Python的人工智能入门

在本章中，我们将学习如何开始使用Python 进行人工智能开发。

1. 为什么Python用于AI

人工智能被认为是未来的趋势技术。已经有很多应用程序在上面制作。因此，许多公司和研究人员对此感兴趣。但是，这里出现的主要问题是，在哪种编程语言中可以开发这些AI应用程序？有各种编程语言，如Lisp，Prolog，C++，Java和Python，可用于开发AI的应用程序。其中，Python编程语言获得了巨大的普及，原因如下

1) 语法简单，编码少

Python涉及非常少的编码和简单的语法，其他编程语言可用于开发AI应用程序。由于此功能，测试可以更容易，我们可以更专注于编程。

2) 用于AI项目的内置库

使用Python进行AI的一个主要优点是它内置了库。Python拥有几乎所有类型的AI项目的库。例如， NumPy，SciPy，matplotlib，nltk，SimpleAI 是一些重要的内置Python库。

• 开源 - Python是一种开源编程语言。 这使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Web应用程序。 这是Python适用于AI项目的另一个原因。

2. Python的特点

Python是一种高级，解释，交互式和面向对象的脚本语言。Python的设计具有高可读性。它经常使用英语关键词，而其他语言使用标点符号，并且它的语法结构比其他语言少。Python的功能包括以下内容

• 易于学习 - Python几乎没有关键字，结构简单，语法清晰。 这允许学生快速学习语言。
• 易于阅读 - Python代码更清晰，更明显。
• 易于维护 - Python的源代码非常易于维护。
• 广泛的标准库 - Python的大部分库在UNIX，Windows和Macintosh上非常便携且跨平台兼容。
• 交互模式 - Python支持交互模式，允许交互式测试和调试代码片段。
• 便携式 - Python可以在各种硬件平台上运行，并且在所有平台上都具有相同的界面。
• 可扩展 - 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更高效地添加或定制他们的工具。
• 数据库 - Python为所有主要商业数据库提供接口。
• GUI编程 - Python支持GUI应用程序，可以创建和移植到许多系统调用，库和Windows系统，如Windows MFC，Macintosh和Unix的X Window系统。
• 可扩展 - 与shell脚本相比，Python为大型程序提供了更好的结构和支持。

3. Python的重要功能

现在让我们考虑Python的以下重要功能：

• 它支持功能和结构化编程方法以及OOP。
• 它可以用作脚本语言，也可以编译为字节码来构建大型应用程序。
• 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。

4. 安装Python

Python发行版可用于大量平台。您只需下载适用于您的平台的二进制代码并安装Python。

如果您的平台的二进制代码不可用，则需要C编译器手动编译源代码。编译源代码在选择安装所需的功能方面提供了更大的灵活性。

以下是在各种平台上安装Python的快速概述。

1) Unix和Linux安装

按照以下步骤在Unix / Linux机器上安装Python。

• 打开Web浏览器并转到 https://www.python.org/downloads
• 点击链接下载适用于Unix / Linux的压缩源代码。
• 下载并解压缩文件。
• 如果要自定义某些选项，请编辑 模块/设置 文件。
• 运行./configure脚本
• make
• make install

这将在标准位置/ usr / local / bin及其库中安装Python，位于 / usr / local / lib / pythonXX，其中XX是Python的版本。

） Windows安装

请按照以下步骤在Windows计算机上安装Python。

• 打开Web浏览器并转到 https://www.python.org/downloads
• 按照Windows安装程序 python-XYZ .msi文件 的链接进行操作，其中XYZ是您需要安装的版本。
• 要使用此安装程序 python-XYZ .msi，Windows系统必须支持Microsoft Installer 2.0。 将安装程序文件保存到本地计算机，然后运行它以查明您的计算机是否支持MSI。
• 运行下载的文件。这将打开Python安装向导，它非常易于使用。只需接受默认设置，然后等待安装完成。

3) Macintosh安装

如果您使用的是Mac OS X，建议您使用Homebrew来安装Python 3.它是Mac OS X的一个很棒的软件包安装程序，它非常易于使用。如果您没有Homebrew，可以使用以下命令安装它

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

我们可以使用以下命令更新包管理器

$ brew update

现在运行以下命令在您的系统上安装Python3

$ brew install python3

5. 设置PATH

程序和其他可执行文件可以位于许多目录中，因此操作系统提供了一个搜索路径，列出了OS搜索可执行文件的目录。

该路径存储在环境变量中，该变量是由操作系统维护的命名字符串。此变量包含命令shell和其他程序可用的信息。

路径变量在Unix中命名为PATH，在Windows中命名为Path（Unix区分大小写; Windows不是）。

在Mac OS中，安装程序会处理路径详细信息。要从任何特定目录调用Python解释器，必须将Python目录添加到路径中。

在Unix / Linux上设置路径

要将Python目录添加到Unix中特定会话的路径

• 在csh shell中

键入 setenv PATH“$ PATH：/ usr / local / bin / python” 并按 Enter键 。

• 在bash shell（Linux）中

键入 export ATH =“$ PATH：/ usr / local / bin / python” 并按 Enter键 。

• 在sh或ksh shell中

键入 PATH =“$ PATH：/ usr / local / bin / python” 并按 Enter键 。

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

在Windows上设置路径

要将Python目录添加到Windows中特定会话的路径中 -

• 在命令提示符下 - 键入 path％path％; C：\ Python 并按 Enter键 。

注 - C：\ Python是Python目录的路径。

6. 运行Python

现在让我们看看运行Python的不同方法。方法如下：

1) 交互式运行

我们可以从Unix，DOS或任何其他为您提供命令行解释器或shell窗口的系统启动Python。

• 在命令行输入 python 。
• 立即在交互式解释器中开始编码。

$python # Unix/Linux

or

python% # Unix/Linux

or

C:> python # Windows/DOS

以下是所有可用命令行选项的列表：

2) 来自命令行的脚本

可以通过在应用程序上调用解释器在命令行执行Python脚本，如下所示

$python script.py # Unix/Linux

or

python% script.py # Unix/Linux

or

C:> python script.py # Windows/DOS

注 - 确保文件权限模式允许执行。

3) 集成开发环境

如果您的系统上有支持Python的GUI应用程序，您也可以从图形用户界面（GUI）环境运行Python。

• Unix - IDLE是第一个用于Python的Unix IDE。
• Windows - PythonWin是第一个用于Python的Windows界面，是一个带有GUI的IDE。
• Macintosh - 可以从主网站获得Macintosh版本的Python以及IDLE IDE，可以下载为MacBinary或BinHex'd文件。

如果您无法正确设置环境，则可以从系统管理员处获取帮助。确保Python环境设置正确并且工作正常。

我们还可以使用另一个名为Anaconda的Python平台。它包括数百种流行的数据科学软件包以及适用于Windows，Linux和MacOS的conda软件包和虚拟环境管理器。您可以通过操作系统从 https://www.anaconda.com/download/链接下载它。

在本教程中，我们在MS Windows上使用Python 3.6.3版本。