🧠 一、基础语法速查

🧠 Python 关键字(共 36 个,区分大小写)

关键字 说明
False 布尔值,假
True 布尔值,真
None 空值
and 逻辑与
or 逻辑或
not 逻辑非
if 条件语句
elif 条件分支
else 条件结尾
while 条件循环
for 循环语句
break 中断循环
continue 跳过当前循环
in 成员判断、循环迭代
is 身份比较(是否是同一个对象)
pass 占位语句
def 定义函数
return 返回值
yield 生成器返回值
lambda 匿名函数
global 全局变量声明
nonlocal 闭包变量声明
import 导入模块
from 从模块导入指定成员
as 给导入模块/异常命名
class 类定义
try 异常捕获开始
except 异常捕获
finally 异常结束处理
raise 主动抛出异常
assert 断言
del 删除变量或元素
with 上下文管理语句
async 异步定义函数(协程)
await 异步调用(等待协程结果)

语法

语法 示例 说明
变量定义 x = 10 不需要声明类型
条件语句 if x > 0: ... elif x==0: ... else: ... 结构清晰
循环 for i in range(10):
while x < 5:
遍历/条件循环
函数定义 def func(a, b=1): return a + b 默认参数、返回值
列表推导式 [x**2 for x in range(5)] 快速生成新列表
多变量赋值 a, b = 1, 2 解包
类型注解 def add(x: int) -> int: 函数签名更清晰

🧰 二、常用数据结构函数

字符串 str

函数 示例 说明
s.lower() / s.upper() 大小写转换
s.split(',') / ' '.join(list) 拆分 / 合并
s.strip() 去除首尾空白
s.replace('a','b') 替换字符串
f"{x:.2f}" f-string 格式化字符串

列表 list

函数 示例 说明
len(lst) 获取长度
lst.append(x) / lst.extend(...) 添加元素
lst.pop() / lst.remove(x) 删除元素
lst.sort() / sorted(lst) 排序,原地或新列表
lst[::-1] 反转列表

字典 dict

函数 示例 说明
d.get('key', default) 安全取值
d.keys() / d.values() 键/值视图
d.items() 遍历键值对
dict(zip(keys, values)) 合并为字典

集合 set

操作 示例 说明
并 `a b/a.union(b)`
交 a & b / a.intersection(b)
差 a - b / a.difference(b)

🔁 三、内置函数高频使用表

函数 用途
len() 长度
sum() 求和
min() / max() 最小/最大
range() 生成数列
enumerate() 索引+元素遍历
zip(a, b) 配对遍历
map(func, iterable) 映射
filter(func, iterable) 过滤
sorted(list, key=..., reverse=True) 排序控制
any() / all() 判断是否有 / 是否都为真

⚙️ 四、模块与工具函数

模块 常用函数 用途
math math.sqrt(), log(), ceil() 数学运算
random random.choice(), randint() 随机操作
datetime datetime.now() 时间戳处理
os, sys os.path, sys.argv 路径与参数
glob glob.glob('*.py') 文件批量匹配
re re.findall(), sub() 正则匹配
json / yaml json.load(), yaml.safe_load() 配置处理

🧪 五、异常处理 & 文件操作

异常处理

try:
    risky_operation()
except ValueError as e:
    print("Caught error:", e)
finally:
    cleanup()

文件操作

with open('file.txt', 'r') as f:
    content = f.read()

🔢 七、数值计算与张量操作(NumPy & PyTorch)

NumPy常用函数

函数 说明
np.array() 创建数组
np.zeros() / np.ones() 初始化张量
np.reshape() 重塑维度
np.dot() / np.matmul() 向量/矩阵乘法
np.mean() / np.std() 均值、标准差
np.argmax() / np.argsort() 排序、索引最大值
np.concatenate() / np.stack() 合并数组

PyTorch张量操作

函数 说明
torch.tensor() / torch.from_numpy() 创建张量
x.to('cuda') 张量转GPU
x.view() / x.reshape() 改变维度
x.mean(dim=1) / x.softmax(dim=-1) 常见计算
torch.cat() / torch.stack() 拼接张量
torch.nn.functional 提供无状态的函数,如激活函数

🧠 八、模型开发与训练(PyTorch)

模型定义

import torch.nn as nn

class MyModel(nn.Module):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.linear = nn.Linear(768, 2)
    
    def forward(self, x):
        return self.linear(x)

常用训练组件

模块 常用函数 用途
nn nn.Linear, nn.Embedding, nn.Transformer 模型层
optim SGD, Adam, lr_scheduler 优化器
loss CrossEntropyLoss, MSELoss 损失函数
DataLoader torch.utils.data.DataLoader 数据批加载
autograd loss.backward() 反向传播

🚀 九、大模型加载与推理相关库函数

HuggingFace Transformers

函数 说明
from_pretrained() 加载模型和tokenizer
AutoModelForCausalLM / AutoTokenizer 大模型架构适配
tokenizer.encode() / decode() 文本与token转换
model.generate() 文本生成

推理优化相关

库 函数 / 说明
torch.no_grad() 禁用梯度,加快推理
torch.cuda.amp.autocast() 半精度混合精度推理
torch.jit.trace() / script() 模型静态图编译
onnxruntime InferenceSession(),用于ONNX推理
vllm 高效推理库(异步批次 + KV Cache 管理)

🧰 十、辅助工具库函数

配置与日志

库 常用函数
argparse parser.add_argument()
yaml yaml.safe_load(open('config.yaml'))
logging logging.info(),配合训练日志记录

文件与路径

库 用途
os, pathlib 文件路径管理
glob, shutil, zipfile 文件批量操作、压缩
tqdm 训练进度条显示

调试与性能

工具 用法 说明
print() / logging 日志输出 可配日志等级
assert assert x > 0 条件断言
%timeit IPython魔法命令 性能测试
pdb.set_trace() 中断调试

📚十一、 推荐学习资源

主题 资源
Python 3 标准库手册 https://docs.python.org/3/library/
PyTorch文档 https://pytorch.org/docs/stable/index.html
HuggingFace教程 https://huggingface.co/transformers/
Python标准库速查 https://docs.python.org/3/library/

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作者:mospan
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本文出处:http://mospany.github.io/2025/08/02/python-in-ai/
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