Pytorch深度学习教程_1_Python基础快速掌握
欢迎来到PyTorch深度学习教程系列！在本系列中，我们将从零开始学习如何使用PyTorch进行深度学习开发。本篇是系列的第一篇，我们将快速掌握Python编程基础，为后续的深度学习学习打下坚实的基础。
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在后面的实践中会使用jupyter或者vscode，大家可以提前用这篇教程配置好！
快速掌握，核心在于快：把这些都运行一遍基本上是对python有了非常全面的认识了。
目录
1.数据类型
数字（Numbers）
字符串 (str)
布尔值 (bool)
2.数据结构：组织你的数据
列表 (Lists)
元组 (Tuples)
字典 (Dictionaries)
集合 (Sets)
选择合适的数据结构
3.操作数据结构
访问元素
修改元素
添加和删除元素
迭代元素
4.控制流
条件语句
循环
break 和 continue 语句
常见问题和最佳实践
5.函数
定义函数
参数和实参
返回值
作用域和全局变量
递归函数
匿名函数（Lambda 函数）
6.面向对象编程
理解对象和类
关键 OOP 概念
创建对象
继承
多态
OOP 的好处
挑战和最佳实践
7.结语
1.数据类型
可以把数据类型看作Python程序的构建块。它们定义了你可以存储和操作的信息类型。理解这些基本数据类型对于有效的数据处理至关重要。
数字（Numbers）
整数 (int)：没有小数点的整数，例如 -2, 0, 5。
浮点数 (float)：有小数点的数字，例如 3.14, -2.5。
复数 (complex)：具有实部和虚部的数字，例如 2+3j。
x = 10 # 整数 (int)
y = 3.14 # 浮点数 (float)
z = 2 + 3j # 复数 (complex)字符串 (str)
字符串是字符的序列，用单引号或双引号括起来。
name = "Alice" # 定义一个字符串
greeting = 'Hello, world!' # 另一个字符串示例布尔值 (bool)
布尔值表示真或假，只有两个值：True 和 False。
is_adult = True # 布尔值 True
is_raining = False # 布尔值 False2.数据结构：组织你的数据
数据结构是存储数据集合的容器。Python提供了几种内置的数据结构。
列表 (Lists)
列表是有序的项目集合，可变（可以更改）。
fruits = ["apple", "banana", "cherry"] # 定义一个列表元组 (Tuples)
元组是有序的项目集合，不可变（不能更改）。
colors = ("red", "green", "blue") # 定义一个元组字典 (Dictionaries)
字典是无序的键值对集合。
person = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"} # 定义一个字典集合 (Sets)
集合是无序的唯一元素集合。
numbers = {2, 3, 5, 7} # 定义一个集合选择合适的数据结构
选择数据结构取决于具体任务。
- 列表：当你需要存储可以修改的有序项目集合时使用。
- 元组：当你需要存储不能修改的有序项目集合时使用。
- 字典：当你需要存储键值对以便高效查找时使用。
- 集合：当你需要存储唯一元素并执行集合操作时使用。
3.操作数据结构
Python提供了多种方法和操作来处理数据结构。
访问元素
- 列表和元组：使用索引访问元素。
- 字典：使用键访问值。
print(fruits[0]) # 输出 "apple"
print(person["name"]) # 输出 "Alice"修改元素
- 列表和字典：可以修改元素。
fruits[1] = "orange" # 修改列表中的元素
person["age"] = 31 # 修改字典中的值添加和删除元素
- 列表：使用
append()、insert()添加元素，使用remove()、pop()删除元素。 - 集合：使用
add()添加元素，使用remove()或discard()删除元素。 - 字典：使用新的键值对添加元素，使用
pop()删除元素。
fruits.append("grape") # 在列表末尾添加元素
numbers.add(11) # 在集合中添加元素
del person["city"] # 从字典中删除键值对迭代元素
使用循环遍历数据结构中的元素。
for fruit in fruits:
print(fruit) # 遍历列表并打印每个元素
for key, value in person.items():
print(key, ":", value) # 遍历字典并打印键值对4.控制流
条件语句
条件语句允许程序根据条件的真假来执行不同的代码块。
-
if 语句：如果条件为真，执行代码块。
age = 25
if age >= 18:
print("你已经成年了。")- if-else 语句：如果条件为真，执行一段代码；否则，执行另一段代码。
age = 17
if age >= 18:
print("你已经成年了。")
else:
print("你还是未成年人。")- elif 语句：用于检查多个条件。
score = 85
if score >= 90:
print("优秀！")
elif score >= 80:
print("很好！")
else:
print("需要改进。")循环
循环允许程序重复执行某段代码。
-
for 循环：遍历序列（如列表、元组、字符串等）。
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
print(fruit)- while 循环：只要条件为真，就重复执行代码块。
count = 0
while count < 5:
print(count)
count += 1break 和 continue 语句
- break：终止循环。
- continue：跳过当前迭代，继续下一次迭代。
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
for number in numbers:
if number == 3:
break
print(number)常见问题和最佳实践
缩进：Python 使用缩进来定义代码块，通常使用 4 个空格。
无限循环：使用 while 循环时，确保条件最终会变为假。
清晰性：使用有意义的变量名和注释，提高代码可读性。
嵌套循环：避免过多嵌套，保持代码可维护性。
5.函数
函数是程序中的小程序，用于封装特定任务，使代码更有序、可重用且易于理解。
定义函数
使用 def 关键字定义函数，后跟函数名、括号内的参数和冒号。函数体需要缩进。
def greet(name):
"""向某人问好。"""
print("你好,", name, "!")参数和实参
- 参数：函数定义中定义的变量。
- 实参：调用函数时传递的值。
def add(x, y):
"""加法函数。"""
return x + y
result = add(3, 4) # 调用函数并传递实参
print(result) # 输出：7返回值
函数可以使用 return 语句返回值。
def square(number):
"""返回一个数的平方。"""
return number * number
squared_value = square(5)
print(squared_value) # 输出：25作用域和全局变量
- 局部变量：在函数内定义的变量。
- 全局变量：在函数外定义的变量。
global_variable = 10
def my_function():
local_variable = 5
print(global_variable) # 访问全局变量
# print(local_variable) # 在作用域外访问局部变量会引发错误
my_function()递归函数
函数可以调用自身，形成递归函数。
def factorial(n):
"""计算非负整数的阶乘。"""
if n == 0:
return 1
else:
return n * factorial(n - 1)匿名函数（Lambda 函数）
使用 lambda 关键字定义匿名函数。
double = lambda x: x * 2
result = double(5)
print(result) # 输出：10通过掌握函数，你可以编写更清晰、高效且易于维护的 Python 代码。
6.面向对象编程
面向对象编程（OOP）是一种编程范式，围绕“对象”的概念旋转。它是一种强大的方法，用于建模现实世界中的实体及其交互。
理解对象和类
- 对象：类的实例，表示现实世界的实体，具有属性（数据）和行为（方法）。
- 类：创建对象的蓝图，定义其属性和方法。
class Dog:
def __init__(self, name, breed):
self.name = name
self.breed = breed
def bark(self):
print(f"{self.name} 汪汪叫！")关键 OOP 概念
- 封装：将数据（属性）和操作数据的方法捆绑在一个单元（对象）中。
- 继承：创建新类（子类）继承现有类（父类）的属性和方法。
- 多态：不同类型的对象可以像同一类型一样被对待。
- 抽象：关注重要特征，隐藏实现细节。
创建对象
要创建对象，你需要实例化一个类。
my_dog = Dog("Buddy", "Golden Retriever")
my_dog.bark() # 输出：Buddy 汪汪叫！继承
class Mammal:
def __init__(self, name):
self.name = name
def breathe(self):
print(f"{self.name} 正在呼吸。")
class Cat(Mammal):
def purr(self):
print(f"{self.name} 在咕噜咕噜叫。")
class Dog(Mammal):
def bark(self):
print(f"{self.name} 正在汪汪叫。")多态
def make_sound(animal):
animal.make_sound()
cat = Cat("Whiskers")
dog = Dog("Buddy")
make_sound(cat) # 输出：Whiskers 在咕噜咕噜叫。
make_sound(dog) # 输出：Buddy 正在汪汪叫。OOP 的好处
- 代码复用性：继承促进代码复用。
- 模块化：对象是自包含单元，使代码更易于管理。
- 封装：保护数据免受意外修改。
- 多态：使代码更灵活和可扩展。
挑战和最佳实践
- 过度工程化：避免创建不必要的类。
- 代码可读性：编写清晰简洁的代码，使用有意义的名称。
- 测试：彻底测试你的面向对象代码。
通过理解和应用 OOP 原则，你可以创建更复杂且易于维护的 Python 程序。
7.结语
这样很快的就把python的整个框架学完了，当然，这个只供入门，熟能生巧是很重要的！
下次我们会深入一点，当然，你想直接开始深度学习，这很快了！