版权声明
这些笔记基于《Python for Data Analysis, 3rd Edition》一书的内容总结和理解。原书由 Wes McKinney 编写，出版商为 O’Reilly，ISBN 978-1-098-10403-0。版权声明如下：
MIT License
Original work Copyright (c) 2024 Wes McKinney
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继续往下读，万万没想到，这本书竟然开始以及其简洁的语言介绍了python基础，作者真的是想一点一点的教会读者，唉，我哭了，很少有人能对我这么有耐心细腻，正好还能很好的复习之前学过的知识，很感动。
Python语言基础知识
Language Semantics
Python 语言被设计为易读、简单和明确，甚至被称为可执行的“伪代码”。
Indentation, not braces
Python 使用 4个空格或 1个制表符(tab) 来区分代码结构。: 表示下一个代码块缩进的开始，代码块结尾则是缩进的结束。
缩进示例
# 示例
for i in range(1,10):
a_str=''
for j in range(1,i+1):
a_str+=str(i)+'x'+str(j)+'='+str(i*j)
if j<i:
a_str+=' '
print(a_str)
Everything is an object
在刚开始自学 python学习之路☞3.变量 的时候，就有do佬 cureSky 说过：“一切皆对象”。现在我理解了，任何一个变量类型、函数、类、方法和模块都存在于 Python解释器中，是一个个的对象。每个对象都可以在Python解释器中找到对应的属性，并且以统一的方式处理和操作。
Comments
书籍之中只介绍了一种注释： #
Function and object method calls
通过 函数名(参数) 的方式调用函数，也可以通过 对象.方法(参数) 的方式调用对象内部的内容。对象方法的本质仍是函数。传参类型包括：位置传参、关键字传参和默认值传参。
Variables and argument passing
一旦一个变量赋值到另一个变量，这两个变量将引用同一个地址，这个机制在 Python 中被称为引用语义。
代码例子
import copy
a = [1, 2, 3]
b = copy.copy(a) # 创建 a 的浅拷贝
print(id(a)) # 打印 a 的内存地址
print(id(b)) # 打印 b 的内存地址
# 输出结果会是不同的，证明 a 和 b 指向不同的对象
a = [1, 2, 3]
b = a # 现在 a 和 b 引用的是同一个列表对象
print(id(a)) # 打印 a 的内存地址
print(id(b)) # 打印 b 的内存地址
# 输出结果会是相同的，证明 a 和 b 指向同一个对象
了解这一点，对于一些事情的判断以及寻找错误发生的原因很有帮助。
书中举了一个生动的例子：对象赋值给变量，然后作为函数的传参。那么函数内会创建新的局部变量引用原始对象，如果修改了局部变量，也会影响到原始对象。然而如果函数内部的变量再进行二次赋值其他对象，情况还是这样吗？
根据原始对象特性的不同，结果也是不一样的。可变原始对象（如列表、字典和集合）和不可变原始对象（如数字、字符串和元组）有所不同。
可变原始对象
可变原始对象赋值变量作为传参，函数内修改会影响原始对象，函数内二次赋值则不会影响。
# 代码例子
a = [1,2,3] # 原始对象是可变对象 [1,2,3]
def append_list(b):# 测试传参函数
b.append('test')
print('b', b, id(b))
b = [4,5,6] # 二次赋值其他对象
print('b', b, id(b))
print('a', a, id(a))
append_list(a) # 调用函数确认这一事实
print('a', a, id(a)) # 看看原始对象是否改变？
不可变原始对象
不可变对象赋值变量作为传参，函数内修改不会影响原始对象，函数内二次赋值也不会影响。
a = 123 # 原始对象是不可变对象 123
def append_list(b):# 测试传参函数
b += 1
print('b', b, id(b))
b = 125 # 二次赋值其他对象
print('b', b, id(b))
print('a', a, id(a))
append_list(a) # 调用函数确认这一事实
print('a', a, id(a)) # 看看原始对象是否改变？
Dynamic references, strong types
变量的类型是不固定的，可以赋值引用任意类型的对象，这体现了动态引用的特性。
代码例子
a = 123
print(a, type(a)) # 输出 123 <class 'int'>
a = [1, 2, 3]
print(a, type(a)) # 输出 [1, 2, 3] <class 'list'>
Python 不会自动转换(隐式转换)变量类型。
代码例子
a = '5' + 10 # 会报错
这个时候需要手动转换(显式转换)变量类型。
代码例子
a = ord('5') + 10 # 通过 ord() 显式转换完成
print(a)
然而，真的乱不得吗？性格不同的对象就不能在一起吗？很显然，不仅仅是人生，Python 对象也有例外，这也就蕴含了无限生机。
代码例子
# 代码例子
a = '主' * 6 # 我愿称其为奇迹表达式
print(a, type(a))
书籍中也提供了一种函数 isinstance() 用来确认对象是否为特定类型的实例。
代码例子
a, b = 10, 10.9
print(isinstance(a, int)) # 判断对象特定类型
print(isinstance(b, (int, float))) # 判断对象是否符合类型范围
Attributes and methods
任何对象都具有属性和方法，可以通过 对象名.属性名 的方式调用。
代码例子
a = [1, 2, 3]
a.append('1')
a
属性和方法也可以通过 getattr(对象, "属性名") 获取访问方法。
代码例子
a = [1, 2, 3]
getattr(a, 'append')
Duck typing
“不论是黑猫白猫，能抓耗子就是好猫。” 我们关注的是对象的方法和行为，而不是类型。比如，大部分开发者都很喜欢循环具备迭代功能的对象。
代码例子
def isiterable(obj): # 代码已经做了修改
try:
iter(obj)
return obj, type(obj), True
except TypeError: # not iterable
return obj, type(obj), False
print(isiterable(123))
print(isiterable('123'))
print(isiterable(True))
print(isiterable([1, 2, 3]))
print(isiterable((1, 2, 3)))
print(isiterable({'a': 1, 'b': 2}))
print(isiterable({1, 2, 3}))
Imports
import 用于导入模块，模块只是一个包含 Python 代码的文件。
代码例子
# import 模块名
# import 模块名 as 别名
# from 模块名 import 属性名
# from 模块名 import *
※结合do佬 erhu 的提醒：注意不要使用 import *，项目中的包名不要与标准库重名。
Binary operators and comparisons
运算符 ^ 表示异或，is 和 is not 用于比较引用的对象是否相同。
代码练习
# ^
print(True ^ True)
print(False ^ True)
print(False ^ False)
# is
a = [1, 2, 3]
b = a
print(a is [1, 2, 3])
print(a is b)
# is not
print(a is not [1, 2, 3])
print(a is not b)
要注意，== 比较的是值，而 is 比较的是引用的对象。
代码例子
a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
print(a == b)
print(a is b)
is 还可以判断变量是否为 None，None 只有一个实例。
代码例子
# 代码例子 None 只有一个唯一实例
a = None
b = None
print(a is None)
print(a == None)
print(a is b)
print(a == b)
Mutable and immutable objects
可变和不可变对象的讨论在之前传参的讨论中已提到过。书中建议尽量避免频繁修改可变对象。
Scalar Types
数字、字符串、布尔值和时间日期，这些单值通常被称为标量类型。包括 int、float、bool、bytes、str 和 None。
Numeric types
数字类型包括 int 和 float。
Strings
字符串是非常常用的对象类型，并且是不可改变的。\ 是转义字符，如果希望转义字符正常打印可以使用 r'\'。
代码例子
print('你\n好')
print(r'你\n好')
字符串对象有一个方法 str.format() 可以用于格式化字符串并替换到特定位置。
代码例子
a = '你好，我{0:d}岁了，我想买好吃的{1:s}，哦天太贵了￥{2:.2f}'
a.format(30, '黄焖红烧肉饭', 28.789)
可以使用 f' ' 代替 str.format() 方法。
代码例子
a = 30
b = '黄焖锅包肉鱼籽拌饭'
c = 89.639
print(f'我{a}岁了, 想吃{b}，可是太贵了￥{c:.2f}')
表示多行字符串可以使用 ''' ''' 或 """ """。
代码例子
a = '''
你好世界！
嘿嘿世界！
啊，世界！
'''
b = """
生命的意义是什么？
我为什么存在？
我可不可以安乐死？
我好想消失，我一点也不快乐，唉
"""
print(a)
print(b)
字符串方法 str.count() 用于计数特定字符串的出现次数。
代码例子
print(a.count('\n'))
print(b.count('\n'))
字符串方法 str.replace() 可以替换特定字符串并返回新的字符串对象。
代码例子
print(a.replace('\n', '?\n'))
print(b.replace('我', ''))
字符串是 Unicode 字符序列，可以转换为 Lists 或 Tuples 等序列对象类型，从而具备序列对象的属性和方法。
类型转换
make_list = list(a)
make_tuple = tuple(b)
print(make_list)
print(make_tuple)
Bytes and Unicode
Bytes类型和Unicode类型是字符串类型。旧版本的Python通过字节处理字符串，新版本有了 Unicode 字符串类型，处理 ASCII 和非 ASCII 文本。
代码例子
a = '刘栋19950828'
print(a, type(a))
a = a.encode('gb2312') # 转为 gb2312 编码字节序列
print(a, type(a))
a = a.decode('gb2312') # 将 gb2312 字节序列还原为字符
print(a, type(a))
Booleans
布尔类型在自学 python学习之路☞5.运算符和表达式 时都练习过。
Type casting
类型强转在自学 python学习之路☞3.变量 时都练习过。
None
空类型在比较运算符 is 和 == 之间的不同时提到过，None 只有一个实例。书中提到，None 也是常见的函数传参默认值，如 def function(a, b=None):。
Dates and times
datetime 模块提供 datetime、date 和 time 类型，datetime 是 date 和 time 对象的结合体。
datetime 实例化方法
from datetime import datetime, date, time # 导入模块
dt = datetime(2024, 11, 28, 18, 37, 10, 100000) # 年 月 日 时 分 秒 毫秒
print(f'{dt.year}-{dt.month}-{dt.day} {dt.hour}:{dt.minute}:{dt.second}.{dt.microsecond}') # 年-月-日 时:分:秒:毫秒
print(dt.date()) # 获取日期
print(dt.time()) # 获取时间
datetime 格式化方法
a = dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f')
print(a, type(a))
a = datetime.strptime('2024-11-28 18:37:10.010000', '%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f')
print(a, type(a))
datetime 对象替换方法
datetime 对象是不可改变的类型，有一个方法 datetime_obj.replace() 可以替换时间日期任意一部分时间，并返回一个新的 datetime 对象，不会影响原始 datetime 对象。
print(a, type(a)) # 原始对象
b = dt.replace(year=2023, month=12, day=31, hour=12, minute=13, second=14, microsecond=15000) # 替换方法
print(b, type(b)) # 替换结果
print(a, type(a)) # 原始对象没变
datetime 对象之间的减运算
c = a - b # 两个 datetime 对象减法运算会产生 datetime.timedelta 对象
print(c, type(c))
d = b - c # datetime.timedelta 和 datetime 对象进行加减法运算会产生 datetime 对象
print(d, type(d))
Control Flow
流程控制中的分支结构和循环结构已经练习过，书中没有特别需要注意的内容。关键字 continue、break 和 return 在分支结构和循环结构里十分有用。
if, elif, and else
在自学 python学习之路☞6.分支结构 if 时练习过。书中提到了一个链式比较 1 < 2 <= 3 < 4 == 4，相当于 1 < 2 and 2 <= 3 and 3 < 4 and 4 == 4。
代码
1 < 2 <= 3 < 4 == 4
for loops
在自学 python学习之路☞8.循环结构 for 时练习过。
while loops
在自学 python学习之路☞13.循环结构 while 时练习过。
Pass
pass 关键字是不执行任何操作，用于为未完成的代码占一个位置，执行时不会报错。
Range
range 内置函数可以生成等间距的数字序列，是个很常用的内置函数。