AI量化：Python基礎

大數據、人工智慧時代，python是最好的高級程序開發語言，沒有之一。

生態的豐富性，對於數組，矩陣類型數據的友好性都讓其它語言望塵莫及。

本章主要介紹一些基礎結構，它不構成一個完成的入門教程，但針對至少有一門程序開發語言功底的工程師，轉型做量化投資，是肯定夠用了。

python數據類型與結構

與所有的高級程序開發語言類似，python也內置了自己的基礎數據類型和數據結構。基礎的數據包括int(整型)，float（浮點型）以及string字元串。基礎數據結構包括list(列表)，tuple(元組)，dict(字典)以及set（集合）。

上述三種數據類型和四種數據結構，已經可以滿足大部分python程序開發的使用。這也是為什麼python上手非常容易的原因。

本章重點介紹這七種數據類型的使用。

整數

整數是程序開發里的常用數據類型。

>>> a = 666

>>> type(a)

type函數是python內建函數，可以查看對象或類的類型信息，可以看到，我們給a賦值666,python解釋器會將它識別為int類型。這裡需要注意的是，python是解釋型語言，不需要指明類型，解釋器在運行時會自行判定；另外，python里所有的類型都是class，它是完全面向對象的語言。

浮點型

程序開發里，我們使用浮點數float類型來表現小數，比如1.25,或者888.0。

>>> a = 888.0

>>> type(a)

在python3里，整數相除，結果會自動變成浮點型。

>>> type(1 / 4)即使結果是整數

>>> type(6 / 2)

字元串

對於一個程序設計語言，要處理的目標，除了數字（整形、浮點型）之外，很重要的就是文本數據。文本數據在python是字元串（string）。

>>> str = "python人工智慧在量化投資里的應用。"

>>> str,type(str)("python人工智慧在量化投資里的應用。", )

使用單引號或雙引號表示均可，如無特彆強調，本書字元串均使用單引號。同時大家可以看到，python3統一使用unicode編碼表示python字元串，直接使用中文不會出現亂碼，這也是為何強烈建議大家使用python3的原因。

字元串有內建的查找，連接，去除空格等強大的功能，結果內建的re包（正則表達式），可以實現強大的文本處理功能。但是在金融的應用里，我們主要是對金融時間序列進行操作，這裡就不對文本處理展開介紹。

列表

Python內建的三種數據類型非常簡單，它的四種數據結構，使用也非常容易。 列表（list）可以存放一組對象，對象類型可以一樣，也可以不一樣。列表在金融程序開發里，使用頻率很高。

data = ["ai",8848,666.8,["a",1]] len(data) 4type(data)

使用內建的len函數，可以查看列表、元組等數據結構的長度。可以看出，data的長度是4，也就是列表包含4個元素，類型為list。 我們可以為使用append函數為list添加一個元素，這時候元素會添加到列表尾部。

>>> data.append("hello python量化")

>>> data["ai", 8848, 666.8, ["a", 1], "hello python量化"]

當然我們可以打元素插入到指定位置，使用insert函數，insert多 一個參數是下標，表明要插入到哪個位置，這裡需要注意的是python的下標也是從0開始的。

["ai", 8848, 666.8, ["a", 1], "hello python量化"]

>>> data.insert(1,"在1的位置插入這個字元串")

>>> data["ai", "在1的位置插入這個字元串", 8848, 666.8, ["a", 1], "hello python量化"]

使用remove函數，我們可以刪除指定的列表元素。

["ai", "在1的位置插入這個字元串", 8848, 666.8, ["a", 1], "hello python量化"]

>>> data.remove(8848)>>> data["ai", "在1的位置插入這個字元串", 666.8, ["a", 1], "hello python量化"]

細心的讀者可能會問，如果要刪除的元素不存在呢？這時候程序會拋異常，所以刪除元素之前，需要確保元素存在。使用下標刪除則是更好的方式，就是列表的pop函數。

["ai", "在1的位置插入這個字元串", 666.8, ["a", 1], "hello python量化"]

>>> data.pop(1)"在1的位置插入這個字元串">>> data["ai", 666.8, ["a", 1], "hello python量化"]

使用pop函數成功把下標為1的元素刪除了。

使用切片操作，可以直接修改列表指定位置的元素。

>>> data[["a", 1], "hello python量化"]

>>> data[1] = "hello python">>> data[["a", 1], "hello python"]

同樣，使用切片，可以輕鬆訪問指定位置的元素。

>>> data[["a", 1], "hello python"]

>>> data[0]["a", 1]

字典

字典是一種key,value的窗口模型，可以存儲任意類型的數據。

>>> dict = {"key1":"value1",1:123,2:"888"}

>>> dict{"key1": "value1", 1: 123, 2: "888"}

增加/修改元素：

>>> dict["key2"]=2

>>> dict{"key1": "value1", 1: 123, 2: "888", "key2": 2}

如果key已經存在，則會覆蓋原值。

>>> dict["key2"]=3

>>> dict{"key1": "value1", 1: 123, 2: "888", "key2": 3}

刪除元素 使用系統內置的del函數，刪除指定key。

>>> del dict["key1"]

>>> dict

訪問元素： 直接使用key訪問元素。

>>> dict["key2"]3

循環遍曆數據，字典提供兩個函數，一個是.keys()返回key的列表，另一個是.items()，返回的是value的列表：

>>>forkeyindict.keys(): print(key,dict[key]) 1 1232 888key2 3

集合

python的集合set，set與列表類似的地方在於，它也是一堆元素的合集，元素的類型可以是任意。與列表的區別在於，元素不可重複，就相當於是列表的排重，同時set里的元素是無序的。

>>> list = ["a","b","c","d","a",1,1]

>>> list["a", "b", "c", "d", "a", 1, 1]

>>> set(list){"c", 1, "b", "d", "a"}

正因為set元素是無序的，所以set不可以通過下標切片方式訪問元素。可以通過in來判斷元素是否在集合中，如果元素存在，則返回True,否則返回False。

>>> "a"insetTrue

>>> "z"insetFalse

元組

Python的元組與列表類似，不同之處在於元組的元素不能修改。

元組使用小括弧，列表使用方括弧。

元組創建很簡單，只需要在括弧中添加元素，並使用逗號隔開即可。

>>> tup1 = ("hello","world",1,2,1,3)

>>> tup1("hello", "world", 1, 2, 1, 3)

>>> tup1[-1]3

關於作者：魏佳斌，互聯網產品/技術總監，北京大學光華管理學院（MBA）,特許金融分析師（CFA），資深產品經理/碼農。偏愛python，深度關注互聯網趨勢，人工智慧，AI金融量化。致力於使用最前沿的認知技術去理解這個複雜的世界。AI量化開源項目：

https://github.com/ailabx/ailabx

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