###前言

大家好，我是小雨。今天想跟大家分享一些我对 python学习 过程中的思考。其实这个想法在半年前我就有了。最近有个小伙伴私信我，说是对 机器学习 很感兴趣，但是只有一点点的编程基础。所以在看一些机器学习视频中，由于看不懂演示代码，而觉得机器学习入门很难 或者 由于看不懂演示代码，而觉得编程学习很难。

就像学车，不能因为对车体结构不了解，而觉得自己不能开车。

而今天我录制这个视频的目的就是想试着回答 编程学习很难吗？ 这个问题。先说一下我个人情况：

  1. 我学的是物理类-天文学专业
  2. 2018年因为科研需求开始接触编程，接触python
  3. 我的python学习主要是自学（看视频+看书）。今年疫情期间花了200块钱报了一个python基础班，为了是跟着别人梳理一下自己的学习内容（两个星期的网上课程）

总的来讲，我开始学习python编程并没有比任何对编程感兴趣的同学有起点优势，下面是我这两年的学习感悟总结，希望对想学编程语言的小伙伴有所启发。

HELLO WORLD！

如果我们决定要学一门编程语言，我们最渴望的就是能在网上找到学习资料or学习视频。刚好B站也有很多 python入门 相关的教程。而这些教程最大的特点之一就是：让我们在python环境中输入「print(“hello, world!")」 来一次所谓的python入门学习初体验。如果我们运行成功，比较虎的老师会说 恭喜你已经学会了python，就像赵本山对做脑筋急转弯的范伟说 恭喜你，你都会抢答了 那种既视感。

可我并没有丝毫的成就感，相反会跟小品中的范伟一样懵圈。

学习一门语言之前，输入 print(“hello, world!") 真的有助于我们学习编程语言吗？至少对我而言，我除了懵圈、疑惑之外，没有任何有促进我学习编程语言。而且，正是这种初始的疑惑，会让我在后续的学习中，因为没有得到解答而开始怀疑我是否学会了python这门语言。

注：我这里指的解答不是指为什么输入 print(“hello, world!")，点击 运行，就出现了 “hello, world!"。

函数概念

这篇总结虽然是基于我学习python语言，我觉得也会对学习其他编程语言（C，Java等）有启发。所以我变大言不惭地用 编程语言入门 这个标题。

在进行下面的讲述前，我默认看这个视频的小伙伴满足一下几点：

  • 具备中学数学（初中）水平
  • 会使用浏览器，遇到问题有意识去寻求帮助

函数概念

既然 print(“hello, world!") 不是一个好的入门方式（对我而言，我只是觉得它只是一个展示方式，根本谈不上编程入门），那 什么才是学习编程的入门方式呢？

我个人觉得，如果想学习编程语言，一定要有 函数概念，而且要有 接受数学符号 的阅读习惯。

#####函数表达式 $y=f(x)$

函数是我们在中学时就接触到的一个概念，简单来讲 给定一个 $x$，$f(x)$ 输出一个对应的 $y$。

function

这个时候我们再看 print(“hello, world!") 这段代码，是不是可以理解为 print() 本身就是一个函数而已（在python中，带有小括号的就是函数），而这个函数的作用就是你输入什么，它就会返回什么。【去网页运行一下】

1 = 1

x=1

x=y=1

赋值号 =

我们再来审查一下函数表达式： $y=f(x)$，在数学上这个表达式读作：$y$ 等于 $f(x)$。

  • 如果 $f(x)=1$，则 $y=1$
  • 如果 $f(x)=1+x$，则 $y=1+x$

也就是通过 等号= 作用，$f(x)$ 取什么，$y$ 也取相同结果。因此，我们可以将这个概念推广一下，使 = 不仅仅是书面上的相等，而是表示一种 赋予 行为（有点想武侠小说内功功法传递，或者理解为文件复制操作）。

X = Y：只要 Y 拥有任何属性，X都具有相同的属性（更严谨的数学表达：X，Y互为真子集）

例如：Y表示一个旅馆，旅馆里面有编号为6个房间，编号为0-6。我们用 Y(0) 表示0号房间

room_number

有了上面的 赋予 操作， X(0)也表示0号房间。更专业地我们将这种赋予行为读作 赋值操作。

多项式函数 $Y=F(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+…$
$Y=F(x)=g_0(x)+g_1(x)+…$

有了上面的函数概念和赋值概念，我们应该很容易理解多项数函数表达式，它仅仅是多增加几项而已。在这里重点提到这个概念，是为了重点介绍一种表示方式。

例子1：

直线图

如果我们要用多项式Y去表示上面的点，我们根据数据点的分布规律可以明显看出我们只需要$Y=F(x)=x$，即$a_1=1$，其他系数都为0。为了跟前面的母函数（数学上说法为函数空间）做为区别，我们可以用一下的表示方式 $Y.a_1=F(x).a_1=x$（编程语言中用的这种方式），如果你喜欢你也可以这样 **$Y_{a_1}=F(x)_{a_1}=x$** 或者 **$Y^{a_1}=F(x)^{a_1}=x$**。这些只不过用来表示我们取 $Y=F(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+…$ 某一部分功能概念而已。

例子2:

二次曲线

根据前面的例子1，我们会很快写出来 $Y.a_2=F(x).a_2=x^2$，更为简略地可以写为 $Y.a_1$（前提你要知道Y的函数空间是什么，这样你读到这个表达式的时候才会知道具体含义）。

粉笔颜色

虽然上面我们描述了如何用函数去表示上面两组数据，但是为了真正得到上面两幅图，是不是需要用粉笔画出来呢？根据图1的颜色，我知道图1的画笔颜色是蓝色的（没有色盲）。然而小红同学可能画的图是图3

红色直线

为什么在这里要强调这个问题呢？如果对于一个人来讲，根据最后选出的函数方式，他/她可能随意用任何颜色的笔来做图。但是对于电脑（机器）而言，我们必须告诉它你想用什么颜色让电脑呈现出来，在这里我们可以把 颜色 看成函数呈现的未知数，是蓝色or红色，我们必须告诉电脑。那如何把这个参数写到表达式里面呢？

$Y.a_1(x,color=red)$

总结

现在我们重新复习了函数概念，并对函数表达式的写法有了初步的理解，目的是为了我们以后看见长长的表达式而不再困惑，它们仅仅是一种书写或者表示简单的方法罢了。

学会寻求帮助

如果我问：牛顿第二定律的数学表达式是什么？

你可能会很快的写出 $F=ma$

我如果再问：请写出泰勒展开公式

你会说，我的数学水平只有中学水平，不知道你在说什么，那么现在就请用浏览器寻求泰勒展开式这几个字的含义吧。

如果你说，泰勒展开公式我在高数课程中学过，但是具体的数学表达式我忘记了，那么你可以去翻开高数书找到它。

无论你通过那种方式，你会给出下面这样的表达式：

$f(x)=f(x_0)+f’(x_0)(x-x_0)+\frac{f’'(x_0)}{2!}(x-x_0)^2+···+\frac{f^n(x_0)}{n!}(x-x_0)^n+R_n(x)$

在这里，我想强调的是 一定要学会寻求帮助。可这和学习编程有什么关系呢？

无论是通过浏览器还是通过翻阅工具书来寻求答案，是不是可以看成 为了解决我提出的问题，你需要一种or多种工具帮忙，直白的讲你需要把高数书上已有的公式再次写到（导入）我的问卷上？

编程入门

前面说了那么多，终于到了编程。

让我们先来看看Wikipedia给出的定义吧

A programming language is a formal language comprising a set of instructions that produce various kinds of output.

function

是不是跟前面函数概念基本类似呢？所以我们可以把编程语言python看成不同功能函数的集合呢？

让我们再来看这段代码 print(“hello, world!")。是不是就可以把 “hello,world” 看成 X，把 print() 看成Y。这个函数的功能就是你对他输入 X 他就原封不动输出这个 X。

有了这个概念，和前面的知识。我觉得我们可以阅读一段代码试一试，我这里的阅读不是让你理解其中的真正含义，而且 我们可以理解代码之间的逻辑结构。【阅读鸢尾花python代码】

详见鸢尾花

出错情况

print(hello, world!)

1
2
3
4
5
6

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-16-de99187c7dfd> in <module>
----> 1 print(hello,world)

NameError: name 'hello' is not defined

如果你是这样输入的，而且报错了，那么恭喜你，开启学习python之旅吧。

$G(x)=\frac{1}{x}$，就像这个函数一样，输入 $x=0$ 是没有意义的。