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7.2 Python是什么

本节要学习的知识主题是Python是什么。掌握Python对数据分析有很大帮助,基于7.1节费曼学习法提示模板与ChatGPT进行交互学习。

7.2.1 确定目标

首先向ChatGPT提交7.1节中费曼学习法提示模板的内容,在ChatGPT应答后,输入以下的提示内容。本次的交互相当于费曼学习法中“确定目标”的过程,即提出要学习的知识点。

提示的内容如下(使用GPT-4模型)。

Python是什么?

7.2.2 认识Python

ChatGPT的回答如下,本次的回答内容相当于费曼学习法中“模拟教学”的过程。我们对解释的内容理解后,在下一节中与ChatGPT进行交互讨论学习。

ChatGPT的回答如下。

解释:

Python是一种广泛使用的高级编程语言,它的设计目标是提高代码的可读性并简化编程过程。Python语言具有简洁、易读、易学的特点,适用于各种领域,如Web开发、数据分析、人工智能、科学计算等。Python有一个庞大的社区,提供了丰富的第三方库,可轻松实现各种功能。

建议:

1.学习Python基础知识,如语法、数据类型、控制结构、函数和类等;

2.阅读Python官方文档或入门教程,了解Python的特点和用法;

3.通过编写简单的Python程序,实践编程技能,并逐步解决更复杂的问题。

7.2.3 深入学习

基于ChatGPT的回答内容,我们想更深入地理解Python是什么,在新一轮的提示内容中构建一个比喻,与ChatGPT进行讨论。本次的交互相当于费曼学习法中“反复理解”的过程。

提示的内容如下(使用GPT-4模型)。

用一个比喻理解Python是什么,例如,Python可以被视为一个在开发者和计算机沟通时进行协调的“中间人”。

ChatGPT的回答如下,将Python类比“瑞士军刀”,具有多种功能和用途,用于解决各类问题。通过多个比喻有助于加深我们对Python的了解。

ChatGPT的回答如下。

解释:

一个恰当的比喻是将Python看作一把“瑞士军刀”。就像瑞士军刀具有多种功能和用途,可以帮助人们应对各种情况,Python也是一种多功能的编程语言,从而帮助开发者轻松完成各种任务。通过使用Python的丰富库和简洁的语法,开发者可以高效地编写代码,解决从简单脚本到复杂软件系统的各种问题。

建议:

1.了解Python在不同领域的应用,如Web开发、数据分析、人工智能等,找到适合自己的应用场景;

2.学习Python的优点和特性,如简洁、易读、强大的库支持等,这将帮助你更好地利用Python解决问题;

3.学习其他编程语言,以便更好地理解Python在编程领域的地位和优势。通过对比学习,了解Python在哪些方面更胜一筹。

通过ChatGPT的回答内容和自己的理解,可继续与ChatGPT展开更多的交互讨论,直到我们完全理解并自主表述相关的概念和知识点。

7.2.4 归纳总结

与ChatGPT交互学习完毕后,通过<总结>命令让ChatGPT对“Python是什么”这个知识点进行总结。本次的交互相当于费曼学习法中“概念简化”的过程。

提示的内容如下(使用GPT-4模型)。

<总结>

ChatGPT的回答如下。

Python是一种高级编程语言,以其简洁、易读、易学的特点而著称。它适用于各种领域,如Web开发、数据分析、人工智能、科学计算等。Python可以被看作是一把“瑞士军刀”,具有多种功能和用途,可以帮助开发者轻松完成各种任务。学习Python的基础知识、了解其在不同领域的应用,并通过实践和对比其他编程语言来提高自己的编程技能,将帮助你更好地利用Python解决问题。

图7-2所示是我们按照自己的思路总结了“Python是什么”,它是一个在开发者和计算机沟通时进行协调的“中间人”。

图7-2 Python是什么

(1)标识 1: Python的运行环境是各操作系统,需要在操作系统的管理下运行。

(2)标识 2:开发者通过输入、输出设备与Python进行沟通,其中鼠标、键盘、显示器是最常见的输入、输出设备。

(3)标识 3: Python将开发者通过输入设备输入的代码用解释器翻译给计算机执行。

(4)标识 4: Python通过pip、easy_install等工具从互联网上下载不同功能的包。

(5)标识 5:导入Python模块和包中的功能用于完成不同的操作。

7.2.5 实践

在学习完“Python是什么”这个知识主题后,对相关的知识点进行实践,达到巩固记忆的目的。

(1)如何构建Python环境

由于在7.2.4节中还未使用<停止>命令,可以继续进行提问。如提示开启新的主题“如何构建Python环境”。

提示的内容如下(使用GPT-4模型)。

如何构建Python环境?

我们可以按照ChatGPT的回答内容进行实践,构建Python环境,同时参考第4章介绍的ChatGPT API构建Python环境的方法,如在实践过程中遇到了问题,还可以继续提问。

ChatGPT的回答如下。

解释:

构建Python环境,通常包括安装Python解释器、设置环境变量和安装所需的第三方库。具体步骤如下。

下载并安装Python解释器:访问Python官方网站,根据你的操作系统(如Windows、macOS或Linux)选择合适的Python版本进行下载。在安装过程中,请确保勾选“Add Python to PATH”(将Python添加到环境变量),以便在命令行中直接使用Python命令。

设置环境变量(可选):如果在安装过程中未将Python添加到环境变量,你需要手动设置。将Python解释器所在目录添加到系统的PATH环境变量中,以便在命令行中直接使用Python命令。

安装和管理第三方库:Python使用pip(Python包管理器)来安装和管理第三方库。pip通常会随着Python解释器一起安装。在命令行中输入pip install 库名来安装所需的第三方库。

建议:

学习如何使用Python虚拟环境,以便为每个项目创建独立的Python环境。这样可以避免不同项目间的库版本冲突;

阅读Python官方文档,了解Python解释器的安装和配置过程;

学习如何使用pip管理Python包,包括安装、卸载、更新和查看已安装的包等。

(2)Python代码的解析

为了能更深刻地理解Python是一个在开发者和计算机沟通时进行协调的“中间人”,让ChatGPT解析Python代码是如何将其翻译为计算机能理解的内容。

提示的内容如下(使用GPT-4模型)。

print("hello world")语句,Python会将其翻译为什么内容供计算机理解

ChatGPT的回答如下所示。

ChatGPT的回答如下。

解释:

当你在Python中执行print("hello world")语句时,Python解释器会将其翻译成计算机可以理解的字节码。字节码是一种低级的、与平台无关的指令集,可以被Python虚拟机(Python Virtual Machine, PVM)执行。具体来说,Python解释器会将print("hello world")语句分为以下几个步骤。

1.词法分析:将语句拆分成一系列的词法单元(tokens),如关键字、变量、运算符等。

2.语法分析:将词法单元组成一棵抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST)。

3.生成字节码:将抽象语法树转换成字节码,字节码是一种更接近于机器语言的中间代码。

执行字节码:Python虚拟机执行字节码,最终在屏幕上显示"hello world"。

请注意,这个过程是在解释执行的,即边解释边执行,而不是一次性编译成可执行文件。

建议:

1.学习Python的编译和执行过程,了解Python解释器是如何处理源代码的;

2.了解其他编程语言的编译和执行过程,对比Python解释器与其他编译器/解释器的差异;

3.学习Python字节码的概念,了解字节码与机器语言的关系。 XVgMmNI46naz4+/GJaw5ycIIbMMCNsh0a9xDUQfi5/WSsbTls+KdVtbFT6YzRSI8

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