# 实验2 NumPy数值分析库实验

# 知识库

# 实验1 Python程序设计基础实验

Python程序设计基础实验是《人工智能基础》（课程代码154111001）实验篇的第1个实验，安排在第3周第5次课、机房完成，共2学时，对应第2章2.3节。实验目的是掌握Python编程基础，能熟练运用函数定义与调用、模块与包、第三方库安装与使用以及文件操作解决问题，为后续NumPy、pandas和百度AI开放平台实验打下基础。教学方式为讲授法、操作演示法、实验指导和在线学习平台辅助。

本实验以Anaconda作为编程环境。Anaconda是开源数据科学平台，集成包管理器Conda及开发工具Spyder、Jupyter Notebook。安装包可从官网https://www.anaconda.com/下载，速度较慢则改用清华大学开源软件镜像站https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/archive/，按系统与CPU选择，例如Anaconda3-2024.10-1-Windows-x86_64.exe。安装时尽量勾选“创建开始快捷方式”；若不将Anaconda3加入PATH，需手动配置环境变量。验证：在Anaconda Prompt中执行`conda --version`或`conda -v`显示版本号；在命令提示符输入`python`出现`>>>`即表示环境正确。Spyder工作区主要包括程序编辑区和IPython控制台；Jupyter Notebook基于网页，启动后服务器终端使用期间不能关闭。

步骤要点如下。用关键字`def`定义函数，三要素为函数名、形式参数列表和函数体，可用`return`返回结果，如`add(a, b)`计算两数之和；调用时按位置参数、默认值参数或关键字参数传值。使用模块前须`import`，掌握导入整个模块、导入指定对象、导入全部内容、起别名四种方式，标准库如`math`、`random`一般不必另行安装。第三方库需先安装再导入，命令为`pip install 库名`或`conda install 库名`，课程示例为jieba、wordcloud，作业还要求安装requests并做简单网络请求。文件操作三步为打开、读写、关闭，推荐`with open`自动关闭；课堂需读取文本、全部转为大写后写入另一文件，并可完成简易日志记录器小项目。

注意事项：函数体缩进必须一致，勿混用空格与Tab；无参函数圆括号不能省略；默认值参数须放在非默认值参数后面，关键字参数后面不能再写位置参数。Windows路径应使用原始字符串，如`r"d:\test.txt"`，以免`\t`被转义。`write()`只能写入字符串且不自动换行；读取中文指定`encoding='utf-8'`；文件用后必须关闭。只安装不导入会引发`NameError`。Jupyter使用期间不可关闭服务器终端。实验代码须语法正确、可运行，并按课程要求提交实验报告。

## 关键要点
- 实验1为实验篇首个实验，第3周第5次课、机房、2学时，对应第2章2.3节。
- 实验目的：掌握函数、模块与包、第三方库、文件操作，为后续AI实验打基础。
- 环境：Anaconda；镜像站 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/archive/ ；安装包如 Anaconda3-2024.10-1-Windows-x86_64.exe。
- 验证：`conda --version`/`conda -v`；`python`出现`>>>`。
- 三个工具：Anaconda Prompt、Spyder、Jupyter Notebook；Jupyter服务器终端使用期间不能关闭。
- 函数用`def`定义，三要素为函数名、形参列表、函数体；调用分位置、默认值、关键字参数。
- 模块四种导入：`import`、`from ... import`、`from ... import *`、`as`别名。
- 第三方库：`pip install`/`conda install`；示例jieba、wordcloud、requests。
- 文件三步：打开、读写、关闭；路径用原始字符串；`write()`只写字符串。
- 常见坑：缩进混用、漏写圆括号、路径转义、只装不导、未关闭文件、关闭Jupyter服务器终端。