Python基础入门教程

Python 是一种广泛使用的高级编程语言，以其简洁、清晰的语法而闻名，适合初学者和专业开发者。Python 在多个领域都有广泛的应用，包括 Web 开发、数据科学、机器学习、自动化脚本和科学计算等。本教程将带领读者从零开始学习 Python 基础知识，逐步掌握 Python 编程技巧。

环境搭建

在开始学习 Python 之前，你需要安装 Python 解释器并设置开发环境。以下是安装 Python 的步骤：

1. 访问 Python 官方网站 下载最新版本的 Python。
2. 运行下载的安装文件，根据提示完成安装过程。
3. 安装完成后，在命令行中输入 python --version 或 python3 --version 来验证安装是否成功。

为了编写和运行 Python 代码，你可以使用任何文本编辑器，如 VS Code、PyCharm 或 Sublime Text。以下是使用 VS Code 作为开发环境的步骤：

1. 访问 VS Code 官方网站 下载并安装 VS Code。
2. 打开 VS Code，安装 Python 扩展。点击左侧面板中的扩展按钮（图标为四个方块），搜索 Python 并安装由 Microsoft 提供的官方扩展。
3. 创建一个新的 Python 文件（例如 example.py），并使用 VS Code 打开它。

接下来，我们将使用 VS Code 和 Python 解释器来编写和运行简单的 Python 代码。

变量与数据类型

Python 中的变量用于存储数据，数据类型决定了变量可以存储什么类型的值。Python 提供了多种内置的数据类型，包括整数、浮点数、字符串和布尔值。

整数和浮点数

整数（int）用于表示整数数值，浮点数（float）用于表示带有小数点的数值。

# 整数
x = 42
print(x)

# 浮点数
y = 3.14
print(y)

字符串

字符串（str）用于表示文本数据。字符串可以使用单引号或双引号包围。

# 使用单引号
text1 = 'Hello, World!'
print(text1)

# 使用双引号
text2 = "Hello, Python!"
print(text2)

布尔值

布尔值（bool）有两种可能的值：True 和 False。布尔值常用于条件判断。

# 布尔值
is_active = True
print(is_active)

数据类型转换

Python 允许你将一种数据类型转换为另一种数据类型。这称为类型转换或类型强制。

# 整数转字符串
age = 27
age_str = str(age)
print(age_str)

# 字符串转整数
age_str = "27"
age_int = int(age_str)
print(age_int)

# 整数转浮点数
number = 42
number_float = float(number)
print(number_float)

# 字符串转浮点数
number_str = "3.14"
number_float = float(number_str)
print(number_float)

控制结构

if 语句

if 语句用于根据条件执行代码块。条件为真时执行代码块，条件为假时不执行。

# if 语句示例
x = 10

if x > 0:
    print("x 是正数")
elif x == 0:
    print("x 是零")
else:
    print("x 是负数")

for 循环

for 循环用于遍历序列（如列表、元组、字符串等）。

# for 循环示例
for i in range(5):
    print(i)

# 遍历列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
    print(fruit)

while 循环

while 循环用于在条件为真时重复执行代码块。

# while 循环示例
i = 0
while i < 5:
    print(i)
    i += 1

函数

函数是可重用的代码块，用于执行特定任务并可以返回结果。Python 提供了多种方式来定义和使用函数。

定义函数

使用 def 关键字定义函数。

# 定义函数
def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

# 调用函数
greet("Alice")

参数与返回值

函数可以接收参数，并可以返回一个值。

# 返回值
def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)
print(result)

默认参数

函数可以定义默认参数值。

# 默认参数
def greet(name, greeting="Hello"):
    print(f"{greeting}, {name}!")

greet("Alice")
greet("Bob", "Hi")

可变参数

函数可以接受可变数量的参数。

# 可变参数
def print_args(*args):
    for arg in args:
        print(arg)

print_args("apple", "banana", "cherry")

列表和元组

列表

列表是可变的数据结构，可以存储多个相同或不同类型的元素。

# 列表创建
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print(fruits)

# 访问元素
print(fruits[0])

# 修改元素
fruits[1] = "orange"
print(fruits)

# 列表操作
fruits.append("mango")
print(fruits)
fruits.remove("cherry")
print(fruits)

元组

元组是不可变的数据结构，可以存储多个相同或不同类型的元素。

# 元组创建
point = (10, 20)
print(point)

# 访问元素
print(point[0])

# 元组操作
point += (30,)
print(point)

字典

字典是可变的数据结构，用于存储键值对。

# 字典创建
person = {"name": "Alice", "age": 27}
print(person)

# 访问元素
print(person["name"])

# 修改元素
person["age"] = 28
print(person)

# 添加元素
person["job"] = "Engineer"
print(person)

# 删除元素
del person["job"]
print(person)

文件操作

Python 提供了读写文件的功能。

写文件

# 写文件
with open("example.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, World!\n")
    file.write("This is a test file.\n")

读文件

# 读文件
with open("example.txt", "r") as file:
    content = file.read()
    print(content)

文件操作示例

# 写入文件
with open("example.txt", "w") as file:
    file.write("First line\n")
    file.write("Second line\n")

# 读取文件
with open("example.txt", "r") as file:
    content = file.readlines()
    for line in content:
        print(line.strip())

异常处理

Python 使用异常处理机制来处理运行时错误。

try-except 语句

# try-except
try:
    x = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")

多重异常处理

try:
    x = int(input("请输入一个整数: "))
    result = 10 / x
except ValueError:
    print("输入无效")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")
else:
    print("结果是:", result)
finally:
    print("执行完成")

其他异常处理示例

try:
    import some_nonexistent_module
except ImportError:
    print("导入模块失败")

try:
    file = open("nonexistent_file.txt", "r")
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")
finally:
    file.close()

类与对象

定义类

使用 class 关键字定义类。

# 定义类
class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def bark(self):
        print(f"{self.name} 狗叫")

# 创建对象
dog1 = Dog("小白", 3)
dog1.bark()

类的继承

类可以继承其他类的方法和属性。

# 类继承
class Animal:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self):
        print("动物说话")

class Dog(Animal):
    def bark(self):
        print(f"{self.name} 狗叫")

dog1 = Dog("小白", 3)
dog1.bark()
dog1.speak()

模块与包

Python 使用模块和包来组织代码。

导入模块

import math

print(math.sqrt(16))

包的使用

# 包的使用
import my_package.module1

result = my_package.module1.add(3, 5)
print(result)

创建模块

在 my_package 文件夹中创建 module1.py 文件：

# module1.py
def add(a, b):
    return a + b

创建包

在 my_package 文件夹中创建 __init__.py 文件：

# __init__.py
from .module1 import add

总结

本教程介绍了 Python 编程语言的基础知识，包括环境搭建、变量与数据类型、控制结构、函数、列表和元组、字典、文件操作、异常处理、类与对象，以及模块与包。通过这些基础知识的学习，读者可以具备编写简单 Python 脚本的能力，并为进一步学习复杂的应用程序打下坚实的基础。

希望本教程对你的 Python 学习有所帮助。如果你希望进一步深入学习 Python，可以访问 慕课网，那里有许多优质的课程和资源。