作者：尹华杰 博士 & 孙玲 博士
来源：链讲堂
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背景
Python是一种开源的通用编程语言，1980年代后期由Guido van Rossum创建。IPython于2001年由Fernando Perez创建，旨在为Python平台提供一个方便的命令行界面。2011年IPython进一步引入了Notebook。Notebook可在浏览器上运行，为科学计算提供了一个理想的界面，集文本、代码、图像、公式的展现于一体。人们可以在创建的Notebook页面中进行丰富的操作。同时，Notebook提供了一系列的文档转换工具：Markdown、HTML、PDF等等。除了科学计算，Notebook还被用于撰写软件文档、书、文章、课件等等。除了Python，Notebook也支持R、Julia、Ruby等语言。源于Notebook的通用性，IPython的开发者们在2014年给项目起了一个新的名字：Jupyter。Jupyter是一个多语言记事本平台，可以和多种代码执行内核一起工作，而IPython就是Jupyter Notebook的Python内核。
通过安装Anaconda来解决Python和Jupyter Notebook的安装问题
Anaconda是一个开源的Python和R语言的发行版本，用于计算科学（数据科学、机器学习、大数据处理和预测分析）。Anaconda拥有8000多个开源的数据科学和机器学习软件包，可以跨平台使用（Windows、Linux和MacOS）。Anaconda附带包管理器conda，可以有效地在计算机上安装和管理这些包。
Python的安装方式有很多，这里我们通过安装Anaconda来实现。Anaconda自带Jupyter Notebook。当然，电脑需要安装Python之后才能运行Jupyter Notebook。
下载Anaconda
Anaconda可以从它的网页（https://www.anaconda.com/products/distribution ）下载合适的版本。有三点需要注意：1. 电脑的操作系统（Windows，MacOS还是Linux?）；2. 32-bit还是64-bit?（通常情况下选择64-bit，便于处理大型的数据集）；3. Python的版本。根据提示在电脑上安装Anaconda
安装测试
以Mac为例，在Anaconda安装完成后，打开终端，输入python，打开Python控制台，也就是Python的交互模式，Python提示符为>>>，之后可输入命令行。输入python后，你可以看到类似下面的内容：
启动Jupyter Notebook
打开OS终端，输入jupyter notebook，即可打开Jupyter服务器，并在你的浏览器中打开一个新的窗口，即记事本仪表盘（Notebook dashboard），如下图所示:
关闭Jupyter服务器的话，只需在之前打开的OS终端，同时按下Ctrl+C，输入y，进一步确认即可。
点击上图中右侧的“新建”，选择“Python 3”，创建“记事本”，进入记事本用户界面，如下图所示:
Python基础
Hello world
在单元格中输入如下代码：
print('Hello world!')
同时按Shift + Enter键，输出：Hello world!。如下图所示：
计算器
Python可直接作为计算器使用。在单元格中录入表达式，它会给出返回值。 运算符包括：*（乘法），/（除法），+（加法），-（减法），**（求幂）等等。
变量
变量是编程语言中的基本概念，一个变量包含一个名字和一个值。如下是创建一个变量：
变量可以进一步参与计算：
我们也可以同时定义几个变量：
变量可以是不同的数据类型：如整数、小数、字符串和布尔。
注意：Python使用#进行注释，在代码中添加注释便于阅读和理解。
列表
列表（List）是Python中非常重要的内置数据类型。列表包含一系列元素，所有的元素被包含在一对方括号中，元素之间用逗号隔开。列表被创建之后，可以执行添加、删除、修改操作。这里我们创造一个数字列表：
内置函数len()返回列表所含元素个数：
内置函数sum()可计算列表元素之和：
我们可以提取列表中的元素：
注意：列表中的每个元素均会分配一个数字，用以记录位置，我们称之为索引 (Indexes) ，索引值从0开始，依次往后计数。索引值从后往前的话，依次是-1，-2……同样的语法可以用来修改列表元素：
我们可以通过切片操作（slice）从一个列表中获取子列表：
这里，1:3代表一个切片，从元素1（包括）到元素3（不包括），从而得到一个子列表包含原列表中第二和第三个元素。
元组、字典、集合
Python中的常用数据结构还有元组（Tuple）、字典（Dictionary）、集合（Set）。元组与列表类似，不同之处在于元组被创建后就不能对其进行修改。
字典包含键值对,可修改。
集合是一个无序的不重复元素序列，可修改。集合里面的元素不能用索引或键值遍历。
循环
我们可以使用for循环显示列表中的所有元素：
注意：
for num in my_list表示一个临时变量num被创建，它在每一次执行中包含列表中的一个元素值。
for语句最后以：结尾。
print语句前有四个空格，称为缩进。Python支持对列表中的所有元素进行运算操作：
一个新的列表被创建，它含有原列表中所有元素的平方值。
条件性分支
有时我们需要根据某些条件对数据进行处理。比如我们需要显示列表中的偶数，我们可以输入如下的代码：
注意：
if语句紧跟布尔表达式。 如果m和n是两个整数，则模操作数m % n返回m除以n的余数。这里，num % 2的结果为0，是偶数，结果为1，是奇数。 判断相等用双等号 == 表示，而我们在创建变量时使用的赋值运算符是 = 。if语句同样以：结尾。 在Python中，我们可以选择性地提取列表中具备某种特性的数据。以下代码用于创建一个子列表，包含原列表中的偶数元素。
函数
Python中函数的应用非常广泛，上文中已经提到多个函数，比如print()、sum()、len() 函数等等，这些都是Python的内置函数，可以直接使用。 除了内置函数外，Python还支持自定义函数，即将一段可重复使用的代码定义成函数。以下代码定义了一个函数，判断输入的整数是否为偶数。
注意：
函数代码块以def关键词开头，后接函数名。
函数名后跟圆括号()，括号中一个或多个变量名称称为参数。这些是函数的输入。这里是一个参数，命名为number。
函数内容以冒号起始，并且缩进。
函数的返回值用return语句返回。
函数定义完之后，可以不断调用。
