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Python 以及QuTip 包简介 杨传生 2017 年4 月 19 日 1 简介 现在网络上能找到很多不错的 Python 基础介绍，而且会有很多基于 Python 的机器学习和算法课程，有空可以看看（我是没有看过）。这份文 档/python_book_01.pdf 看着不错。这里就 简单介绍一些Python 的基础数据类型、数据结构和基本语句，以及一些扩 展模块如scipy、numpy、matplotlib 和我们要经常用到的 QuTip。 2 Python 基础 2.1 数据类型和数据结构 Python 的基本数据类型有： • 整型 (int): 与C 中的长整型一样，为系统最大整型数，32 位系统对应 ∽ ，64 位系统对应为 ∽ . • 浮点型 (float): 与C 中的双精度浮点数(double) 一样. • 复数 (complex): 就是复数啦. • 字符串 (str): ascii 字符串. • 布尔型 (Boolean): True 或False. Python 和 MATLAB 一样，不需申明变量类型即可直接赋值（可能是面向 对象的共同点吧），例如： 1 a = 123456789 b = 3.141592653 c = 1 + 1.0j d = I m a graduate student of USTC # In C , would this be wrong ? e = True 对应以上数据类型的运算符 • , , , , (整除), (幂), %(取模) • 逻辑运算：and, or, not • 判断运算：, , =, =, ==, != Python 的基本数据结构有： • 列表 (list): [ ], [1,2,3], [’ab, ’cd’, 1, 2.3, 1.2+3.4j] • 元组 (tuple): (), (1,2,3), (’ab, ’cd’, 1, 2.3, 1.2+3.4j), 一旦初始化后就 不可更改 (指向不可更改) • 字典(dict): 定义为{’keyword’: value,…}, 如d= { ’name’: ’Jim’, ’age’: 18 , ’weight’: 50 } • 集合 (set): 定义s= set( [1,2,1] )，不区分相同元素 例如： a = [ab , cd , 1 , 2 .3 , 1 .2+3 .4j] b = ( ab, cd , 1, 2.3, 1.2+3.4j) b [1] = sa # This is wrong ! You shall not assign value to a tuple after it is initialized ! c = { name : Jim , age : 18 , weight : 50 } d = set ( [1,2,1] ) # The output will be{ 1 ,2} ! 1 and 1 are same , thus the second 1 is omitted ! Python 的特点就是方便上手，语言简单，扩展模块很多。但是主要槽点有两 个，一个是慢，这是显然的，为了兼顾开发效率必然要进行很多封装，而要 用汇编语言开发程序简直逼人上绝路。不过这个问题在科学计算中会有很 多相应的扩展模块，比如Scipy, Numpy, 还有我们要着重介绍的QuTip。另 一个就是它对缩进敏感，同一层次的语句必须要缩进相同的间距，而且语句 结束也不是用分号标记的。在写程序时一定要养成良好的习惯，否则debug 时会比较痛苦。 2 2.2 基本语句 这一节介绍Python 的基本语句：循环、判断. 判断 判断语句的基本格式是 if something is True :