Перевод Напишем и поймем Decision Tree на Python с нуля! Часть 2. Основы Python, необходимые для генерации Decision Tree

2.1 Комментарии обозначаются # или ''' (три одинарные кавычки)

# Комментарийa = 1 # Комментарий ''' Это тоже комментарийb = cc = d'''

2.2 Использование динамической типизации (тип определяется автоматически)

# динамическая типизация переменных# = копирование значения справа налевоi = 1 #  целое число (int)f = 2.1 # число с плавающей запятой (float)s = "a" # строковый тип (string)b = True # логический тип (boolean)l = [0,1,2] # массив,список (array) t = (0,1,2) # кортеж (tuple)d = {"a":0, "b":1} # словарь, ассоциативный массивprint(i,f,s,b,l,t,d)# 1 2.1 a True [0, 1, 2] (0, 1, 2) {'a': 0, 'b': 1}# Когда хотим определить тип, используем typeprint(type(i)) # Вывод <class 'int'># Переменная не сохраняет, а содержит фактическое значение# Это, своего рода, переменная-ссылка, указывающая на местоположение значения# Можно получить идентификатор актуального значения через idprint(id(l)) # 00000000000000 (меняется от исполнения к исполнениюц)l2 = l # Приведу в пример копию массива, где ссылаюсь на 2 его элемента, а фактический массив - 1. print(id(l2)) # 00000000000000 (то же значение, что у вышеуказанного id(l))# Поскольку существует только один фактический массив, кажется, что он был добавлен в массив l, даже если вы добавили элемент со ссылкой на l2.l2.append(1)

2.3 Арифметические операторы (Вычисление и присвоение значений. Результат вычисления, как правило, помещается в переменную)

a = 1 # переменная а соответствует значению 1b = a # b так же соответствует 1 a = 2 # теперь а соответствует 2, но b не изменяетсяa += 1 # значение а увеличивается на 1 (на данном этапе а равно 3)a -= 1 # значение а уменьшается на 1 (на данном этапе а равно 2)a *= 2 # значение а увеличивается в два раза (на данном этапе а равно 4)a /= 3 # значение а составляет  предыдущего значения (на данном этапе а равно 1.3333333333333333)a = 1+2-3*4/5 # Вычисление в следующем порядке: умножение, деление, сложение, вычитание  a равно 0,6. (Однако, если учитывать погрешность, а равно 0.6000000000000001)

2.4 Создание группы программ через отступ

a = 0# Указываем условие выполнения группы программ, обозначенной отступом.# Далее прописываются условия, циклы, функционализация и т.д.if a == 1:    # Строка, которая смещена вправо на такую же величину в левой части строки от этой строки, составляет одну группу программ.    print(1)    print(2)    pass # Указание на конец группы с отступом    # при выполнении условия if выполняется группа программ до строки вышеprint(3) # вывод независимо от значения а, не подпадающий под условие if# вывод 3

2.4.1 Сгруппированным программам даётся контроль над выполнением операций

# Условие, позволяющее программе понять, запускаться или нетif условие :    # program group# Выполнение повторяется только для элементов массива# Элементы массива присваиваются переменной v в прямом порядкеfor v in массив    # program group# Выполнение продолжается только при соблюдении условийwhile условие:    # program group# Тайминг выполнение группы программ определяется позже# (в первую очередь нужно создать группу программ и дать им имена)def имя группы():    # program group    # После выполнения группы программ, возвращаем результат с помощью return    # Или можно вернуться к началу    return# Ниже описан пример с ошибкой# print(2) с измененным отступом будет относиться к другой группе программ# однако, program group 2 не имеет под собой никакого объясненияif a == 1:    # выполнение группы program group 1 регулируется условием if a==1:    print(1)        # в program group 2 нет регулирующей части, поэтому компилятор выдает ошибку.        print(2)

2.4.2 Формулировка условий

a = 1b = 2c = 2# переменные a и b одинаковы, но a и c разныеif a==b and a!=c:    print("отличается только с")# а больше или равно b (включает а=b) или а>c (не включает а=с)elif a>=b or a>c:    print("а больше или равно b или больше с")# не подходит под условия if и elifelse:    print("кроме этого")# выводит "кроме этого"

2.4.2.1 Другой пример написания условий

a = 1b = 2# если а=b, то v=0, если нет, то v=1v = 0 if a==b else 1print(v)# вывод 1 

2.4.3 Формирование циклов (for)

for v in [0,1,2,3]: # Следующая обработка повторяется для элементов [0,1,2,3]в массиве.    # Проходимся по массиву. Элементы массива выводятся через переменную v в прямом поряке   print(v)   pass # Обозначаем конец отступа# вывод 0 1 2 3# Используя enumerate, можно получить индекс и значение массива в итеративном процессе.for i,v in enumerate([5,3,7,8]):    # i - индекс, v - значение элемента    print("(",i,v,")")# вывод ( 0 5 ) ( 1 3 ) ( 2 7 ) ( 3 8 )# С помощью zip два массива могут быть объединены в один и обработаны итеративно.for v0,v1 in zip([1,2,3,4],[5,6,7,8]):    # v0 содержит элементы массива первого аргумента zip, а v1 содержит элементы второго аргумента.    print("(",v0,v1,")")# вывод ( 1 5 ) ( 2 6 ) ( 3 7 ) ( 4 8 )

2.4.4 Цикл while

a = 3# Пока a больше либо равно 0while a>=0:    print(a)    # Уменьшаем значение a на 1    a -= 1# вывод 3 2 1 0

2.4.5 Функции и методы

# Определение функции: Название - function_name, аргументы: param1 и param2, param2 - аргумент по умолчанию# В случае, если аргумент не установлен, при вызове функции его значение будет равно 1 (значению по умолчанию)def function_name(param1,param2=1):    print("p1:",param1,"p2",param2)    # Эта функция возращает сумму аргументов param1 и param2    return param1 + param2# вызов функции (на данном этапе впервые запускается function_name)# значение param1 = 5,  param2 не устанавливается (используется аргумент по умолчанию)v = function_name(5)# вывод (вывод с помощью оператора print в функции function_name) p1: 5 p2 1print("возвращаемое значение",v)()# вывод "возвращаемое значение 6"

2.4.5.1 Лямба-выражение, пример написания функции

# название функции = lambda (входные аргументы) : (возвращаемое значение) - по такому принципу описывается функция.f = lambda x: x*x# Вызов функции происходит так же, как и в примере с defv = f(2)print(v) # отобразится 4

2.5 Преобразование строки в число

si = "1"   #Строкаsf = "2.3" #Строкаi = 4      #Целое число# Преобразовываем целое число i в строку, происходит конкатенация строкprint(str(i)+si)# 41# Обратная ситуация - преобразовываем строку si в целое число(int), происходит арифметическое сложениеprint(i+int(si))# 5# Преобразовываем строку в число с плавающей запятой (float), опять же происходит сложение (число при выводе автоматически заменяется на float)print(i+float(sf))# 6.3

2.6 Массив, список

# Создание массиваa = [1,1,2,3,2]              # a=[1,1,2,3,2]b = [n for n in range(8)]  # b=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]# Ссылка# Отрицательные значения становятся индексами, которые выссчитываются с -1 в качестве последнего элементаv = a[0]  # v=1v = a[-1] # v=2# Добавлениеa += [4]     # a=[1, 1, 2, 3, 2, 4]a.append(5)  # a=[1, 1, 2, 3, 2, 4, 5]# Извлечение (перед выполнением a=[1, 1, 2, 3, 2, 4, 5])v = a.pop(0) # v=1, a=[1, 2, 3, 2, 4, 5]# Вырезание (перед выполнением a=[1, 2, 3, 2, 4, 5])# a[первый индекс: предпоследний индекс]# если индексы не прописывать, а оставить просто a[:], первоначальный индекс автоматически станет  равен 0, последний - количество элементов)c = a[1:3] # c=[2, 3]# Максимумминимум (перед выполнением а= [1, 2, 3, 2, 4, 5])mx,mi = max(a),min(a) # mx=5, mi=1# Среднее значение(mean)Медианное значение(median)Наиболее частое значение(mode)Стандартное отклонение(stdev)Дисперсия(variance)# (перед выполнением a=[1, 2, 3, 2, 4, 5])from statistics import mean,median,mode,stdev,variancev = mean(a) # v=2.8333333333333335v = median(a) # v=2.5v = mode(a) # v=2v = stdev(a) # v=1.4719601443879744v = variance(a) #v=2.1666666666666665# Удаление повторений(перед выполнением a=[1, 2, 3, 2, 4, 5])c = set(a) # c={1, 2, 3, 4, 5}# SortedСоздается новый упорядоченный массив(перед выполнением a=[1, 2, 3, 2, 4, 5])c = sorted(a) # c=[1, 2, 2, 3, 4, 5] (массив a остается без изменений)# Sortупорядочивает элементы массива(перед выполнением a=[1, 2, 3, 2, 4, 5])a.sort()      # a=[1, 2, 2, 3, 4, 5]# Одинаково преобразует все элементы массиваmapping (перед выполнением a=[1, 2, 2, 3, 4, 5])# используем лямбда-выражение x: x+2.Значение элемента x меняется на x+2.# list преобразует вывод функции map в массивc = list(map(lambda x:x+2,a)) #c=[3, 4, 4, 5, 6, 7]# Фильтр(перед выполнением a=[1, 2, 2, 3, 4, 5])# используем лямбда-выражение x: x%2==0# Ищется элемент xкоторый делится на два без остатка. Подходящие элементы образуют новый массивc = list(filter(lambda x:x%2==0,a)) #c=[2, 2, 4]# Из всех элементов массива создается одно значение по заданным условиям# x - изначальное значениеесли запускаем цикл, х - значение первого элемента массива# xi - объект текущей операцииfrom functools import reduce# задаем x+xi, получаем сумму всех элементов массиваперед выполнением a=[1, 2, 2, 3, 4, 5]c = reduce(lambda x,xi:x+xi,a) #c=17# задаем max(xi,x), получаем наибольшее значение среди элементов массиваперед выполнением a=[1, 2, 2, 3, 4, 5]c = reduce(lambda x,xi:max(x,xi),a) #c=5

2.7 Словарь (dictionary)ассоциативный массив

# Создание. Ключи - Родной язык, Математика, Английский язык, а значения - массивыd = {    "Родной язык" : [81, 60, 97, 96],    "Математика" : [80, 78, 75, 96],    "Английский язык" : [76, 85, 65, 88],}print(d)# вывод {'Родной язык': [81, 60, 97, 96], 'Математика': [80, 78, 75, 96], 'Английский язык': [76, 85, 65, 88]}# Инициализация с использованием ford1 = {name:[0,1] for name in ["Родной язык","Математика","Английский язык"]}# вывод {'Родной язык': [0, 1], 'Математика': [0, 1], 'Английский язык': [0, 1]}# Получение значений через указание ключаa = d["Математика"] # a=[80, 78, 75, 96]# Замена значений через укзание ключаПерезаписьd["Английский язык"] = [77, 61, 91, 87] # d["Английский язык"]=[77, 61, 91, 87]# Цикл данныхfor k,v in d.items():    print(k,v)# вывод Родной язык [81, 60, 97, 96] Математика [80, 78, 75, 96] Английский язык [77, 61, 91, 87]# Максимальное значениеМинимальное значениев случае с ключом Родной языкjmx,jmi = max(d["Родной язык"]),min(d["Родной язык"])#print(jmx,jmi)# Находим название предмета с наивысшим средним значениемfrom statistics import mean# В массивах типа словарь при использовании max можно в качестве ключевого аргумента указать функцию, определяющую, среди чего искать максимальное значение# В этом случае лямбда-выражение используется для вычисления среднего значения из аргумента k(значение ключа в словаре)kmx = max(d,key=lambda k:mean(d[k])) # kmx="Родной язык"

2.8 Файловая операция with open

# with, файловая операция# with автоматизирует завершение процессов, требующих запуска и завершения.# Например, файл, открытый с помощью open, необходимо закрыть с помощью вызова функции close # Если использовать with и открыть файл с помощью open, при выходе из диапазона with функция close вызовется автоматически.# mode - r: чтениеw: записьa: дополнительная запись# Возвращаемое значение, которое мы получаем с помощью open, назовем fwith open("09_memo.txt",mode="a") as f:    # Записываем в файл    f.write("\n")# Чтение файлаwith open("09_memo.txt","r") as r:    print(r.read())

2.9 Случайное число random

# Использование случайных чиселimport random# Инициализация генерации случайных чисел# Случайные числа позволяют генерировать одну и ту же последовательность случайных чисел несколько раз для экспериментальной воспроизводимости.# Если аргумент seed указать численно, всегда будет выводиться одно и то же число.random.seed(0)# Генерация случайных чисел больше или равных 0 и меньше 1.print(random.random()) # Вывод 0.8444218515250481# Создает случайные целые числа больше первого аргумента и меньше второго аргумента.print(random.randint(1,3)) # Вывод одного числа из 1,2,3# Произвольно выбирает число из массиваprint(random.choice([0,1,2])) # Вывод одного числа из 0,1,2# Извлечение нескольких данных из массива# Вторым аргументом указывается количества выводимых данныхprint(random.sample([0,1,2],2)) # Выводимый массив [1, 2]# Перемешиваем данные в массиве# Новый массив не создается - данные перемешиваются непосредственно в массиве аa = [0,1,2]random.shuffle(a)print(a) # вывод [0, 2, 1]print(random.sample(a,len(a))) # Для создания нового массива можно использовать sample