2

被称为操作数，“+”称为运算符。Python支持多种运算符。请到平台中练习Python运算符的使用。Python基础语法

编码规范一、规范的代码可以促进团队合作二、规范的代码可以减少bug三、规范的代码可以降低维护成本四、规范的代码有助于代码审查[1]https:///xiaxianfei/p/5275022.html数据类型

数字Python中有三种数字类型：整数类型、浮点类型和复数类型。为变量赋值时，将创建数值类型的变量。Python中布尔类型为bool，bool是int的子类。bool类型只有两个值：True和False。任何类型数据都可以通过bool()函数转换为布尔值，“没有的”或“空的”值会转换为False，反之转换为True。如：None（空对象）、False、0、0.0、0j（复数）、''（空字符串）、[]（空列表）、()（空元组）和{}（空字典）这些值会转换为False，否则是True。数据类型

字符串字符串是Python中最常用的数据类型，字符串通常是由数字，子母、符号组成的一串字符。我们可以使用引号('或")来创建字符串。创建字符串的过程十分简单，我们只要为变量分配被引号包围住的一个值即可。例如：String1=‘张三’,String2=‘abc’数据类型

列表列表是最常用的Python数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。列表的数据项不需要具有相同的类型。创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。如下所示：list1=['physics','chemistry',1997,2000]list2=[1,2,3,4,5]list3=["a","b","c","d"]列表索引从0开始。第一个索引是0，第二个索引是1，依此类推。数据类型

集合集合（set）是一个无序的不重复元素序列。可以使用大括号{}或者set()函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用set()而不是{}，因为{}是用来创建一个空字典。数据类型

元组Python的元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组使用小括号，列表使用方括号。元组创建很简单，只需要在括号中添加元素，并使用逗号隔开即可。tup1=('physics','chemistry',1997,2000)tup2=(1,2,3,4,5)tup3="a","b","c","d“元组与列表类似，下标索引从0开始，可以进行截取，组合等。数据类型

字典字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。为了方便理解字典这一数据结构，我们可以这样去解释：你手上有一本电话本（字典），当你想查阅张三的电话号码（value），你就得在电话本上根据张三的名字（key）去寻找对应的张三的电话号码。张三的电话号码可以有很多个，但是电话本上张三的名字只能有一个。dictionary={ “name”:”张三”, “phone”:”12345”, Key3:value3, …}print(dictionary[“name”])#访问字典里对应name的值数据类型

字典程序在一般情况下是按顺序执行的，就像流水账一样，一条一条从上往下按照顺序执行。有时候我们需要根据条件来有选择地执行某些语句，这就要使用到Python的条件判断语句——if。Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。可以通过右图来简单了解条件语句的执行过程:条件控制语句条件判断实例

#1.定义年龄变量age=18

#2.判断是否满18岁#if语句以及缩进部分的代码是一个完整的代码块ifage>=18:print("你是一个成年人了……")循环的概念循环是大多数编程语言都有的基本功能，它可以帮助我们执行一些重复的代码工作，但不同的语言循环结构会有一定的差异。Python中有for和while两种循环结构。for循环for循环是在希望创建循环时经常使用的工具。Pythonfor循环可以遍历任何可迭代对象，包括列表、元组、集合、字典甚至字符串。for循环的一般代码格式如下：for迭代变量in字符串|列表|元组|字典|集合：代码块fruits=["apple","banana","cherry"]forxinfruits:print(x)

while循环while循环的一般形式如下：while（判断条件）：

代码块

while循环while循环的一般形式如下：while（判断条件）：

代码块

迭代器迭代是Python最强大的功能之一，是访问元素的一种方式。迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。迭代器有两个基本的方法：iter()和next()。字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器。>>>list=[1,2,3,4]>>>it=iter(list)#创建迭代器对象>>>print(next(it))#输出迭代器的下一个元素1>>>print(next(it))2

函数的概念函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数，比如print()。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。函数的实例>>>defhello():

print("HelloWorld!")

>>>hello()面向对象编程思想类(Class):

用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。方法：类中定义的函数。类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的，这种变量就称为实例变量，实例变量就是一个用self修饰的变量。继承：即一个派生类（derivedclass）继承基类（baseclass）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟"是一个（is-a）"关系（例图，Dog是一个Animal）。实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。Python模块Python模块(Module)，是一个Python文件，以.py结尾，包含了Python对象定义和Python语句。模块让你能够有逻辑地组织你的Python代码段。把相关的代码分配到一个模块里能让你的代码更好用，更易懂。模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码。04项目任务任务1：用python实现杨辉三角任务描述利用Python对数列的循环操作，实现中国南宋数学家杨辉在1261年所著的《详解九章算法》中出现的杨辉三角。

任务1：用python实现杨辉三角技术分析在我们编写程序前，我们需要了解其编程的思想，才能更好更快的写出质量优雅的代码。而生成杨辉三角的主要规律为：杨辉三角的两个腰边的数都是1，从第3行起，除第一个数和最后一个数外，其它位置的数都是上顶上两个数之和,如下图所示。任务1：用python实现杨辉三角任务实现---请大家扫二维码根据步骤测试实现任务2：用python实现词云图任务描述本节将利用wordcloud中的方法生成一个词云图。任务2：用Python实现词云图技术分析词云就是通过形成“关键词云层”或“关键词渲染”，对网络文本中出现频率较高的“关键词”的视觉上的突出。词云图过滤掉大量的文本信息，使浏览网页者只要一眼扫过文本就可以领略文本的主旨。制作词云也十分容易上手，我们首先需要通过pip命令安装wordcloud