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Python语言类库丰富，高中信息技术必修1也出现了不少模块和函数，需要同学们掌握。
一、第三章 算法的程序实现
3.1 用计算机编程解决问题的一般过程
①P67 turtle模块
不需要安装，需要导入。
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| t=turtle.Pen() | 返回或设置画笔的属性 |
| t.forward(distance) | 海龟前进 distance 指定的距离，方向为海龟的朝向。 |
| t.left(angle) | 海龟左转 angle 个单位。(单位默认为角度) |
| t.bgcolor() | 海龟背景颜色 |
| t.pencolor() | 返回或设置画笔颜色 |
| t.circle(radius) | 绘制一个 radius 指定半径的圆，圆心在海龟左边 radius 个单位。 |
注意：
- forward常常被缩写为fd，与前进forward对应的为后退back(distance)，可以缩写为bk。
- left为左转，对应的为右转right(distance)。
- bgcolor()等在P89思考与练习中出现。
3.2 Python语言程序设计
①P75 内建函数
不需要安装，不需要导入。
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| print(x) | 输出x的值 |
| input([prompt]) | 获取用户输入 |
| int(object) | 将字符串和数字转换成整形 |
| float(object) | 将字符串和数字转换成实型 |
| abs(x) | 返回x的绝对值 |
| help() | 提供交互式帮助 |
| len(seq) | 返回序列的长度 |
| str(x) | 将x转换成字符串 |
| chr(x) | 返回x对应的字符 |
| ord(x) | 返回x对应的ASCII值 |
| round(x[,n]) | 对x进行四舍五入(如果给定n，就将数x转换为小数点后有n位的数) |
| max(s,[,args...]) | 返回序列的最大值(如果给定多个参数，则返回给定参数中的最大值) |
| min(s,[,args...]) | 返回序列的最大值(如果给定多个参数，则返回给定参数中的最小值) |
②P85 math模块
不需要安装，需要导入。
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| math.e | 自然常数e |
| math.PI | 圆周率PI |
| math.ceil(x) | 对x向上取整，比如x=1.2，返回2 |
| math.floor(x) | 对x向下取整，比如x=1.2，返回1 |
| math.pow(x,y) | 指数运算，得到x的y次方 |
| math.log(x) | 对数运算，默认基底为e |
| math.sin(x) | 正弦函数 |
| math.cos(x) | 余弦函数 |
| math.tan(x) | 正切函数 |
| math.degrees(x) | 弧度转换为角度 |
| math.radians(x) | 角度转换为弧度 |
③P86 random模块
不需要安装，需要导入。
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| ramdom.ramdom() | 随机生成一个[0,1)范围内的实数 |
| ramdom.uniform(a,b) | 随机生成一个[a,b]范围内的实数 |
| ramdom.randint(a,b) | 随机生成一个[a,b]范围内的整数 |
| ramdom.choice(seq) | 从序列的元素中随机挑选一个元素 比如ramdom.choice(range(10)),从0到9中随机挑选一个整数 |
| ramdom.sample(seq,k) | 从序列中随机挑选k个元素 |
| ramdom.shuffle(seq) | 将序列的所有元素随机排序 |
④P86 Image模块
需要安装，需要导入。
安装命令为"pip install pillow"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源
Image对象
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| im=Image.open("school.jpg") | 打开school.jpg文件 |
| im.format | 获取图像文件格式 |
| im.size | 获取图像尺寸大小(以像素为单位表示图像的宽度和高度) |
| im.mode | 获取图像的颜色模式 |
| im.rotate(45).show() | 将图像旋转45°后显示 |
| im.convert('L') | 转为灰度图像 |
| pix=im.load() | 加载对象，返回一个可访问的图像对象 |
| pix[x,y] | 获取x,y这个点像素颜色值。书中获得的为多通道的RGB值 |
| im.getpixel(x,y) | 获取x,y这个点像素颜色值。书中获得的为多通道的RGB值 |
| im.resize((width, height)) | 调整图像大小 |
注意：
- pix=im.load()和pix[x,y]在3.3简单算法及其程序实现 P95中出现。
- im.getpixel(x,y)和im.resize((width, height))在P99实践与体验中出现。
3.3简单算法及其程序实现
P93 ①拓展链接 文件读写
不需要安装，不需要导入。
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| f=open('test.txt',mode) | 以指定读写方式打开test.txt |
| f.read(size) | 读取文件内容 |
| f.readline() | 读取一行 |
| f.readlines() | 读取读取所有行，并返回列表 |
| f.write("Hello, world!") | 写入Hello, world! |
| f.close() | 关闭文件 |
注意：
- 读写模式mode有'r'读模式、'w'写入模式(之前的会丢失)、'r+'同时允许读和写等。
- 只有调用colse()方法时，操作系统才会把内存中待写入的数据全部写入磁盘。
二、第四章 数据处理与应用
4.2 大数据处理
①P120 pandas 模块
需要安装，需要导入。
安装命令为"pip install pandas"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源
Series对象(一维)常用属性
| 属性 | 说明 |
|---|---|
| index | Series的下标索引，其值默认是从0起递增的整数 |
| values | 存放Series值的一个数组 |
可以用使用read_excel()函数获取Excel文件创建DataFrame对象，也可以使用to_excel()函数创建Excel文件保存数据。
DataFrame对象(二维)常用属性
| 属性 | 说明 |
|---|---|
| index | DataFrame的行索引 |
| columns | 存放各列的列标题 |
| values | 存放值的二维数据 |
| T | 行列转置 |
DataFrame常用函数
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| count() | 返回非空（NaN）数据项的数量 |
| sum()、mean() | 求和、求平均值，通过axis=0/1确定行列 |
| max()、min() | 返回最大、最小值 |
| describe() | 返回各列的基本描述统计值，包含计数、平均数、标准差、最大值、最小值及4分位差 |
| head()、tail() | 返回DataFrame的前n个、后n个数据记录 |
| groupby() | 对各列或各行中的数据进行分组，然后可对其中每一组数据进行不同的操作 |
| sort_values() | 排序，通过axis=0/1确定行列 |
| drop() | 删除数据，通过axis=0/1确定行列 |
| append() | 在指定元素的结尾插入内容 |
| insert() | 在指定位置插入列 |
| rename() | 修改列名或者索引 |
| concat() | 合并DataFrame对象 |
| set_value() | 根据行标签和列标签设置单个值 |
| plot() | 绘图 |
②P124 matplotlib 模块
需要安装，需要导入。
安装命令为"pip install matplotlib"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源
Series对象(一维)常用属性
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| figure() | 创建一个新的图标对象，并设置为当前绘图对象 注：不创建figure对象，直接调用plot等绘图函数进行绘图，matplotlib会自动创建一个figure对象 |
| plot() | 绘制线形图 |
| bar() | 绘制垂直柱形图 |
| barth() | 绘制水平柱形图 |
| scatter() | 绘制散点图 |
| title() | 设置图表的标题 |
| xlim()、ylim() | 数字X、Y轴的取值范围 |
| xlabel()、ylabel() | 设置X、Y轴的标签 |
| legend | 显示图例 |
| show() | 显示创建的所有绘图对象 |
| imshow(img,cmap='gray') | 显示灰度图像 |
| axis('off') | 关闭图像坐标 |
| 注意： 1.imshow和axis为P87页实践与体验中出现的。 |
③P125 numpy模块
需要安装(pandas中已包含)，需要导入。
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| x=np.linespace(0,10,1000) | 生成0~10内长度为1000的一维数组 |
| np.sin(x) | 三角函数，x的每个元素都会被求一遍 |
| np.array() | 数组初始化，支持多维数组 |
④P132 实践与体验 wordcloud模块
需要安装，需要导入
安装命令为"pip install wordcloud"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| wc = WordCloud(background_color="white", max_words=6000, mask=pic_mask, stopwords=STOPWORDS,font_path="fonts/simhei.ttf") | 词云对象背景颜色为白色，词云显示的最大单词数量6000，指定词云形状为pic_mask，指定词云的排除词列表(即不显示的单词列表)为wordcloud内的STOPWORDS，字体所在路径为"fonts/simhei.ttf"。 |
| wc.fit_words(wf) | 生成标签云，wf存放词语和及词频 |
⑤P138 思考与练习 jieba模块
需要安装，需要导入
安装命令为"pip install jieba"，若下载太慢请加上"-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"使用清华源
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| jieba.cut(text, cut_all=True) | 全模式分词 |
| jieba.cut(text) | 默认模式分词 |
三、列表和字典的相关函数
列表(List)
序列中的每个元素都分配一个索引，第一个索引是0，第二个索引是1，依次类推。创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| list.append() | 添加列表项到最后 |
| list.index(obj) | 从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置 |
| string.join(list) | 以 string 作为分隔符，将列表中所有的元素合并为一个新的字符串 |
字典(Dictionary)
字典中的每个元素包含两部分内容：键和值。键通常用字符串或数值来表示，值可以是任意类型的数据。键和值两者一一对应，且每个键只能对应一个值。
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| dict.get(key, default=None) | 返回指定键的值，如果值不在字典中返回default值 |
| dict.items() | 以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组 |
| dict.keys() | 以列表返回一个字典所有的键 |