Python基础知识

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一、笔记

1.基础篇

首先我们先来了解python相关的基础知识，主要是以下四个内容：

Python(Miniconda)的安装

Python基础语法

Numpy基础(选修)

vscode 远程连接 internstudio开发机打断点调试 python 程序

Python(Miniconda)的安装

miniconda和conda都是一个开源的软件包管理系统，主要安装多个版本的软件包和依赖关系，并且可以轻松切换。miniconda更具轻量级，安装速度更快，占用空间更少，它只包含Conda包和Python解释器，没有预装科学计算包。

常用命令

conda list：列出当前conda环境所链接的软件包。

conda create：创建一个新的conda环境。例如，conda create -n myenv python=3.8会创建一个名为myenv的新环境，并指定Python版本为3.8。

conda activate：激活一个已存在的conda环境。

conda deactivate：退出当前激活的环境。

conda install：在当前激活的环境中安装包。

conda update：更新包或conda本身到最新版本。

conda remove：从当前环境中卸载包。

conda env list：显示所有已创建的环境。

Conda不仅为Python程序创建，也可以打包和分发其他软件，并且支持多种编程语言，包括**Python、R、Ruby、Lua、Scala、Java、JavaScript、C/C++**等。它被广泛用于数据分析、科学计算和机器学习领域，提供了简单而强大的工具来创建、部署和维护这些领域所需的环境。总的来说，Conda是一个在数据分析和软件开发领域非常有用的工具，特别是当需要管理多个项目和不同版本的依赖时，Conda可以大大简化环境和依赖管理的复杂性。

下载miniconda

miniconda和anaconda都可以通过官网下载，也可以去清华源下载。

清华源miniconda下载链接: Index of /anaconda/miniconda/ | 清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror(建议选择python3.9以上的版本，比如Miniconda3-py310_24.5.0)

windows可以通过图形化的安装程序直接完成安装记得在最后一步把miniconda加入环境变量，python的包管理pip与conda的源服务器均在境外，安装包的时候常常会碰到下载慢的情况。这时我们可以把pip与conda的源替换为国内的镜像，下面我们将刚刚安装好的环境替换为清华源。我们需要进入命令行开始进行换源，Windows可以直接打开miniconda powershell promt，首先将pip替换为清华源，只需要一条命令。

pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

给conda替换成清华源。各系统都可以通过修改用户目录下的 .condarc 文件来修改镜像源。Windows 用户无法直接创建名为 .condarc 的文件，可先执行 conda config --set show_channel_urls yes 生成该文件之后再修改。在用户目录找到.condarc 文件后，使用文本编辑器打开，将下面的内容复制进去并保存。

 channels:   - defaults show_channel_urls: true default_channels:   
 - https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/main   
 - https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/r   
 - https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/msys2 custom_channels:   
 conda-forge: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud   
 msys2: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud   
 bioconda: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud   
 menpo: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud   
 pytorch: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud   
 pytorch-lts: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud   
 simpleitk: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud   
 deepmodeling: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud/

接着在命令行中运行 conda clean -i 清除索引缓存，保证用的是镜像站提供的索引。

创建一个python联系的Conda虚拟环境

conda create -n python-tutorial python=3.10 
conda activate python-tutorial  
pip install jupyter lab 
pip install numpy

激活环境和启动Jupyter

conda activate python-tutorial         
jupyter lab

使用Vscode连接开发机然后进行python debug

VScode下载地址：Visual Studio Code - Code Editing. Redefined

VSCode是由微软开发一款轻量级但功能强大的代码编辑器，开源且完全免费。它拥有丰富的插件生态系统、跨平台支持、以及内置的Git控制功能，为开发者提供了高效便捷的编码体验。

debug就是代码执行不按预期运行，可以在程序中设置断点一行一行的运行代码，观察程序中变量传值的变化，找出错误并修改。

打开Vscode后，有个插件图标，点开后，输入“Remote-SSH”，安装这个插件，然后进入remote explorer（就是插件图片下面一个图标），在ssh目录下创建一个ssh连接，用来连接开发机的，这里过程有任何疑问直接私我吧。

然后就是跟着步骤一步一步执行，本地c盘配置文件（C:\\User\xxx\.ssh\config），然后就是去复制开发机的"SSH连接"的命令和密码，开发机类型选择linux即可。

然后记得安装下python debug调试插件，后面会用到的，然后就是你安装后的vscode上方打开-新建终端（Terminal终端）。

这里还有一个小技巧就是在vscode使用命令行进行debug，vscode也支持通过remote的方法连接我们在命令行中发起的debug server。首先我们要配置一下debug的config。还是点击VSCode侧边栏的“Run and Debug”（运行和调试)，单击"create a lauch.json file"，选择debugger时选择python debuger。选择debug config时选择remote attach就行，随后会让我们选择debug server的地址，因为我们是在本地debug，所以全都保持默认直接回车就可以了，也就是我们的server地址为localhost:5678。

debug命令行

现在vscode已经准备就绪，让我们来看看如何在命令行中发起debug。如果没有安装debugpy的话可以先通过pip install debugpy安装一下。

pip install debugpy
python -m debugpy --listen 5678 --wait-for-client ./myscript.py

然后就是在脚本代码中设置断点了，左边我们在”VARIABLES“变量中看到我们设置断点的地方变量的值的变化，这里也可以简化一下命令，在linux系统中，可以对 ~/.bashrc 文件中添加以下命令

alias pyd='python -m debugpy --wait-for-client --listen 5678'

然后执行

source ~/.bashrc

这样之后使用 pyd 命令(你可以自己命名) 替代 python 就能在命令行中起debug了，之前的debug命令就变成了

pyd ./myscript.py

windows可以在powershell中操作，这里就不详细说明了，具体请参考训练营提供的教程。

这里开始直接完成作业了，其实在本地idea（Pycharm或Vscode工具连接开发机）写一个wordcount.py即可，作业主要目的也是为了让同学们熟悉Python工具和插件的使用。

这里我直接附上wordcounty.py的代码：

import string


def wordcount(text):
    # 替换掉文本中的标点符号（用translate方法更加高效率一点，一次性地移除所有指定的字符）
    translator = str.maketrans('', '', string.punctuation)
    text = text.translate(translator)
    # # for循环将标点符号逐个替换为空格，效率较低
    # for char in string.punctuation:
    #     text = text.replace(char, ' ')
    # 将单词转换成小写，并分割成单词列表
    words = text.lower().split()
    # 创建一个字典来统计单词频率，保持文本中的顺序
    word_counts = {}
    for word in words:
        if word in word_counts:
            word_counts[word] += 1
        else:
            word_counts[word] = 1

    return word_counts


# 测试函数
input_text = """
Hello world!  
This is an example.  
Word count is fun.  
Is it fun to count words?  
Yes, it is fun!
"""
print(wordcount(input_text))