CC 专用🐍Python入门到入院旅行指南

Science is a differential equation.
Religion is a boundary condition.

本教程仅可爱的CC可解锁，入门级别，重在实践实践！

如果有疑问，可随时联系Dingding

基本概念介绍

什么是计算机？

计算机，其实也就是通过若干逻辑门所拼凑出来的一个实体机器(这个定义在真正的人工智能到来之前，没有伦理问题)。人类可以通过电流脉冲来让机器按照预想的方式运作，为人类更好地服务，从而解放人类社会的生产力。

计算机里，比较重要的几个组件是，CPU(中央处理器)，硬盘(ROM), 内存(RAM)。大多数情况下，一个程序运行的逻辑是这样的：程序代码存储在硬盘里，系统将需要执行的代码以及数据导入至内存中，然后再由CPU执行运算，等待返回结果即可。😊

什么是Python，优点是什么捏？

Python是一门高级脚本语言。什么是“高级”呢？直观理解便是，Python的语法更偏向人类的沟通方式(这也是它之所以成为最受欢迎的编程语言的一个主要原因之一)，而像其他的语言，比如C, C++, Fortran等，更偏向机器，对人类而言可读性上就比较差了。

除上述可读性这个优点，由于使用的人数众多，社区发达，所以Python可以干几乎你现在能想到的任何事。处理Excel表格，自动收发邮件，编写网页，从海量网页里自动收集数据，机器学习，人工智能，甚至还可以帮你自动回复微信来应付老板🤣等等等。

什么是编译器，编辑器？

就像上面所说，Python的代码虽然是编程代码，但是其实还是给“人”看的，不是给机器看的😥，机器只能读懂二进制代码（1001010010101这样一个1一个圈圈这种），所以我们还需要一个“翻译”，将Python这种给CC看的代码，翻译给你苦命的电脑💻哈哈，而这个“翻译”，就是编译器(Compiler)了。

咱们有了这名靠谱的“翻译官”之后，另外一个问题就来了，我们应该怎么去编写代码呢？我们此时便需要有一个记录代码的“工具仔”来编写代码，就是所谓的编辑器(Editor)。其实你甚至可以使用windows自带的txt文本文档去写代码，但是这样的话就会很不方便，因为其：①没有语法高亮，如下图，同样一段代码，一个是txt文本文档的效果：

一个是拥有高亮功能的高亮编辑器的效果：

这就是所谓的语法高亮啦，简单来说，就是可以帮助你在茫茫码海中快速甄别你中意的对象~

那么除了语法高亮，一个优秀的编辑器还应当具备②代码自动补全，这个功能。比方说上面的代码里，print是Python里面的指令，如果你在txt文本文档里，你需要用手辛苦地把这五个字母全部键入才可；但是在拥有代码自动补全的编辑器里，你甚至只需要键入pr，它就会很聪明地提示你剩下的东东，这样就可以让你可爱的手好好休息休息，解放生产力✌️

环境搭建

解释过上面的诸多概念之后，我们需要搭建你电脑上的环境啦，我们需要下载安装“翻译”编译器，以及记录代码的“工具仔”编辑器。

编译器下载与安装(Anaconda)

Python的编译器其实非常小，我记得大概只有不到10MB，但是其只包含了一些最基本的函数和功能包。往往在我们现实工程里，这些基础的包不太够用，需要我们去手动下载所需要的包（比方说，你想画图就需要下载一个画图的包叫matplotlib；CC若想处理Excel表格那么就需要用到pandas这个包，也需要自己手动下载）。手动下载是不是觉得很烦哈哈😄，好消息是这里有一劳永逸的解决办法：那就是下载Anaconda这个集成了几乎所有我们会用到的包的一个Python集合版本（实际上，Python英文意为蟒蛇，Anaconda是大蟒蛇哈哈，这你就懂了吧✌）。

下载

Anaconda的官方网站：点我点我🙋‍

进去后点右手边的“Download”，喝杯茶等待等待即可~安装包的大小大概是600MB左右。

安装

安装就很简单啦，Next-->Install for: Just me is ok-->选择一个你心仪的位置安装此Anaconda，然后！重点来了：如下图我选的两项，一定要勾选"Add Anaconda3 to my PATH environment variable":

然后点击“Install”就可以啦，耐心等待一阵~若出现如下图：

恭喜CC，翻译官已经到位啦✌

编辑器安装与配置

下载与安装

编辑器这里我推荐使用Microsoft的VScode studio，配置简单，功能强大，基本可以满足一个程序员的所有需求！

下载地址：点我点我🙋‍

在该网页里点左边的Windows下载按钮即可，其会过几秒种，然后浏览器便会自己开始下载啦~

下载完之后安装即可，下面这一页可以跟我选择一样：

然后耐心等待下，就大功告成了✌

配置

下面教CC如何让“翻译官”和打代码的“工具仔”联动在一起！

当你打开VScode后，会发现界面全都是英文的😔，如果你英文还不错，那么可以跳过下面的这一汉化教程~

编辑器的汉化

使用快捷键组合【Ctrl+Shift+p】，在搜索框中输入“configure display language”，然后选择中文；
VScode会开始下载中文语言包，下载完成或按照其提示的(如下图)，点击Restart重启

Congradulations! 再次打开，如下图，你就会发现是中文界面啦😄

CC记得选择自己喜欢的主题噢，好看的主题会让人写代码的时候心情愉悦~我这里就先选深色了。

下面就要开始配置啦！

① 点击左上角“文件”，然后新建一个文本文件；

② 在弹出来的新界面里，如下图，点击“选择语言”，然后选择“python”

③ 此时注意看右下角，如下图，是否出现了“base: conda”的字样(该提示便是告知你，此时VScode已经连接到了CC前面安装的Anaconda啦，3.8.8是版本号，那个没关系，我这个安装的比较早了所以可能和你的不一样，不影响😄)

如果目前为止你一切按照我前面所说来操作，那么配置已经完成啦。如果没出现这个😔，那么需要手动选择了，到时候直接问我就可以~

另外，为了让你增加成功率，我录制了一个视频，是该环境搭建过程的，CC可以参考参考噢。视频连接：点我点我🙋‍

咳咳咳，到目前为止，环境基本上就已经搭建完成了！！下面我们写一段代码来测试测试~


x
import numpy as np
import pandas as pd

print("What a nice day")
print("My name is Dingding")
print("Its my pleasure to meet CC")
print("CC is so wonderful~")
print("CC is so cute~")

几乎所有的编程语言在执行上，都是自上而下的顺序。执行该代码前记得先保存一下噢，python的代码后缀名是.py结尾~ 下面我来解释一下上面的代码：

前面两行import，指的是将包"numpy"导入到此程序，并且缩写为"np"（省事儿嘛😄）；第二行显而易见，就是导入包"pandas"并且缩写为"pd"。这两行只是测试CC是否成功联动了VScode和Anaconda，因为这两个包如果没有成功联动Anaconda的话，是没有的，程序就会报错🤯；除此之外，这两行在程序里一点用都没了😔。
剩下的几行，用到了Python里一个最基本的函数print，意为将某某信息打印输出至屏幕上。这里很显然啦，我打印了五句话："What a nice day. My name is Dingding. Its my pleasure to meet CC. CC is so wonderful~ CC is so cute~"。print函数需要配合后续的括号来进行使用(语法)！！至于括号里需要打印的东东为什么带双引号，这也是语法，因为我们打印的东西类型是字符串，是需要套双引号的噢。如果CC想一次在一个print里输出多个信息，那么它们需要被英文逗号隔开噢；如果是Python里面所赋予的变量，就不需要双引号啦。详情请看下方的另外一个小测试的例子😊

好啦，解释完了，现在按快捷键【Ctrl+F5】，即可执行该代码。如果一些正常，那么你会得到和我下图一样的结果✌✌：

再来一个小测试，CC请仔细阅读下面的代码，并回答，执行程序之后，屏幕上会出现什么信息呢🤔？


xxxxxxxxxx
cutest_girl="CC"

print("I asked the god,")
print("who is the cutest girl in this world?")
print("The god said, she is",cutest_girl)

看见了嘛~上面代码最后一行，那个英文的逗号，便是在一个print里面输出了两个信息，一个是“The god said, she is”，还有一个就是变量cutest_girl所代表的那个人了😄

至此，测试结束，让我们开始实践吧！

实践1：利用Python计算1累加至100的值

任务说明：我们想要计算，0+1+2+3+4+....+100的值，用公式表示为下式：

\begin{matrix} (1) & \sum_{i = 0}^{100} i \end{matrix}

思路上来说呢，其实很简单啦，我们需要首先设置一个用来存储这个最终累加结果的变量，命名为"summ"，让其在一开始的时候值为0(即没有累加)，然后写一个循环，循环100次，每次让这个summ+该次数所对应的值就好啦✌。

比方说，

第1次循环: summ=0+1
第2次循环: summ=(上一个summ)+2
....
第100次循环: summ=(第99次循环时候的summ)+100

所以呀，我们的核心便是：

\begin{matrix} (2) & s u m m_{n o w} = s u m m_{p r e} + c o u n t \end{matrix}

$summ_{now}$ $summ$ $summ_{pre}$ $count$ 则为此次循环我们需要叠加的数字大小。

这里我们使用python里的for循环来实现，注意观察CC，for循环结尾处需要有冒号噢，这是python的语法之一。详情请看代码：


xxxxxxxxxx
summ = 0
for i in range(101):  
    summ = summ + i
    i= i+1

print("CC，我算出来1一直加到100的值是多少啦：",summ)

上述代码解释：

第1行：即是初始化summ，使其为0，即没有叠加的状态~

第2行：开始循环啦，该意思为“当 i 小于101时，执行循环”。

这个过程，其实很好理解啦：

第1次循环,

summ=0, i=0
然后执行第3行的叠加: summ = 0 + 0
然后第4行: i=0+1=1

这样的话，第2次循环时候，

summ=0, i=1
然后执行第3行的叠加: summ=0+1
然后第四行: i=1+1=2

那么不难想象，第3次循环将会是:

summ=1, i=2
然后执行第3行的叠加: summ=1+2
然后第四行: i=2+1=3

..... and so on~ 😄就可以实现summ=1+2+3+4+5+6+....+100啦

代码逐行分析完了，你有没有发现一个很有意思的现象，就是为什么上面的代码没有全部向左对其呢😢实际上这也是python的语法要求，即有个概念叫“缩进”。这便是让python明白你代码的逻辑，这里你会发现第一行，第二行以及最后一行都是左对齐写的，而唯独第3、第4行是空了4个空格写的，这是因为第二行for开启了循环语法，而第2、3行均属于循环体内，程序要快速识别逻辑关系，所以会检索代码对其的情况，所以要进行“缩进”，不知道我有没有讲明白😊

一个优秀的代码看起来会是赏心悦目的，逻辑清晰一目了然~

实际上，正如前面所讲，python是一个高级编程语言，像用于判断循环次数的因子"i"，我们不需要手动写进循环(意思就是没必要加i=i+1这一项啦)，这样会给我们节省不少时间，当然写了也不会影响结果啦，系统也还是会认的。

只要你把这个逻辑在脑袋瓜中捋清楚，不要混乱，编程将会变得很简单✌

实践2：Python 使用pandas包处理Excel数据实践

现在要来一点硬核的啦😊

比方说，我们有一个Excel表格，里面有一个班26个同学，姓名分别是AA, BB, CC, DD ...... ZZ，该表格包含了六列，分别是：

姓名，可爱程度，幸运程度1，幸运程度2，幸运程度3，幸运程度4

我们现在有三个任务来帮助你快速上手:

找到26位同学里可爱程度最高的那位；
计算全班同学可爱程度的平均值；
根据四个幸运程度求出平均值，并找到该平均值最低的那位老倒霉蛋

表格内容如下图所示：

接下来我将在代码里给你做详细的注释，所谓注释就是解释每一行是干嘛的，在python里，注释便是前面带一个#号的~

本次实践，我将展示两种方式，一种是比较困难的，需要运用到严谨地逻辑分析，去编写循环来实现；还有一种是直接使用python里著名的数值计算包numpy实现。

建议CC先看简单版本的，其名称为ez.py，当看明白之后呢，可以尝试理解一下困难版本的，其名称为hard.py。

一字一句都是亲手打的，还望CC耐心慢慢理解~

实践2所有数据下载地址：点我点我🙋‍

实践3：利用Python计算生日碰撞问题

我的C宝，很久未见啦哈哈，丁丁这里为你更新我们新的一个实践作业。

在本次作业开始前，你丁将会给你先介绍Python里的条件判断语法if语句。if语句的格式是这样的：

if <条件1>:
(tab)内容1
elif <条件2>:
(tab)内容2
else:
(tab)内容3...

是不是觉得有点抽象哈哈哈😄，我CC看下面的代码例子就会一下就明白啦：


xxxxxxxxxx
a = 1.0
b = 2.0
if a<b:
    print("a is less than b.")
elif a>b:
    print("a is greater than b")
else:
    print("a equals to b")

显而易见，上面的程序如果执行的话，会输出"a is less than b"，因为浮点数1.0(a)肯定比浮点数2.0(b)小啦。上面的代码，其实丁丁写的比较啰嗦，主要是为了跟上方if语句的格式保持一致啦~

其实上方代码例子里，逻辑判断只有这三种情况：①a比b小 ②a比b大 ③a等于b

所以呀，如果我们只需要判断a是否比b小(情况①)，而其他情况不用细分(情况②③)，那么代码就可以简化为：


xxxxxxxxxx
a = 1.0
b = 2.0
if a<b:
    print("a is less than b.")
else:
    print("a is greater than or equal to b")

除此之外呢，为了我C能够顺利完成本次实践作业，丁丁这里再给CC带来一个小例子：

用for循环打印0,1,2,3,4....,100, 但当打印的数字比5大的时候，终止循环

其实很简单啦，我CC应该大概知道怎么写了吧哈哈😄且看下方代码：


xxxxxxxxxx
for i in range(101):
    print(i)
    if i>5:
        break

执行结果如图所示：

这里的break语句，便是用来跳出(终止)循环的啦，这也很浅显易懂啦，这个词本身就是有点类似stop的意思啦~

好啦到目前为止，完成本次作业的所需知识储备已经足够，现在开始布置本次作业🤭

本次作业需要先援引之前的一封邮件内容：

还记得这个嘛哈哈~不记得的话请我的CC先提前看一看哦

细心的CC肯定能发现，上方图片里的公式

\begin{matrix} (3) & p (n) = \frac{365}{365} \cdot \frac{364}{365} . . . \frac{365 - n + 1}{365} \end{matrix}

是不是很像一个循环呀哈哈。像这种笨笨的循环，就很适合用我们兢兢业业的计算机去实现啦~

邮件里的内容，丁丁其实告知了CC"班级里两个人生日相同的概率超过50%的最少人数"，答案是23人哦。那么本次的作业：

请CC利用这次实践所学(if判断)，以及之前所学(for循环)，计算出一个班级里最少需要几人，班级里两个人生日相同的概率才会大于97%？

CCC加油冲冲冲鸭哈哈哈 ᶘ ᵒᴥᵒᶅ ❤️

任何事都需要一个过程
Practice makes perfect
加油可爱的CC 💪

Dingding

2022.9.17