第3章 AI训练师至少要会一门——编程语言文章目录第3章 AI训练师至少要会一门——编程语言3.1 从下载到配置Python环境搭建3.1.1 下载与安装Python3.1.2 配置Python环境变量3.2 6个核心技巧Python语法精要3.2.1 使用Python基础语法输出英文字符3.2.2 使用Python中文编码输出中文字符3.2.3 设置Python变量赋值定义不同数据3.2.4 使用Python运算符进行加减乘除计算3.2.5 使用Python条件语句对比数的大小3.2.6 使用Python循环语句输出一系列数字3.3 5个经典案例Python编程实战3.3.1 实例1使用Python计算业绩提成奖金案例30 使用文心一言AI大模型计算业绩提成奖金3.3.2 实例2使用Python由小到大排列数字案例31 使用文心一言AI大模型由小到大排列数字3.3.3 实例3使用Python输出斐波那契数列案例32 使用文心一言AI大模型输出斐波那契数列3.3.4 实例4使用Python输出九九乘法口诀表案例33 使用文心一言AI大模型输出九九乘法口诀表3.3.5 实例5使用Python制作猜数字游戏案例34 使用文心一言AI大模型玩猜数字游戏本章小结课后习题本章主要以Python为例介绍AI训练师必须掌握的编程技能。Python作为一种简单易学、功能强大的编程语言在人工智能领域有着广泛的应用可以帮助AI训练师进行高效的模型训练和数据处理工作。学习本章内容可以帮助大家快速掌握Python编程语言的基本用法为未来的人工智能训练打下坚实的基础。第3章 编程语言3.1 Python环境搭建3.2 Python语法精要3.3 Python编程实战下载安装环境变量配置基础语法中文编码变量赋值运算符条件语句循环语句业绩提成计算数字排序斐波那契数列九九乘法表猜数字游戏3.1 从下载到配置Python环境搭建Python是一种简单易学、功能强大的编程语言被广泛应用于人工智能、数据科学、机器学习等领域。为了开始AI训练的旅程首先需要确保Python的正确安装和部署。本节将详细介绍Python的安装与部署流程帮助大家顺利搭建AI训练的编程环境。3.1.1 下载与安装PythonPython是一种高级的、解释型的脚本语言其设计注重可读性并具有独特的语法结构。Python解释型语言的特点是在开发过程中无须编译环节可以直接执行代码这使Python成为一种灵活的编程语言适合快速开发程序。此外Python支持面向对象的编程风格支持代码封装和继承等面向对象特性这使Python适合开发大型的、复杂的软件系统。Python广泛用于应用程序开发从简单的文本处理到复杂的Web应用程序和游戏开发。Python的易用性加上丰富的库和框架生态系统使其成为初学者的理想选择。Python的主要特点包括简洁高效、易读性强、社区支持、跨平台兼容、交互式编程、扩展性良好、有丰富的库、数据库交互以及GUIGraphical User Interface图形用户界面编程等。为了开始Python编程之旅首先需要在计算机中下载和安装Python。下面以Windows系统为例介绍下载和安装Python的操作方法。步骤01 进入Python官网将鼠标指针移至导航栏的Downloads下载上在弹出的菜单中单击Python 3.12.1按钮即可开始下载Python。步骤02 Python下载完成后双击安装包弹出信息提示框提示用户是否运行该文件单击运行按钮。步骤03 执行操作后弹出Python 3.12.1 (64-bit) Setup安装程序对话框选择Install Now立即安装选项以默认设置安装Python或者选择Customize installation自定义安装选项以启用或禁用某些特性这里选择Install Now安装方式即可。步骤04 执行操作后显示Setup Progress安装进度信息稍等片刻显示Setup was successful安装成功信息单击Close关闭按钮即可完成安装。**温馨提示为了在不同平台上使用Python通常需要下载适用于自己平台的二进制代码并按步骤安装。如果平台没有可用的二进制代码可选择使用C编译器手动编译Python源代码以获得更高级的功能选择。Python也可在x86、ARM等多种硬件架构上运行。3.1.2 配置Python环境变量为了更好地使用Python将其配置在正确的环境变量中是至关重要的。环境变量是操作系统中用于定义运行程序所需参数的一组设置。通过正确配置环境变量用户可以在操作系统中轻松地运行Python程序。下面以Windows系统为例介绍配置Python环境变量的操作方法。步骤01 在系统桌面的此电脑图标上右击在弹出的快捷菜单中选择属性命令。步骤02 执行操作后打开系统窗口在左侧导航栏中单击高级系统设置链接。步骤03 执行操作后弹出系统属性对话框并自动切换至高级选项卡单击环境变量按钮。步骤04 执行操作后弹出环境变量对话框在系统变量下拉列表框中双击Path选项。步骤05 执行操作后弹出编辑环境变量对话框单击新建按钮新建一个系统变量将Python的安装目录复制到系统变量值文本框中单击确定按钮即可完成环境变量的配置。**温馨提示在计算机中程序和可执行文件可能位于多个目录中而这些目录可能未被操作系统纳入搜索范围。环境变量如Path是由操作系统维护的命名字符串集合包含可用的命令行解释器和其他程序的相关信息使操作系统能够在多个目录中查找和执行程序。在UNIX系统中环境变量名称区分大小写而Windows系统不区分大小写。3.2 6个核心技巧Python语法精要在AI训练中Python编程语法的规范性和准确性至关重要。正确的语法格式不仅能提高代码的可读性和可维护性还有助于提高AI模型的训练效率和准确性。本节将介绍6个技巧帮助大家掌握Python编程的语法格式提升AI训练技能。3.2.1 使用Python基础语法输出英文字符Python语言与其他语言如Perl、C和Java等有许多相似之处但也有其独特之处。下面介绍使用Python输出英文字符的两种方法交互式编程和脚本式编程。交互式编程不需要创建脚本文件而是通过Python解释器的交互模式来编写代码。在Windows系统中安装Python时会自动安装交互式编程客户端只需在开始菜单中选择Python 3.12 (64-bit)选项即可打开。在Python提示符中输入相应的文本信息按【Enter】键即可查看运行结果输出相应的英文字符。脚本式编程通过脚本参数调用解释器开始运行脚本直到脚本运行完毕。可以将源代码复制到记事本文件中保存为扩展名为.py的脚本文件。在开始菜单中选择IDLE(Python 3.12 64-bit)选项打开IDLE Shell 3.12.1程序选择File文件| Open打开命令打开脚本文件。在命令行中可添加注释信息#符号用于添加注释解释代码的作用或功能。选择Run运行| Run Module运行模块命令即可在集成开发环境中显示脚本文件的运行结果。**温馨提示IDLE是Python的集成开发环境包含Shell窗口IDLE Shell它是一个交互式环境允许用户输入Python代码并立即看到运行结果。IDLE Shell提供了文本编辑器、调试器、语法高亮显示和自动缩进等功能帮助用户高效编写、测试和调试Python代码。3.2.2 使用Python中文编码输出中文字符在低版本的Python中默认的编码格式是ASCIIAmerican Standard Code for Information Interchange美国信息交换标准代码。这意味着如果用户未修改编码格式直接尝试输出汉字则可能出现错误。这是因为ASCII编码只能表示英文字符而无法正确地处理中文字符。为了解决这个问题用户可以在Python文件的开头添加特定的编码声明告诉Python解释器使用特定的字符编码来读取文件。在处理中文时推荐使用UTF-8编码因为它能够支持多种中文语言字符。只要在文件开头添加了编码声明Python解释器就会知道使用UTF-8编码来读取文件从而正确地处理中文字符。**温馨提示注意Python 3.X版本源代码文件默认编码格式为UTF-8可直接解析中文字符而无须特别指定编码。使用文本编辑器编辑Python文件时需确保文件编码格式设置为UTF-8否则可能出现编码错误。3.2.3 设置Python变量赋值定义不同数据在Python中数据类型是用来描述数据结构的。Python中常见的数据类型有整数、浮点数、字符串、列表、元组、字典等每种数据类型都有其特定的属性和行为。例如整数和浮点数属于数值型数据用于进行数值计算字符串属于文本型数据用于表示文本信息。变量是用来存储数据的标识符。在Python中变量的类型是可以动态改变的不需要事先声明变量的类型。也就是说用户可以使用同一个变量来存储不同类型的数据。“”等号是用来给变量赋值的操作符等号左边是变量名等号右边是存储在变量中的值。另外在Python中用户可以同时为多个变量同时赋值。例如a b c 1表示创建了一个值为1的整型对象并将变量a、b和c分配到了相同的内存地址中。**温馨提示变量是存储在内存中的数据创建变量时内存会为其分配空间。Python解释器根据数据类型决定如何分配内存空间并确定哪些数据可以存储在其中。通过指定不同的数据类型变量可以存储不同类型的数据。3.2.4 使用Python运算符进行加减乘除计算Python中的运算符是一组特殊的符号用于执行算术或逻辑计算。运算符用于将各种类型的数据进行运算让静态的数据动起来。Python中的运算符可以分为以下几大类算术运算符用于执行基本的数学运算如加法、减法-、乘法*和除法/等。假设变量a为10变量b为20可以执行各种算术运算。赋值运算符用于接收运算符或方法调用返回的结果如、、-等。比较运算符用于做大小或等值比较运算。注意所有的比较运算符返回1表示真返回0表示假这分别与特殊的变量True和False等价。逻辑运算符用于做与、或、非运算。位运算符用于二进制运算。每种运算符都有其特定的符号。在算术表达式中算式的数值称为操作数如在表达式23中2和3就是操作数是运算符。下面以简单的算术运算符为例在Python 3.12 (64-bit)窗口中输入代码定义3个变量a、b和c通过一系列的数学运算加、减、乘、除和取模等计算出c的值并输出结果。**温馨提示在Python中除法运算符/会返回一个浮点数结果从而使结果显示为一个整数。如果用户想得到一个整数结果则需要使用取整除运算符//。在取模%操作中结果是除法后的余数。3.2.5 使用Python条件语句对比数的大小Python中的条件语句是一种控制结构用于根据特定条件执行不同的代码块。条件语句通常以if关键字开始后面跟着一个条件表达式。如果给定的条件为True那么就执行if后面的代码块如果条件为False那么就跳过if代码块执行后面的代码。除了if语句Python还提供了其他条件语句如if-else语句和if-elif-else语句。if-else语句允许在条件为False时执行else代码块而if-elif-else语句则允许在多个条件之间进行选择以执行相应的代码块。此外Python还支持嵌套的if语句即在一个if或else代码块中再写一个或多个if语句以实现更复杂的条件判断逻辑。使用条件语句可以使程序变得更加灵活和可维护。例如将10赋值给变量x然后检查x是否大于5如果大于5就输出x大于5也可以检查x是否大于15如果是就输出x大于15否则输出x小于或等于15。还可以使用if-elif-else语句检查x与20和10之间的关系根据不同条件输出不同结果。嵌套if语句可以同时检查多个变量的条件。**温馨提示if-elif-else语句根据条件真假顺序执行对应代码块某条件为True时执行该代码块并跳过后续判断没有条件为True时执行else后的代码块。嵌套if语句可能变得复杂建议保持代码清晰简洁超过3层嵌套时应考虑重新编写代码。3.2.6 使用Python循环语句输出一系列数字Python中的循环语句用于重复执行一段代码直到满足特定的条件为止。Python提供了两种主要的循环结构for循环和while循环以及它们的嵌套循环结构。for循环用于遍历序列中的元素while循环则在条件为真时重复执行代码块。在循环语句中还可以使用以下内置函数和关键字来辅助控制循环的执行流程break在循环中遇到break语句时会立即终止当前循环即使循环条件仍然为真。continue在循环中遇到continue语句时会跳过当前循环的剩余部分并立即开始下一次迭代。range()这是一个内置函数用于生成一个整数序列通常与for循环一起使用来遍历一定范围内的数字。enumerate()这是一个内置函数用于在遍历一个序列的同时获取元素索引和元素值。zip()这是一个内置函数用于将多个可迭代的对象如列表并行遍历并返回一个元组的迭代器。列表推导式List Comprehension这是一种简洁的语法用于快速生成列表它通常包含一个for循环并且可以包含条件表达式和额外的操作。生成器表达式Generator Expression类似于列表推导式但是生成器表达式是惰性计算的它不会立即生成所有值而是在每次请求时生成下一个值。**温馨提示for i in range(1, 6):是for循环的开始。range(1, 6)生成从1到5的整数序列上限不包含每次循环变量i被设置为序列中的下一个数字print(i)输出变量i的值。3.3 5个经典案例Python编程实战AI训练师需要使用Python进行数据处理、模型构建、训练和评估等任务因此掌握Python编程语言是成功进行AI训练的基础。本节将深入探讨Python编程的实战应用技巧帮助AI训练师打下坚实的编程基础。3.3.1 实例1使用Python计算业绩提成奖金某公司根据员工的业绩来发放提成奖金具体发放规则如下业绩低于或等于10000元时奖金可提10%业绩高于10000元低于50000元时低于或等于10000元的部分按10%提成高于10000元的部分可提成7.5%业绩位于50000元到100000元时高于50000元的部分可提成5%业绩超过100000元时高于100000元的部分可提成1%。要求从键盘输入当月业绩i求出应发放提成奖金总数。实现方法打开IDLE Shell 3.12.1程序选择File | New File命令新建文件。代码首先从用户那里获取业绩输入数据并将其转换为整数然后定义业绩阈值列表arr和对应比率列表rat通过for循环遍历arr列表中的每个业绩阈值使用if语句检查当前业绩是否大于当前阈值如果大于则计算超出阈值的奖金金额并累加。最后计算奖金并输出结果。选择Run | Run Module命令运行代码保存后输入业绩数据即可计算奖金。**温馨提示代码中#!/usr/bin/python3指定解释器路径i int(input(‘请输入您的业绩’))获取用户输入并转为整数arr [100000,50000,10000,0]定义业绩阈值列表rat [0.01,0.05,0.075,0.10]定义对应奖金比率列表for循环遍历阈值if判断业绩是否大于阈值来计算奖金。案例30 使用文心一言AI大模型计算业绩提成奖金使用像文心一言这样的AI大模型可以极大地简化计算业绩提成奖金的过程用户无须自己编写代码或进行复杂的计算只需输入相关问题即可得到准确的答案。文心一言的计算结果与Python程序一致其优势在于能够提供即时的交互体验对于不熟悉编程的用户来说非常有用。3.3.2 实例2使用Python由小到大排列数字本实例主要使用Python制作一个由小到大排列数字的程序用户输入3个整数x,y,z后Python会将这3个整数由小到大输出。在编写代码时需要将最小的数放到x上先将x与y进行比较如果xy则将x与y的值进行交换然后用x与z进行比较如果xz则将x与z的值进行交换这样能使x最小。实现方法打开IDLE Shell 3.12.1程序选择File | Open命令打开脚本文件。代码首先初始化一个空列表l通过for循环重复执行3次每次提示用户输入一个整数并转换为整数类型后添加到列表末尾然后使用sort()方法对列表中的整数进行排序默认按从小到大的顺序最后输出排序后的列表。选择Run | Run Module命令运行代码依次输入3个数字即可看到排序结果。**温馨提示代码中l []初始化空列表存储整数for i in range(3):重复执行3次x int(input(‘integer:\n’))提示用户输入整数并转换类型l.append(x)将整数添加到列表末尾l.sort()按从小到大排序print(l)输出排序后的列表。案例31 使用文心一言AI大模型由小到大排列数字文心一言可以对数字进行排序用户将需要排序的数字输入文心一言的提问框中并添加由小到大排列数字的提示词即可得到按从小到大顺序排列的结果。如果用户输入了数字9、2、8则文心一言将自动对这3个数字进行排序并输出结果[2, 8, 9]。这种数字排序功能在处理数据、制作表格或进行统计时非常有用。3.3.3 实例3使用Python输出斐波那契数列斐波那契数列Fibonacci Sequence是一个著名的数列又称黄金分割数列它通常从0和1开始之后的每一个数字都是前两个数字的和。具体来说斐波那契数列是这样一个序列1,1,2,3,5,8,13,21,34,… 斐波那契数列在自然界中有很多有趣的例子如向日葵种子的排列方式、菠萝的鳞片螺线排列、树木的生长模式等。此外斐波那契数列在数学、计算机科学、经济学等领域也有广泛的应用如在计算机图形学中可用来生成分形图像在经济学中可用来分析股票价格等。本实例通过三种方式实现斐波那契数列方式一循环法——定义一个名为fib的函数接收参数n初始化两个变量a和b分别设置为斐波那契数列的前两个数字1和1通过for循环运行n-1次在循环主体中使用Python的多重赋值功能将b的当前值赋给a将ab的值赋给b最后返回a即可得到斐波那契数列中的第n个数字。方式二递归法——定义一个递归函数fib接收参数n当n等于1或2时直接返回1递归的基本情况当n大于2时返回fib(n-1)fib(n-2)递归情况通过两次递归调用计算。需要注意的是这种递归实现是非常低效的因为它会重复计算很多次相同的斐波那契数。方式三列表法——定义一个函数fib用于计算斐波那契数列中的前n个数字。当n等于1时返回包含数字1的列表当n等于2时返回包含数字1和1的列表。初始化fibs [1, 1]列表通过for循环从2开始到n-1在循环中将当前数字前两个数字的和即fibs[-1] fibs[-2]添加到列表末尾最后返回包含前n个斐波那契数的列表。案例32 使用文心一言AI大模型输出斐波那契数列用户可在文心一言中输入前两个数字为(1,1)请给我斐波那契数列的前10项文心一言会尝试生成数列。但文心一言可能以自然语言解释而非直接输出数列因此需要计算斐波那契数列时使用Python等编程语言更为高效直接。3.3.4 实例4使用Python输出九九乘法口诀表九九乘法口诀表是一个二维结构需要同时考虑行和列。在本实例中我们将使用i和j两个变量来控制行和列。具体来说i从1到9表示行数j也从1到9表示列数。这样我们就可以通过控制i和j的值来遍历整个乘法口诀表。实现方法打开IDLE Shell 3.12.1程序选择File | Open命令打开脚本文件。代码使用嵌套for循环外层for i in range(1, 10):控制行数i的值从1到9。print()在每次外层循环迭代时输出一个空行分隔乘法口诀表的每一行。内层for j in range(1, i1):“控制列数j的值从1到i。“print(”%d*%d%d” % (i, j, i*j), end )“用于输出乘法公式和结果其中%d是字符串格式化指令会被后面的变量值替换end” 指定输出结束后不换行而是添加一个空格。选择Run | Run Module命令运行代码即可输出九九乘法口诀表。**温馨提示Python支持单引号‘、双引号和三引号’或“”表示字符串开始和结束引号类型必须一致。三引号可包含多行文本常用于创建多行字符串或注释使代码更清晰易读。案例33 使用文心一言AI大模型输出九九乘法口诀表文心一言AI大模型凭借强大的自然语言处理能力可快速准确地生成九九乘法口诀表还能应对文本生成、分类、情感分析等语言任务并具备跨语言处理能力。3.3.5 实例5使用Python制作猜数字游戏本实例主要使用Python制作一个猜数字的小游戏。在游戏中计算机将在0到100之间随机生成一个数字用户需要尽可能快地猜出这个数字是多少。每轮游戏都会给出提示帮助用户逐渐缩小数字范围。实现方法打开IDLE Shell 3.12.1程序选择File | New File命令打开新的代码窗口。代码首先导入random模块用于生成随机数定义guess_number()函数使用random.randint(1, 100)生成一个1到100之间的随机整数并赋值给变量number_to_guess。初始化变量guess为None和attempts为0。通过while循环只要guess不等于number_to_guess就继续提示用户输入数字并转换为整数每次循环将猜测次数加1。使用if-elif语句判断用户的猜测与目标数字的大小关系并给出相应提示如果猜小了输出太小了再试一次。“如果猜大了输出太大了再试一次。”。猜对后输出用户猜测的次数。ifname ‘main’:确保代码仅在直接运行脚本时执行最后调用guess_number()函数开始游戏。**温馨提示代码中import random导入随机数模块def guess_number():定义函数number_to_guess random.randint(1, 100)生成1到100的随机整数while guess ! number_to_guess:在猜测不等于目标时持续循环ifname ‘main’:确保代码仅在直接运行脚本时执行。案例34 使用文心一言AI大模型玩猜数字游戏用户可使用文心一言玩猜数字游戏文心一言根据用户输入生成相应提示和答案。当猜测数字过大或过小时文心一言会给出提示并帮助缩小范围还能生成有趣对话增加游戏趣味性。文心一言采用生成式对话技术可根据上下文生成相关内容自动引导用户逐步缩小猜测范围。**温馨提示Python标识符规则①由字母、数字和下划线组成不能以数字开头②区分大小写③下划线开头有特殊意义④同一行可用分号分隔多条语句。本章小结本章介绍了Python编程语言的基础知识和实战应用。先介绍了Python的安装与部署流程包括下载与安装Python及配置Python环境变量接着通过6个技巧讲解了Python编程的语法格式包括输出英文字符、输出中文字符、定义不同数据、进行加减乘除计算及使用条件语句和循环语句最后通过5个实例详细讲解了Python编程的实战应用包括计算业绩提成奖金、由小到大排列数字、输出斐波那契数列、输出九九乘法口诀表及制作猜数字游戏。通过本章的学习读者可以掌握Python编程语言的基本知识和应用技巧为后续学习AI训练知识打好基础。课后习题使用Python输出AI训练师。使用Python输出指定格式的日期。