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人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程

潘理虎宋婷◎主編

李建偉謝斌紅荀亞玲◎副主編

文前-05.indd12022/9/917:17:21

內(nèi)?容?簡?介

本書作為一本實(shí)驗(yàn)教程，最大的特色是簡明、實(shí)用、邏輯性強(qiáng)、可讀性好，使讀者在有限

的時間內(nèi)掌握人工智能的基本原理與應(yīng)用技術(shù)。

本書圍繞基礎(chǔ)知識點(diǎn)在前兩章介紹了Python基本開發(fā)環(huán)境及編程基礎(chǔ)語法、常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

的使用；第3章介紹了機(jī)器學(xué)習(xí)中經(jīng)典算法及常用算法，包括邏輯回歸、決策樹、K近鄰、隨機(jī)

森林、支持向量機(jī)、樸素貝葉斯、AdaBoost、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法的實(shí)現(xiàn)；第4、5章介紹了深度學(xué)

習(xí)基礎(chǔ)知識和實(shí)現(xiàn)環(huán)境，以及深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)典算法；第6~8章分別介紹了三大應(yīng)用領(lǐng)域——計(jì)

算機(jī)視覺的基礎(chǔ)算法及應(yīng)用實(shí)例、自然語言處理的基本應(yīng)用算法實(shí)現(xiàn)、智能機(jī)器人的基本操作

及功能實(shí)現(xiàn)；最后兩章通過兩個嵌入式人工智能案例融合前面章節(jié)介紹的基礎(chǔ)算法，完整實(shí)現(xiàn)

了人工智能在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

本書適合作為初學(xué)人工智能的本科及高職學(xué)生的專業(yè)教材，也可作為對人工智能愛好者的

參考用書。

圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程/潘理虎，宋婷主編.—北京：

中國鐵道出版社有限公司，2022.9

ISBN978-7-113-29320-8

Ⅰ.①人…Ⅱ.①潘…②宋…Ⅲ.①人工智能-實(shí)驗(yàn)-

高等學(xué)校-教材Ⅳ.①TP18-33

中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字（2022）第111678號

書名：人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程

作者：潘理虎宋婷

策劃：何紅艷?????編輯部電話：（010）63560043

責(zé)任編輯：何紅艷張彤????????????????

封面設(shè)計(jì)：劉莎

責(zé)任校對：孫玫

責(zé)任印制：樊啟鵬

出版發(fā)行：中國鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：北京建宏印刷有限公司

版次：2022年9月第1版2022年9月第1次印刷

開本：787?mm×1?092?mm?1/16?印張：19.5?字?jǐn)?shù)：449千

書號：ISBN978-7-113-29320-8

定價：49.80元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書，如有印制質(zhì)量問題，請與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報電話：（010）63549461

文前-05.indd22022/9/1316:41:47

前言

人工智能從起源至今已將近70年，它的發(fā)展過程一路荊棘，有低谷也有高潮。面對

與之相關(guān)的新理論、新技術(shù)的快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然需求，人類社會從數(shù)字化、

網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速躍進(jìn)，生活中充斥著人工智能的概念，從而驅(qū)動人工智能的發(fā)展進(jìn)入

新的階段。正如“互聯(lián)網(wǎng)+”模式改變著我們的衣食住行各個方面一樣，人工智能模式以

同樣的方式席卷各個行業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域，車聯(lián)網(wǎng)、家電、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等行業(yè)都需要

更加精準(zhǔn)的模式幫助人類處理復(fù)雜任務(wù)。

深度學(xué)習(xí)是人工智能前沿技術(shù)的核心，因此，學(xué)習(xí)和討論人工智能前沿技術(shù)必然要從

深度學(xué)習(xí)切入，其原理在于建立、模擬人腦進(jìn)行分析學(xué)習(xí)，是利用人腦機(jī)制來解釋數(shù)據(jù)的

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過近些年的沉淀和發(fā)展，各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和調(diào)優(yōu)方法的提出，深度學(xué)習(xí)性

能得到了大幅提升，相關(guān)的算法已經(jīng)具備了解決各種復(fù)雜問題的能力，以最低的成本使用

深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決各個細(xì)分領(lǐng)域的問題成了人工智能爆發(fā)期的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的“人工智能”課程偏重理論，過于學(xué)術(shù)化

，現(xiàn)有教材中不缺乏基礎(chǔ)理論和前沿

進(jìn)展這類知識點(diǎn)，但讀完之后可能仍然不知道怎么動手解決問題。本書希望在兼顧理論的

同時，在課程中強(qiáng)化實(shí)踐內(nèi)容，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，這也成為課程發(fā)展的主要趨勢，需

要更通俗和直觀的方法引導(dǎo)零基礎(chǔ)的讀者開始人工智能的實(shí)踐學(xué)習(xí)。

從機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)算法開始介紹，結(jié)合相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵗约芭c生活相關(guān)的完整案例，

其中包括基于機(jī)器學(xué)習(xí)常用經(jīng)典算法的實(shí)例、基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例、計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域

基礎(chǔ)應(yīng)用的算法實(shí)例、自然語言處理基礎(chǔ)應(yīng)用的算法實(shí)例及智能機(jī)器人的基本操作以及功

能實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)突出技術(shù)的可操作性，希望讀者在學(xué)習(xí)理論的同時，通過算法實(shí)現(xiàn)掌握人工

智能的基本方法，并能將其用于解決實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)更多進(jìn)展，如解決問題多樣性、提速

的同時縮減成本、不僅有好的性能指標(biāo)且方便好用等。最后兩章的完整案例通過嵌入式人

工智能呈現(xiàn)了機(jī)器如何通過學(xué)習(xí)來模擬人的智能，由此使讀者更加系統(tǒng)、深入地掌握計(jì)算

機(jī)人工智能的應(yīng)用實(shí)踐技能。

本書編寫分工如下：第1章由潘理虎編寫，第2、3、5~7章由宋婷編寫，第4章

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II人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程

由李建偉編寫，第8章由謝斌紅編寫，第9、10章由荀亞玲編寫。全書由潘理虎統(tǒng)稿

并定稿。

在本書的成書過程中

,眾多老師和學(xué)生提供了熱心的幫助。首先要感謝太原科技大學(xué)

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院為本書的編寫提供的良好測試環(huán)境，同時還要感謝太原科技大學(xué)計(jì)

算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的所有同仁，他們?yōu)楸緯峁┝烁呶萁驳囊庖姾椭笇?dǎo)！感謝百科榮

創(chuàng)科技發(fā)展有限公司提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)環(huán)境的技術(shù)支持！感謝山西省高等教育“1331

工程”立德樹人提質(zhì)增效計(jì)劃建設(shè)項(xiàng)目——太原科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)國家級一流本

科專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目的支持！

由于編者水平有限，書中難免有疏漏之處

，敬請讀者批評指正。

編??者

2022年4月

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目錄

第1章Python編程基礎(chǔ)...........13.2AdaBoost分類算法.............................63

1.1Python基礎(chǔ)語法........................................13.3KNN算法......................................................69

1.1.1基礎(chǔ)知識.............................13.4基于KD樹的KNN算法....................74

1.1.2運(yùn)算符..................................43.5支持向量機(jī)SVM....................................78

1.1.3注釋與縮進(jìn)...........................73.6樸素貝葉斯分類器..................................85

1.2Python基本語句........................................83.7決策樹.............................................................90

1.2.1條件控制語句......................93.8Kmeans算法.............................................99

1.2.2循環(huán)控制語句.....................103.9線性回歸.....................................................106

1.3Python開發(fā)環(huán)境的安裝和使用....133.10PCA降維實(shí)驗(yàn).....................................116

1.4集成開發(fā)環(huán)境PyCharm的第4章深度學(xué)習(xí)................122

安裝和使用.................................................16

4.1深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識...............................122

1.5輸出函數(shù)實(shí)驗(yàn).............................................20

4.1.1傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度

1.6Python文件I/O實(shí)驗(yàn).........................23

學(xué)習(xí)方法...........................122

第2章Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)..........274.1.2深度學(xué)習(xí)發(fā)展階段............123

2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).............................................274.1.3深度學(xué)習(xí)特點(diǎn)....................124

2.2Python字符串實(shí)驗(yàn)...............................284.2TensorFlow框架...............................124

2.3Python列表實(shí)驗(yàn).....................................334.2.1TensorFlow簡介..............125

2.3.1列表的序列化操作..............334.2.2Tensor基本概念...............126

2.3.2列表推導(dǎo)式和生成器4.2.3創(chuàng)建常量與變量...............127

???表達(dá)式.................................404.3TensorFlow安裝與配置...............128

2.4Python元組實(shí)驗(yàn).....................................424.4PyTorch安裝與配置.........................131

2.5Python字典實(shí)驗(yàn).....................................474.5數(shù)據(jù)操作實(shí)驗(yàn)..........................................134

2.6類與對象........................................................51第5章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建.............146

2.7Python函數(shù)................................................54

5.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)原理...............................146

第3章機(jī)器學(xué)習(xí)..................585.1.1基礎(chǔ)概念...........................146

3.1機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識..................................585.1.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)................147

3.1.1概述.....................................585.1.3模型訓(xùn)練...........................148

3.1.2學(xué)習(xí)形式分類......................595.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一元線性回歸....................150

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2人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程

5.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多元線性回歸....................153第8章智能機(jī)器人..............258

5.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性回歸..........................1568.1機(jī)器人硬件................................................259

5.5基礎(chǔ)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)...............................1598.2開發(fā)環(huán)境.....................................................261

5.6高級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)...............................1628.2.1虛擬機(jī)開發(fā)環(huán)境................261

5.7卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)...............................1668.2.2網(wǎng)絡(luò)配置..........................263

5.8手寫數(shù)字識別實(shí)驗(yàn)——CNN.........1758.2.3開發(fā)主機(jī)SSH登錄Nano.....264

5.9循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)...............................1808.2.4編程開發(fā)環(huán)境....................264

第6章計(jì)算機(jī)視覺..............1898.3ROS基本操作........................................265

8.4OpenCV機(jī)器人視覺開發(fā).............268

6.1圖像基礎(chǔ)知識..........................................189

8.5語音合成開發(fā)..........................................273

6.2圖像均值濾波實(shí)驗(yàn)...............................191

8.6SLAM激光雷達(dá)建圖........................275

6.3圖像中值濾波實(shí)驗(yàn)...............................196

6.4圖像分割實(shí)驗(yàn)..........................................199第9章應(yīng)用開發(fā)實(shí)訓(xùn)案例.

6.5仿射變換實(shí)驗(yàn)..........................................203——智能家居............279

6.6三角形仿射實(shí)驗(yàn).....................................2069.1基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的

6.7基于Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的...表情識別...................................................280

..圖片識別......................................................2099.2氛圍燈控制..............................................283

6.8基于支持向量機(jī)的人臉識別.........2129.3人臉表情識別模型推理功能

6.9基于隱馬爾科夫的語音識別.........217...插件構(gòu)建.....................................................284

第7章自然語言處理............2259.4氛圍燈控制系統(tǒng)功能插件構(gòu)建.....287

7.1NLP概述....................................................225第10章應(yīng)用開發(fā)實(shí)訓(xùn)案例.

7.2詞性標(biāo)注.....................................................227——智能停車場........290

7.3中文分詞——逆向最大匹配..........23110.1車牌識別模型.......................................291

7.4中文分詞——基于隱馬爾科夫10.2閘機(jī)控制系統(tǒng).......................................297

...模型................................................................23310.3車牌識別功能插件構(gòu)建.................298

7.5文本分類實(shí)驗(yàn)..........................................23710.4道閘控制功能插件構(gòu)建.................303

7.6文本模式識別實(shí)驗(yàn)...............................243

7.7GloVe詞向量模型..............................247

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第1章

Python編程基礎(chǔ)

Python是一門編程語言，在人工智能領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用，是適合人工智能開發(fā)

的編程語言。Python語言編寫簡單，使用方便，得益于其自身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。人工智能包

含機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)兩個重要的模塊，而Python積累了大量的工具庫、架構(gòu)，當(dāng)人工

智能涉及大量的數(shù)據(jù)計(jì)算時，用Python自然、簡單而高效。Python可用于數(shù)據(jù)處理、數(shù)

據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模和繪圖，基本上機(jī)器學(xué)習(xí)中對數(shù)據(jù)的爬?。╯crapy、requests、selenium、

beautifulsoup）、對數(shù)據(jù)的處理和分析（pandas、numpy、scipy）、對數(shù)據(jù)的繪圖（matplotlib）

和對數(shù)據(jù)的建模（sklearn、nltk、keras）在Python中全都能找到對應(yīng)的庫來進(jìn)行處理。

學(xué)習(xí)Python語言可以分為三步：一是學(xué)習(xí)Python語言的基本語法，形成Python編程

思想；二是學(xué)習(xí)采用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以從機(jī)器學(xué)習(xí)開始；三是通過實(shí)踐來積累經(jīng)

驗(yàn)，可以基于大數(shù)據(jù)平臺來完成各種開發(fā)、分析任務(wù)。

1.1Python基礎(chǔ)語法

1.1.1基礎(chǔ)知識

1．編譯方式

Python編譯方式分為交互式編譯和腳本式編譯，交互式編譯通過Python解釋器的交互

模式編寫代碼，如可以在Linux的命令行中輸入命令“Python3”啟動交互式編譯：

bkrc@bkrc:~$python3

Python3.7.3(default,Apr32020,05:39:12)

>>>

“>>>”后敲入Python代碼，輸入的代碼是立即運(yùn)行的，并且將每一行Python代碼的

運(yùn)行結(jié)果自動打印出來。

腳本式編譯將代碼寫入以py為后綴的文件中，在終端命令行中調(diào)用Python解釋器加

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2人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程

載執(zhí)行文件中的Python代碼。下面創(chuàng)建一個sayhello.py文件，內(nèi)容是“HelloWorld!”，

分別用雙引號（"?"）和單引號（'?'）輸出，結(jié)果一致。實(shí)例如下：

bkrc@bkrc:~$cat>sayhello.py

print("HelloWorld!")

print('HelloWorld!')

運(yùn)行sayHello.py腳本，運(yùn)行結(jié)果如下：

bkrc@bkrc:~$python3sayHello.py

HelloWorld!

HelloWorld!

Python允許一行書寫多個語句，用分號“;”分開，實(shí)例如下：

>>>1+2;print("sayhello");2+4

3

sayhello

6

2．變量類型及變量定義

編程語言需要處理的數(shù)據(jù)類型有數(shù)字、字符、字符串等，可以直接使用數(shù)據(jù)，也可以

將數(shù)據(jù)保存到變量（Variable）中，方便以后使用，和變量相對應(yīng)的是常量（Constant），

它們都是用來“盛裝”數(shù)據(jù)的小箱子。程序中的數(shù)據(jù)最終都存放到內(nèi)存中，變量/常量是

這塊內(nèi)存的名字，存儲在內(nèi)存中的值意味著在創(chuàng)建變量/常量時會在內(nèi)存中開辟一個空間，

給每個變量和常量定義專門的名字，通過名字引用其中的數(shù)據(jù)。區(qū)別在于變量保存的數(shù)據(jù)

可以被多次修改，而常量一旦保存某個數(shù)據(jù)之后就不能修改了。

Python中并未提供如C、C++、Java一樣的const修飾符，Python程序一般通過約定

俗成的變量名全大寫的形式表示這是一個常量，然而這種方式并沒有真正實(shí)現(xiàn)常量，其對

應(yīng)的值仍然可以被改變。Python提供了新的方法實(shí)現(xiàn)常量：即通過自定義類實(shí)現(xiàn)，這要求

符合“命名全部大寫”和“值一旦被綁定便不可再修改”這兩個條件。

變量可以指定不同的數(shù)據(jù)類型，這些變量可以存儲整數(shù)、小數(shù)或字符。Python中變量

定義不需要類型聲明，由類型推斷自動完成。變量賦值使用等號（=），等號（=）運(yùn)算符

左邊是定義的變量名，右邊是存儲在變量中的值。實(shí)例如下：

#-*-coding:utf-8-*-

counter=10#整型變量

miles=10.0#浮點(diǎn)型

name="Wang"#字符串

print(counter)

print(miles)

print(name)

運(yùn)行結(jié)果如圖1.1所示。

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第1章Python編程基礎(chǔ)3

1

圖1.1變量定義示例代碼

3．標(biāo)識符

在程序中自定義的類名、函數(shù)名、變量等符號和名稱，稱為標(biāo)識符。Python中，標(biāo)識

符由字母、數(shù)字、下畫線（_）組成，區(qū)分大小寫，命名規(guī)則如下：

（1）標(biāo)識符是由字符（A~Z和a~z）、下畫線和數(shù)字組成，第一個字符不能是數(shù)字。

（2）標(biāo)識符不能和Python中的保留字相同。

（3）Python中的標(biāo)識符，不能包含空格、@、%以及$等特殊字符。

舉例不合法的標(biāo)識符如下：

4word#不能以數(shù)字開頭

try#try是保留字，不能作為標(biāo)識符

$money#不能包含特殊字符

Python語言中，以下畫線開頭的標(biāo)識符有特殊含義，除非特定場景需要，應(yīng)避免使用

以下畫線開頭的標(biāo)識符。例如:

以單下畫線開頭的標(biāo)識符（如_width），表示不能直接訪問的類屬性，其無法通過

from...import*的方式導(dǎo)入；

以雙下畫線開頭的標(biāo)識符（如__add）表示類的私有成員；

以雙下畫線作為開頭和結(jié)尾的標(biāo)識符（如__init__），是專用標(biāo)識符。

4．Python關(guān)鍵字

Python的關(guān)鍵字是保留字，不能用作標(biāo)識符，可以使用如下命令查看Python中的所有

關(guān)鍵字：

>>>importkeyword

>>>keyword.kwlist

['False','None','True','and','as','assert','async','await','break',

'class','continue','def','del','elif','else','except','?nally','for',

'from','global','if','import','in','is','lambda','nonlocal','not',

'or','pass','raise','return','try','while','with','yield']

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4人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程

1.1.2運(yùn)算符

Python語言支持表1.1～表1.7類型的運(yùn)算符：算術(shù)運(yùn)算符、比較（關(guān)系）運(yùn)算符、

賦值運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、位運(yùn)算符、成員運(yùn)算符、身份運(yùn)算符。

1．算術(shù)運(yùn)算符

表1.1列出了常用算術(shù)運(yùn)算符及其用法，通過以下實(shí)例實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算符的基本操作：

表1.1算術(shù)運(yùn)算符

運(yùn)算符描述實(shí)例(a=10,b=20)

+加——兩個對象相加a+b輸出結(jié)果30

-減——得到負(fù)數(shù)或是一個數(shù)減去另一個數(shù)a-b輸出結(jié)果-10

*乘——兩個數(shù)相乘或是返回一個被重復(fù)若干次的字符串a(chǎn)*b輸出結(jié)果200

/除——b除以ab/a輸出結(jié)果2

%取?！祷爻ǖ挠鄶?shù)b%a輸出結(jié)果0

**冪——返回a的b次方a**b為10的20次方，輸出結(jié)果100000000000000000000

>>>9//2

4

//取整除——返回商的整數(shù)部分（向下取整）

>>>-9//2

-5

實(shí)例：

#-*-coding:utf-8-*-

a=25

b=10

c=0

c=a+b

print("{}+{}={}".format(a,b,c))

c=a-b

print("{}-{}={}".format(a,b,c))

c=a*b

print("{}*{}={}".format(a,b,c))

c=a/b

print("{}/{}={}".format(a,b,c))

c=a%b

print("{}%{}={}".format(a,b,c))

#修改變量a、b、c運(yùn)行結(jié)果：

a=225+10=35

b=325-10=15

c=a**b25*10=250

print("{}**{}={}".format(a,b,c))25/10=2.5

a=1025%10=5

b=52**3=8

c=a//b10//5=2

print("{}//{}={}".format(a,b,c))

文前-05.indd42022/9/1316:35:06

第1章Python編程基礎(chǔ)5

2．比較運(yùn)算符

表1.2列出了常用比較運(yùn)算符及其用法，通過以下實(shí)例實(shí)現(xiàn)比較運(yùn)算符的操作：

表1.2比較運(yùn)算符

運(yùn)算符描述實(shí)例(x=10,y=20)1

==等于——比較對象是否相等(x==y)返回False

!=不等于——比較兩個對象是否不相等(x!=y)返回True.

<>不等于——比較兩個對象是否不相等。Python3已廢棄(x<>y)返回True。這個運(yùn)算符類似!=

>大于——返回x是否大于y(x>y)返回False

小于——返回x是否小于y。所有比較運(yùn)算符返回1表示真，返

<(x<y)返回True

回0表示假。這分別與特殊的變量True和False等價

>=大于等于——返回x是否大于等于y(x>=y)返回False

<=小于等于——返回x是否小于等于y(x<=y)返回True

實(shí)例：

x=1運(yùn)行結(jié)果：

y=2

x==y:False

print("x==y:",x==y)

x!=y:True

print("x!=y:",x!=y)

x>y:False

print("x>y:",x>y)

x<y:True

print("x<y:",x<y)

print("x>=y:",x>=y)x>=y:False

print("x<=y:",x<=y)x<=y:True

3．賦值運(yùn)算符

表1.3列出了常用賦值運(yùn)算符及其用法，通過以下實(shí)例實(shí)現(xiàn)賦值運(yùn)算符的操作：

表1.3賦值運(yùn)算符

運(yùn)算符描述實(shí)例

=簡單的賦值運(yùn)算符c=a+b將a+b的運(yùn)算結(jié)果賦值為c

+=加法賦值運(yùn)算符c+=a等效于c=c+a

-=減法賦值運(yùn)算符c-=a等效于c=c-a

*=乘法賦值運(yùn)算符c*=a等效于c=c*a

/=除法賦值運(yùn)算符c/=a等效于c=c/a

%=取模賦值運(yùn)算符c%=a等效于c=c%a

**=冪賦值運(yùn)算符c**=a等效于c=c**a

//=取整除賦值運(yùn)算符c//=a等效于c=c//a

實(shí)例：

a=21

b=10

c=0

文前-05.indd52022/9/917:17:22

6人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程

c=a+b

print"1-c的值為：",c

c+=a

print"2-c的值為：",c

c*=a

print"3-c的值為：",c運(yùn)行結(jié)果：

c/=a1-c的值為：31

的值為：

print"4-c",c2-c的值為：52

c=2c%=a3-c的值為：1092

的值為：

print"5-c",c4-c的值為：52

c**=a5-c的值為：2

的值為：

print"6-c",c6-c的值為：2097152

c//=a7-c的值為：99864

print"7-c的值為：",c

4．邏輯運(yùn)算符

表1.4列出了常用邏輯運(yùn)算符及其用法，通過以下實(shí)例實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算符的操作：

表1.4邏輯運(yùn)算符

運(yùn)算符邏輯表達(dá)式描述實(shí)例(a=10,b=20)

布爾“與”——如果a為False，aandb返回False，否則它返回

andaandb(aandb)返回20

b的計(jì)算值

布爾“或”——如果a是非0，它返回a的計(jì)算值，否則它返回

oraorb(aorb)返回10

b的計(jì)算值

布爾“非”——如果a為True，返回False。如果a為False，它

notnotanot(aandb)返回False

返回True

實(shí)例：

a=True

b=False

ifaandb:

print("1-變量a和b都為true")

else:

print("1-變量a和b至少有一個不為true")

ifaorb:

print("2-變量a和b至少有一個為True")

else:

變量和都為

print("2-abfalse")運(yùn)行結(jié)果：

ifnota:

變量和至少有一個不為

print("3-變量a為false")1-abtrue

變量和至少有一個為

else:2-abTrue

變量為

print("3-變量a為true")3-atrue

5．其他運(yùn)算符

位運(yùn)算符是把數(shù)字看作二進(jìn)制來進(jìn)行計(jì)算的，見表1.5。

文前-05.indd62022/9/917:17:22

第1章Python編程基礎(chǔ)7

表1.5位運(yùn)算符

運(yùn)算符描述實(shí)例（x=60,y=13）

按位與運(yùn)算符：參與運(yùn)算的兩個值,如果兩個相應(yīng)位都為1,則該(x&y)輸出結(jié)果12，二進(jìn)制解釋：

&

位的結(jié)果為1，否則為000001100

按位或運(yùn)算符：只要對應(yīng)的兩個二進(jìn)位有一個為1時，結(jié)果位就(x|y)輸出結(jié)果61，二進(jìn)制解釋：0011

|1

為11101

(x^y)輸出結(jié)果49，二進(jìn)制解釋：0011

^按位異或運(yùn)算符：當(dāng)兩對應(yīng)的二進(jìn)位相異時，結(jié)果為1

0001

按位取反運(yùn)算符：對數(shù)據(jù)的每個二進(jìn)制位取反,即把1變?yōu)?,把(~x)輸出結(jié)果-61，二進(jìn)制解釋：1100

~

0變?yōu)?。~x類似于-x-10011，在一個有符號二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼形式

左移動運(yùn)算符：運(yùn)算數(shù)的各二進(jìn)位全部左移若干位，由<<右邊x<<2輸出結(jié)果240，二進(jìn)制解釋：

<<

的數(shù)字指定了移動的位數(shù)，高位丟棄，低位補(bǔ)011110000

右移動運(yùn)算符：把>>左邊的運(yùn)算數(shù)的各二進(jìn)位全部右移若干位，x>>2輸出結(jié)果15，二進(jìn)制解釋：0000

>>

>>右邊的數(shù)字指定了移動的位數(shù)1111

成員運(yùn)算符用來判斷一個對象是否包含另一個對象,見表1.6。

表1.6成員運(yùn)算符

運(yùn)算符描述實(shí)例

in如果在指定的序列中找到值返回True，否則返回Falsex