1.3 Python语言基础
本节简要介绍Python 3的基本语法，主要包括后续章节所需使用的特性。
1.3.1 常用数据类型
Python内置的常用数据类型有字符串、布尔量、元组、列表和字典。
数字（Number）包括整数、浮点数和复数类型，使用方法类似于数学计算。布尔值（Bool）有固定的表示，True表示真，False表示假。
下面重点介绍数据分析中常用的字符串、元组、列表和字典数据类型。
1．字符串（string）
字符串是由一系列字符组成的数据类型，使用一对单引号'、双引号"或三引号'''表示。字符串变量的值不可以修改，任何类型的变量都可以使用内置函数str()转换为字符串。
Python内置了字符串常用函数，支持字符串查找、替换、比较等功能。
2．元组（tuple）和列表（list）
元组和列表是有序的元素序列，具有相同的索引方式，每个元素可以是任意类型的数据。不同的是，元组的数据不可修改，列表数据可以修改。
元组使用一对（）将所有元素括起来，元素的数据类型可以不同，如（'Wang'，32，1.67），元素本身也可以是元组。元组中的元素使用变量名[索引]来表示，索引范围[0, n-1]或[-n, -1]，如图1-9所示，其中n为元素个数（也称为元组长度）。
图1-9 序列的索引
实际上字符串可以看作元组的特例，每个元素必须是字符的元组。
列表采用一对[]表示，是最灵活的序列表示形式，用来存储值需要变化的数据序列。
3．字典（dictionary）
字典是由一组“键-值对”元素组成的无序集合，字典元素的“键”具有唯一性。键和值通过冒号连接，不同键值对通过逗号隔开，如{'Wang':1.89, 'Li':1.76}。通过“键”，可以找到与之关联的“值”。
字典数据可以通过“键”方便地添加、删除和修改。
1.3.2 流程控制
1．程序格式
Python采用严格的“缩进”来表示代码的层次关系，且只能通过“缩进”表示，如图1-10所示。要求同一段程序内，每个层次“缩进”采用的空格数一致，否则判定为语法错误。
图1-10 “缩进”表示代码层次关系
2．注释
Python的注释语句有两种形式：单行注释以“#”开头，多行注释用一组"""括起来。
3．输入和输出语句
Python使用input语句将键盘输入以单个字符串保存变量，print语句实现屏幕显示。
4．分支结构
Python支持单分支结构、双分支结构和多分支结构，基本格式如下。
代码依次计算if、elif后面的表达式，执行第一个结果为真的表达式对应的分支语句。如果没有任何一个表达式结果为真，则执行else对应的语句。
5．循环结构
Python提供两种循环语句，for和while。
1）for循环在循环代码重复运行过程中，循环变量根据给定的序列依次赋值。
代码for语句循环5次，变量i依次被赋值1、3、5、7、9，并被累加到变量s上。循环结束后，s的值为25。
通常可以使用range（start，end，step）函数生成指定的数字序列，函数按照步长step在范围[start，end-1]内生成等差序列，start默认为0,step默认为1。
代码依次输出整数0、2、4、6、8。
2）while语句判断表达式的结果，如果为True继续循环，否则中止。
程序判断用户输入的内容是否为空字符串，为空则循环中止，否则计算累加和并等待再次输入。
1.3.3 函数和方法库
1．Python内置函数
Python提供大量的内置函数，无须说明，可直接使用。如input函数、range函数等，但大部分的第三方库（library）或包（package）并没有被加载到解释器中，因此在使用时需要先导入，Python提供3种导入形式。
1）直接导入整个方法库或包，调用时需要加上包名。
2）导入方法库中某个函数，调用时直接使用函数名。
3）导入方法库中某个类或函数并重命名，调用时使用临时替代名。
2．Python自定义函数
Python使用关键字def定义函数，函数定义时，变量类型无须说明，同时可以在参数列表的最后定义多个带有默认值的参数。函数调用时，具有默认值的形参，可以不传实参。
思考与练习
1．查阅资料，编写Python代码实现列表和字典元素的遍历输出。
2．使用Jupyter Notebook，将练习1的程序保存在.ipynb文件中。