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Python 教学

基本介绍

Python 学习导读 使用 Google Colab 使用 Anaconda 使用 Python 虚拟环境 Python 范例集锦

数据型别

变数 variable 变数 ( 全域、区域 ) 数字 number 文字与字串 string 文字与字串 ( 常用方法 ) 文字与字串 ( 格式化 ) 串列 list 串列 ( 常用方法 ) 元组/数组 tuple 字典 dictionary 集合 set

语法观念

缩排和注解 运算子 operator 逻辑判断 ( if、elif、else ) 逻辑判断 ( and 和 or ) 重复循环 ( for、while ) 例外处理 ( try、except ) 生成式 comprehension 对象类别 class 对象继承 inheritance 导入模组 import

函数操作

函数 function 匿名函数 lambda 递回 recursion 产生器 generator 装饰器 decorator 闭包 closure

内建函数&方法

输入与输出 数学计算 字串操作与转换 迭代对象转换 迭代对象操作 文件读写 ( open ) eval() 与 exec()

标准函数库&模组

随机数 random 数学 math 数学统计函数 statistics 时间与日期 datetime 时间处理 time 日历 calendar 使用正规表达式 re 文件操作 os 查找匹配文件 glob 压缩文件 zipfile 高阶文件操作 shutil 高效迭代器 itertools 容器数据型态 collections CSV 文件操作 JSON 文件操作 threading 多执行绪处理 concurrent.futures

网络爬虫

Python 网络爬虫导读 关于网络爬虫 破解反爬虫的方法 Requests 函数库 Beautiful Soup 函数库 Selenium 函数库 爬取 PTT 文章标题 自动下载 PTT 正妹图片 同时下载多张图片 同时下载多张宝可梦图片 爬取 CCTV 即时图像 爬取统一发票号码对奖 爬取空气质量指标 ( AQI ) 爬取气象预报 爬取现在天气 LINE Notify 雷达回波图 LINE Notify 即时地震信息 爬取台湾银行牌告汇率 爬取 Yahoo 股市即时股价 爬取 LINE TODAY 留言 批次下载 Pinterest 图片 登录 Mobile01 截图下载 Twitter 自动上传图文

网页服务与应用

Flask 函数库 使用 ngrok 服务 Google Cloud Functions 串接 Gmail 寄送电子邮件 读取 Google 试算表 写入 Google 试算表 上传 Google 云端硬盘 发送 LINE Notify 通知 使用 Dialogflow Dialogflow + Webhook 服务器串接 Dialogflow 串接 Firebase 数据库 (1) 串接 Firebase 数据库 (2) 串接 Firebase 数据库 (3) 使用 OpenAI ChatGPT ChatGPT + Firebase

LINE BOT 教学

LINE BOT 教学导读 ( 免程序 ) 建立 LINE 官方账号 ( 免程序 ) 主动推播消息 ( 免程序 ) 自动回复消息 ( 免程序 ) 建立图文选单 ( 免程序 ) 基本消息类型 建立 LINE Channel 设定 Colab 开发环境 建立并串接 Webhook 解析 LINE 的消息 自动回复消息 主动推播消息 建立图文选单 切换图文选单 发送样板消息 发送 Flex Message 使用 Requests 传送消息 使用 LINE URL Scheme 储存用户的图片或影片 串接 Email 传送图片或影片 串接 Google 云端硬盘 气象机器人 (1) 气象机器人 (2) 气象机器人 (3) 气象机器人 (4) 串接 Dialogflow (1) 串接 Dialogflow (2) 串接 Dialogflow (3) 串接 Dialogflow (4) 串接 OpenAI ChatGPT (1) 串接 OpenAI ChatGPT (2) 串接 OpenAI ChatGPT (3)

OpenCV 教学

OpenCV 教学导读 OpenCV 函数库 打开并显示图片 写入并储存图片 读取并播放影片 写入并储存影片 取得图像信息 旋转/翻转/改变尺寸 图像的几何变形 图像的色彩转换 绘制各种形状 图像加入文字 剪裁图像 调整对比和亮度 负片效果 图像模糊化 图像的叠加与相减 二值化黑白图像 图像的侵蚀与膨胀 图像边缘侦测 魔术棒填充颜色 图像遮罩 边缘羽化效果 马赛克效果 子母画面影片 万花筒影片效果 多画面延迟播放影片 搞笑全景影片合成效果 凸透镜效果 ( 鱼眼效果 ) 倒数计时自动拍照效果 线性渐层填色 合成半透明图片 将指定的颜色变透明 处理 gif 动画 影片转透明 gif 动画 辨识 QRCode 和 BarCode 扫描 QRCode 切换效果 侦测鼠标事件 鼠标选取自动马赛克 即时在影片中绘图 侦测键盘行为 加入滑杆 ( Trackbar ) 拍照上传 Google 云端硬盘

AI 图像辨识教学

AI 图像辨识教学导读 OpenCV 人脸侦测 OpenCV 人脸马赛克 OpenCV 五官侦测 OpenCV 汽车侦测 OpenCV 行人侦测 OpenCV 辨识不同人脸 OpenCV 单对象追踪 OpenCV 多对象追踪 OpenCV 抓取特定颜色 OpenCV 追踪并标记颜色 情绪辨识与年龄侦测 辨识微笑,拍照储存 使用 Mediapipe ( 新 ) Mediapipe 人脸侦测 ( 新 ) Mediapipe 人脸特征点侦测 ( 新 ) Mediapipe 手掌侦测 ( 新 ) 使用 Mediapipe ( 旧 ) Mediapipe 人脸侦测 ( 旧 ) Mediapipe 人脸网格 ( 旧 ) Mediapipe 手掌侦测 ( 旧 ) Mediapipe 姿势侦测 Mediapipe 全身侦测 Mediapipe 物体侦测 Mediapipe 人物去背 Mediapipe 手势辨识 辨识比中指,自动马赛克 用手指在影片中画图 手指擦除镜子雾气效果 即时合成搞笑橘子脸 Jupyter 安装 Tensorflow 使用 Teachable Machine 辨识剪刀、石头、布 辨识是否戴口罩 辨识手写数字

NumPy 教学

NumPy 教学导读 NumPy 函数库 数据型态 建立数组 读取数组 迭代数组 数组项目赋值 修改数组形状 修改数组项目 填充数组 分割数组 合并数组 数组排序 广播 搜索数组项目 算数计算 数学函数 随机数 字串操作处理

matplotlib 图表

matplotlib 教学导读 matplotlib 函数库 Figure 和 Axes Figure 参数设定 建立多个子图表 设定图表标签 设定座标轴位置 设定座标轴刻度文字 数据文字标记 加入颜色对照表 使用极座标系统 使用 3D 图表 图表显示中文 下载储存图表 显示图片 制作图表动画 ( 图表 ) 折线图 ( 图表 ) 散布图 ( 图表 ) 长条图 ( 图表 ) 圆饼图 ( 图表 ) 甜甜圈图 ( 图表 ) 等高线图 ( 图表 ) 阶梯折线图 ( 图表 ) 堆叠折线图 ( 图表 ) 堆叠长条图 ( 图表 ) 极座标长条图 ( 图表 ) 极座标散布图 ( 图表 ) 3D 柱状长条图 ( 图表 ) 3D 散布图

Tkinter 界面设计

建立 Tkinter 视窗 Label 标签 Button 按钮 Radiobutton 单选按钮 Checkbutton 复选按钮 Entry 单行输入框 Text 多行输入框 Listbox 列表选择框 OptionMenu 下拉选单 Scale 数值调整滑杆 Spinbox 数值调整元件 Frame 框架 LabelFrame 标签框架 Scrollbar 滚动条 Canvas 画布 Menu 选单 Messagebox 消息提示框 Photoimage 显示图片 ttk.Progressbar 进度条 ttk.Combobox 下拉选单 Pack 基本版面布局 Grid 格状版面布局 Place 位置版面布局 范例 - Label 制作时钟 范例 - 点击按钮开文件 范例 - 打开多个文件 范例 - 打开并压缩文件 范例 - 打开并显示图片 范例 - 调整图片亮度对比 范例 - 简单计算机 范例 - 发送 LINE Notify

PyQt5 界面设计

PyQt5 函数库 使用 Qt designer 建立 PyQt5 视窗 QLabel 标签 QPushButton 按钮 QRadioButton 单选按钮 QCheckBox 复选按钮 QGraphicsView 显示图片 QLineEdit 单行输入框 QTextEdit 多行输入框 QListWidget 列表选择框 QComboBox 下拉选单 QSpinBox 数值调整元件 QTimeEdit 时间调整元件 QDateEdit 日期调整元件 QSlider 数值调整滑杆 QProgressBar 进度条 QFileDialog 选择文件视窗 QMessageBox 对话视窗 QInputDialog 输入视窗 QMenuBar 视窗选单 QTimer 定时器 QThread 多执行绪 QtCore.pyqtSignal 信号传递 QtMultimedia 播放声音 QPainter 绘图 QPainter 绘图 ( QPen ) QPainter 绘图 ( 储存图片 ) QSS 样式设定 QWebEngineView 网页显示 Layout 布局 ( 垂直水平 ) Layout 布局 ( Grid 网格 ) Layout 布局 ( Form 表单 ) 侦测鼠标事件 侦测键盘与快速键组合 侦测与控制视窗 视窗中打开新视窗 显示图片的三种方法 显示 Matplotlib 图表 显示 Pillow 图片 显示 OpenCV 图片和影片 范例 - 世界时钟 范例 - 简单计算机 范例 - 储存文件为压缩档 范例 - 发送 LINE Notify 范例 - 电脑摄影机 范例 - 摄影机拍照录影 范例 - 简单录音机 范例 - 小画家 范例 - 打开图片转档储存 范例 - 调整图片亮度对比

PyQt6 界面设计

PyQt6 函数库 PyQt6 和 PyQt5 的差异 建立 PyQt6 视窗 QLabel 标签 QPushButton 按钮 QRadioButton 单选按钮 QCheckBox 复选按钮 QGraphicsView 显示图片 QLineEdit 单行输入框 QTextEdit 多行输入框 QListWidget 列表选择框 QComboBox 下拉选单 QSpinBox 数值调整元件 QTimeEdit 时间调整元件 QDateEdit 日期调整元件 QSlider 数值调整滑杆 QProgressBar 进度条 QFileDialog 选择文件视窗 QMessageBox 对话视窗 QInputDialog 输入视窗 QMenuBar 视窗选单 QTimer 定时器 QThread 多执行绪 QtCore.pyqtSignal 信号传递 QtMultimedia 播放声音 QPainter 绘图 QPainter 绘图 ( QPen ) QPainter 绘图 ( 储存图片 ) QSS 样式设定 QWebEngineView 网页显示 Layout 布局 ( 垂直水平 ) Layout 布局 ( Grid 网格 ) Layout 布局 ( Form 表单 ) 侦测鼠标事件 侦测键盘与快速键组合 侦测与控制视窗 视窗中打开新视窗 显示图片的三种方法 显示 Matplotlib 图表 显示 Pillow 图片 显示 OpenCV 图片和影片 范例 - 世界时钟 范例 - 简单计算机 范例 - 储存文件为压缩档 范例 - 发送 LINE Notify 范例 - 电脑摄影机 范例 - 摄影机拍照录影 范例 - 简单录音机 范例 - 小画家 范例 - 打开图片转档储存 范例 - 调整图片亮度对比

影音处理范例

批次图片转档 批次调整图片尺寸 调整图片亮度和对比 裁切与旋转图片 拼接多张图片 图片加上 logo 浮水印 图片加上文字浮水印 图片马赛克效果 图片模糊化 图片锐利化 读取与修改图片 Exif 图片转文字 ( OCR ) 读取声音信息、输出声音 声音剪辑与串接 声音音量调整 声音混合与反转 改变声音速度 播放声音 麦克风录音 合成音符声音 显示声波图形 影片转档 取出影片声音或加入声音 影片剪辑与合并 影片混合与排列显示 改变影片尺寸、旋转翻转 调整影片速度、倒转影片 调整影片亮度/对比/颜色 影片转 gif 动画 影片中加入文字 影片自动加上字幕 影片截图、图片转影片

实际应用范例

下载 Youtube 影片 下载 Youtube 清单影片 定时自动屏幕截图 LINE Notify 传送屏幕截图 建立 MJPEG 即时图像串流 批次重新命名文件 产生 QRCode 产生 BarCode 读取 PDF 内容 PDF 拆分/合并/插入/删除 读取 EXCEL 内容 写入数据到 EXCEL CSV 写入 EXCEL 读取电脑信息 侦测电脑屏幕分辨率 查询电脑对内对外 IP 查询网站 IP、ping IP 制作 MacOS app

基础范例

电费试算 摄氏/华氏转换 厘米/英寸换算 判断平年与闰年 找出不重复字元 找出中间的字元 去除中英文夹杂的空白 大乐透电脑选号 下载进度条 星号金字塔 数字金字塔 猜数字 ( 猜大猜小 ) 猜数字 ( 几 A 几 B ) 简单时钟 ( 世界时间 ) 计算 BMI 数值 计算年纪 ( 岁、月、天 ) 产生身份证字号 ( 随机 ) 检查身份证字号 统一发票对奖 罗马数字转换

数学范例

两个数字的四则运算 计算多个数字的总和 费波那契数列 九九乘法表 质因数分解 快速找出质数 最小公倍数 ( 多个数字 ) 最大公因数 ( 多个数字 )

ZeroJudge 解答

关于 ZeroJudge a001: 哈啰 a002: 简易加法 a003: 两光法师占卜术 a004: 文文的求婚 a005: Eva 的回家作业 a006: 一元二次方程序 a009: 解码器 a010: 因数分解 a013: 罗马数字 a015: 矩阵的翻转 a017: 五则运算 a020: 身份证检验 a021: 大数运算 a022: 回文 a024: 最大公因数(GCD) a034: 二进位制转换 a038: 数字翻转 a040: 阿姆斯壮数 a042: 平面圆形切割 a044: 空间切割 a053: Sagit's 计分程序 a054: 电话客服中心 a058: MOD3 a059: 完全平方和 a065: 提款卡密码 a095: 麦哲伦的阴谋 a104: 排序 a147: Print it all a148: You Cannot Pass?! a149: 乘乘乐 a215: 明明爱数数 a216: 数数爱明明 a224: 明明爱明明 a225: 明明爱排列 a244: 新手训练~for+if a248: 新手训练~数组应用 a263: 日期差几天 a271: 彩色萝卜 a291: nAnB problem a410: 解方程 a414: 比特运算之进位篇 a417: 螺旋矩阵 a524: 手机之谜 a528: 大数排序 a647: 投资专家 a693: 吞食天地 a738: 最大公约数 a746: 画蛇添足 a799: 正值国 a915: 二维点排序 b265: Conformity b294: 经济大恐荒 b367: 翻转世界 b374: 求众数 b511: 换铜板 b558: 求数列第 n 项 e267: Group Reverse d073: 分组报告 d294: 算算算 Easy d485: 我爱偶数 d827: 买铅笔

使用 OpenAI ChatGPT

OpenAI 是一个由马斯克所创立的是人工智能( AI )研究实验室,在 2022 年底推出了 ChatGPT 的自然语言生成式模型,立刻造成了非常广大的回响,这篇教学会介绍如何使用 OpenAI ChatGPT,以及如何透过 Python 串接 OpenAI ChatGPT 的 API。

快速导览:

  • 本篇使用的 Python 版本为 3.7.12,所有范例可使用 Google Colab 实作,不用安装任何软件 ( 参考:使用 Google Colab )
  • 因为 OpenAI 目前仍持续发展,如果遇到程序码跑不起来,有可能因为 OpenAI 的 API 有进行调整,请回馈让我知道,感谢!

注册 OpenAI

前往 OpenAI 的网站。

Python 教学 - 使用 OpenAI - 前往 OpenAI

点击最上方的“Try”,会打开注册或登录的页面 ( 点击“API”按钮,也会打开注册或登录的页面 ),点击 Sign up 按钮进行注册,注册时需要使用可以接收短信认证码的手机电话号码。

Python 教学 - 使用 OpenAI - 注册 OpenAI

透过 ChatGPT 和 AI 聊天

注册 OpenAI 并登录完成后,在页面的下方会出现能“输入文字”的字段。

体验 ChatGPT:https://chat.openai.com/

Python 教学 - 使用 OpenAI - 输入文字

输入文字后按下送出,就能开始与 OpenAI 的 AI 机器人聊天。

Python 教学 - 使用 OpenAI - 透过 ChatGPT 和 AI 聊天

因为每个注册的账号都可以和 AI 机器人聊天,也能够透过 OpenAI 的 API 呼叫机器人,因此有时候会遇到 OpenAI 服务器无法回应的状况,这时候只能傻傻的等待,或在比较不热门的时段和 AI 机器人聊天。

Python 教学 - 使用 OpenAI - 在比较不热门的时段和 AI 机器人聊天

OpenAI 的使用额度

目前 OpenAI 提供“18 美金或三个月”的使用额度,会根据使用的字词量多寡,或呼叫次数...等作业进行费用的扣除,使用范围包含了在网站上与 AI 互动,或透过程序呼叫 API,当即将超过费用或是到达期限,就会先暂停使用权限并要求付费,初期适合尝鲜或作为开发者使用 ( 下图是 2022 年 12 月撰写这篇文章时的用量 )。

OpenAI 开发者平台:https://platform.openai.com/

Python 教学 - 使用 OpenAI - OpenAI 的使用额度

建立 OpenAI API Key

如果要比较深入的使用 OpenAI ( 例如使用 Python 串接、结合 LINE BOT...等 ),就必须要透过 OpenAI 的 API 来实现,从右上方“Personal”的选单里,选择“View API Keys”。

Python 教学 - 使用 OpenAI - View API Keys

选择后进入建立 API Keys 页面,点击“Create new secret key”按钮,就能建立 API Keys。

注意!只有建立完成的当下可以复制 API Keys,请使用记事本或其他工具储存 API Key,如果要删除 API Key,必须再次建立新的 API Key 才能删除旧的。

Python 教学 - 使用 OpenAI - 建立 OpenAI API Key

使用 Python 串接 OpenAI API

输入下列指令安装 openai 函数库 ( 本机环境根据个人状况使用 pip 或 pip3 ),如果安装失败,可以使用 pip install --upgrade pip 更新 pip 尝试解决。

!pip install openai

安装后,使用下列的程序码,就能够向 OpenAI 的 AI 机器人发送对话消息,并接收 AI 机器人所回传的消息。

import openai
openai.api_key = '你的 API Key'

response = openai.Completion.create(
    model="text-davinci-003",
    prompt="講個笑話來聽聽",
    max_tokens=128,
    temperature=0.5,
)

completed_text = response["choices"][0]["text"]
print(completed_text)

Python 教学 - 使用 OpenAI - 建立 OpenAI API Key

上述的程序码中使用了 openai.Completion.create 方法,方法的参数说明如下 ( 详细参数参考:Create completion ):

参数 说明
model AI 所使用的引擎模组,如果是以自然语意为主,默认使用 text-davinci-003 ( 更多引擎参考:https://beta.openai.com/docs/models/gpt-3 )。
prompt 要传送的句子会词汇。
max_tokens 希望 AI 回传的最大字数,默认 128,在某些情况下回传的字数会大于这个数字。
temperature 随机文字组合,范围 0~1,默认 0.5,0 表示不随机,1 表示完全随机。
language 机器人处理的“程序语言”,默认 python,可设定 javascript、java、csharp、golang、ruby、php、cpp。

也因为 OpenAI 的 AI 机器人是一个大型语言模型,能够被训练成理解和回复多种语言,因此回复消息所使用的语言,是根据输入的文字消息内容决定,以下的程序码为例,执行后输入“中文笑话”,回复的消息就是中文笑话,而如果是输入“english joke”,就会回应一个英文的笑话。

import openai
openai.api_key = '你的 API Key'

while True:
    msg = input()
    response = openai.Completion.create(
        model='text-davinci-003',
        prompt=msg,
        max_tokens=128,
        temperature=0.5
    )

    completed_text = response['choices'][0]['text']
    print(completed_text)

Python 教学 - 使用 OpenAI - 建立 OpenAI API Key

如果是使用 gpt-3.5-turbo 引擎模组,则要把 openai.ChatCompletion 改成 openai.ChatCompletion,并将 prompt 参数改成 messages 参数,参数内容使用串列和字典的格式,透过字典格式表现上下文语句,例如下面的例子,ChatGPT 就会知道用户的名字是 oxxo。

import openai
openai.api_key = '你的 API KEY'

response = openai.ChatCompletion.create(
  model="gpt-3.5-turbo",
  max_tokens=128,
  temperature=0.5,
  messages=[
        {"role": "user", "content": "我叫做 oxxo"},
        {"role": "assistant", "content": "原來你是 oxxo 呀"},
        {"role": "user", "content": "請問我叫什麼名字?"}
    ]
)
print(response.choices[0].message.content)

Python 教学 - 使用 OpenAI - gpt-3.5-turbo 引擎模组

串连上下文语句

如果使用 text-davinci-003 模型,在传送语句时,将之前对话的内容,使用“\n\n”两个换行符号分隔 ( 实测这样子的准确度最高 ),并连接目前要讲的语句,传送出去之后就可以让 ChatGPT 了解过去的交谈内容,实现串连上下语句的功能。

import openai
openai.api_key = '你的 API Key'

messages = ''
while True:
    msg = input('me > ')
    messages = f'{messages}{msg}\n'   # 將過去的語句連接目前的對話,後方加上 \n 可以避免標點符號結尾問題
    response = openai.Completion.create(
        model='text-davinci-003',
        prompt=messages,
        max_tokens=128,
        temperature=0.5
    )

    ai_msg = response['choices'][0]['text'].replace('\n','')
    print('ai > '+ai_msg)
    messages = f'{messages}\n{ai_msg}\n\n'  # 合併 AI 回應的話

Python 教学 - 使用 OpenAI - text-davinci-003 模型串连上下文语句

如果使用 gpt-3.5-turbo 模型,直接将回应语句使用字典的格式,添加到回应的 messages 串列中,ChatGPT 就能自动识别上下语句。

import openai
openai.api_key = '你的 API Key'

messages = []
while True:
    msg = input('me > ')
    messages.append({"role":"user","content":msg})   # 添加 user 回應
    response = openai.ChatCompletion.create(
        model="gpt-3.5-turbo",
        max_tokens=128,
        temperature=0.5,
        messages=messages
    )
    ai_msg = response.choices[0].message.content.replace('\n','')
    messages.append({"role":"assistant","content":ai_msg})   # 添加 ChatGPT 回應
    print(f'ai > {ai_msg}')

Python 教学 - 使用 OpenAI - text-davinci-003 模型串连上下文语句

不过要注意的是,传送历史纪录会造成整体 token 暴增!必须要评估自己的口袋深度 ( 有没有把握可以支付费用 ),再决定是否要进行历史纪录的动作。

Python 教学 - 使用 OpenAI - 传送历史纪录会造成整体 token 数暴增

延伸阅读

如果已经可以使用 Python 串接 OpenAI,就可以参考下方的文章,将 OpenAI 与 LINE BOT 串连,做出一个具有人工智能的 LINE 聊天机器人啰!

小结

透过 Python 串接 OpenAI 的 API 其实非常简单,只需要申请 API Key 就能串接,由于是免费版本,在使用上仍然会有每个月 18 美元的“额度”限制 ( 参考 OpenAI Usage ),但对于一般开发者来说应该是很足够了,相信未来的生活里,应该会充斥着许多 AI 代替真人的消息或语音回复,至于如何判断消息的好坏或是处理衍生的道德伦理问题,就有待人类智商来解决了吧。

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