Python人工智能 – 入门

在本章中，我们将学习如何开始使用Python。我们还将了解Python对人工智能的帮助。

为什么Python用于人工智能

人工智能被认为是未来的趋势性技术。已经有许多关于它的应用了。因此，许多公司和研究人员都对它感兴趣。但这里出现的主要问题是，用哪种编程语言可以开发这些人工智能应用程序？有各种编程语言，如Lisp、Prolog、C++、Java和Python，可用于开发人工智能的应用。在这些语言中，Python编程语言获得了巨大的人气，其原因如下

语法简单，编码少

在其他可用于开发人工智能应用程序的编程语言中，Python涉及的编码和语法非常少。由于这一特点，测试可以更容易，我们可以更专注于编程。

用于人工智能项目的内置库

将Python用于人工智能的一个主要优势是，它有内置的库。Python有几乎所有种类的人工智能项目的库。例如， NumPy, SciPy, matplotlib, nltk, SimpleAI 是Python的一些重要的内置库。

• 开放源代码– Python是一种开放源代码的编程语言。这使得它在社区中广泛流行。

• 可用于广泛的编程– Python可用于广泛的编程任务，如小型shell脚本到企业网络应用。这也是Python适合人工智能项目的另一个原因。

Python的特点

Python是一种高级的、解释性的、互动的和面向对象的脚本语言。Python被设计成具有高度可读性。它经常使用英文关键词，而其他语言则使用标点符号，而且它的句法结构比其他语言少。Python的特点包括以下几个方面

• 易于学习– Python的关键词少，结构简单，语法定义清晰。这使学生能够迅速掌握这种语言。

• 易于阅读– Python代码的定义更加清晰，眼睛可以看到。

• 易于维护 – Python的源代码相当易于维护。

• 广泛的标准库– Python的大部分库在UNIX、Windows和Macintosh上是非常便携和跨平台兼容的。

• 交互式模式– Python支持交互式模式，可以对代码片段进行交互式测试和调试。

• 可移植性– Python 可以在各种硬件平台上运行，并且在所有平台上都有相同的界面。

• 可扩展性 – 我们可以向Python解释器添加低级模块。这些模块使程序员能够增加或定制他们的工具，使之更有效率。

• 数据库 – Python提供了所有主要商业数据库的接口。

• GUI编程– Python支持GUI应用程序，可以创建并移植到许多系统调用、库和窗口系统，如Windows MFC、Macintosh和Unix的X窗口系统。

• 可扩展性 – 与shell脚本相比，Python为大型程序提供了更好的结构和支持。

Python的重要特点

现在让我们考虑一下Python的以下重要特征 −

• 它支持功能化和结构化的编程方法，以及OOP。

• 它可以作为脚本语言使用，也可以编译成字节码用于构建大型应用程序。

• 它提供非常高级的动态数据类型并支持动态类型检查。

• 它支持自动垃圾收集。

• 它可以很容易地与C、C++、COM、ActiveX、CORBA和Java集成。

安装Python

Python 发行版可用于大量的平台。你只需要下载适用于你的平台的二进制代码并安装Python。

如果你的平台的二进制代码不可用，你需要一个C编译器来手动编译源代码。编译源代码在选择安装中需要的功能方面提供了更多的灵活性。

下面是在各种平台上安装 Python 的快速概述 —

Unix 和 Linux 的安装

按照以下步骤在 Unix/Linux 机器上安装 Python。

• 打开Web浏览器，进入 https://www.python.org/downloads
• 按照链接下载可用于 Unix/Linux 的源代码压缩包。
• 下载并解压文件。
• 如果你想定制一些选项，就编辑 Modules/Setup 文件。
• 运行./configure脚本
• make
• make install

这将在标准位置/usr/local/bin安装Python，在 /usr/local/lib/pythonXX 安装其库，其中XX是Python的版本。

Windows 安装

按照以下步骤在Windows机器上安装Python。

• 打开网络浏览器，进入 https://www.python.org/downloads

• 按照 Windows 安装程序 python-XYZ.msi 文件的链接，其中 XYZ 是你需要安装的版本。

• 要使用这个安装程序 python-XYZ.msi，Windows系统必须支持Microsoft Installer 2.0。将安装程序文件保存到你的本地机器上，然后运行它以了解你的机器是否支持MSI。

• 运行下载的文件。这就会出现Python安装向导，它真的很容易使用。只要接受默认设置，等待安装完成即可。

Macintosh 安装

如果你使用的是 Mac OS X，建议你使用 Homebrew 来安装 Python 3。它是Mac OS X上一个很好的软件包安装程序，而且真的很容易使用。如果你没有Homebrew，你可以用以下命令安装它 −

$ ruby -e "$(curl -fsSL
https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

我们可以用下面的命令更新软件包管理器：

$ brew update

现在运行下面的命令，在你的系统上安装Python3 —

$ brew install python3

设置PATH

程序和其他可执行文件可以在许多目录中，所以操作系统提供了一个搜索路径，列出了操作系统搜索可执行文件的目录。

该路径被存储在环境变量中，它是一个由操作系统维护的命名字符串。这个变量包含了命令外壳和其他程序可用的信息。

路径变量在Unix中被命名为PATH，在Windows中被命名为Path（Unix区分大小写，Windows则不区分）。

在Mac OS中，安装程序会处理路径的细节。要从任何特定的目录调用 Python 解释器，必须将 Python 目录添加到路径中。

在 Unix/Linux 中设置路径

在 Unix 中，要把 Python 目录添加到特定会话的路径中：

• 在 csh shell 中

输入 setenv PATH “$PATH:/usr/local/bin/python” 然后按 Enter 。

• 在bash shell (Linux)中

输入 export ATH = “$PATH:/usr/local/bin/python” 然后按 回车键 。

• 在sh或ksh shell中

输入 PATH = “$PATH:/usr/local/bin/python” 然后按回车键.

注意 - /usr/local/bin/python是Python目录的路径。

在Windows下设置路径

要在Windows中把Python目录添加到特定会话的路径中—-：

• 在命令提示符下， 输入 path %path%;C: \Python，然后按 回车键。

注意 - C:\Python 是 Python 目录的路径。

运行Python

现在让我们看看运行 Python 的不同方法。这些方法描述如下

交互式解释器

我们可以从 Unix、DOS 或任何其他提供命令行解释器或 shell 窗口的系统中启动 Python。

• 在命令行上输入 python 。

• 在交互式解释器中立即开始编码。

$python # Unix/Linux

或

python% # Unix/Linux

或

C:> python # Windows/DOS

以下是所有可用的命令行选项的列表

来自命令行的脚本

一个Python脚本可以通过在你的应用程序上调用解释器在命令行中执行，如下所示

$python script.py # Unix/Linux

或、

python% script.py # Unix/Linux

或、

C:> python script.py # Windows/DOS

注意 - 要确保文件权限模式允许执行。

集成开发环境

如果你的系统上有一个支持 Python 的 GUI 应用程序，你也可以从图形用户界面 (GUI) 环境中运行 Python。

• Unix – IDLE 是第一个用于 Python 的 Unix IDE。

• Windows – PythonWin 是第一个 Python 的 Windows 界面，是一个带有图形用户界面的 IDE。

• Macintosh – Macintosh 版本的 Python 和 IDLE IDE 都可以从主网站上获得，可以下载 MacBinary 或 BinHex’d 文件。

如果你不能正确设置环境，那么你可以向你的系统管理员寻求帮助。确保Python环境已经正确设置，并且工作得非常好。

我们也可以使用另一个叫做Anaconda的Python平台。它包括数百个流行的数据科学包和用于Windows、Linux和MacOS的conda包和虚拟环境管理器。你可以根据你的操作系统从链接https://www.anaconda.com/download/ 下载它。

在本教程中，我们在MS Windows上使用Python 3.6.3版本。