Python是一种高级编程语言，广泛应用于数据分析、机器学习、Web开发、自动化、科学计算等多个领域。Python语言简洁、易学，适合编程初学者入门。本文将介绍Python编程的基础知识，包括变量与类型、运算符、流程控制、函数、列表与元组、字典、模块等。文章还涵盖了异常处理、面向对象编程以及Python标准库的使用。此外，还通过示例代码展示了如何进行文件操作、网络请求和数据处理。
变量与类型在Python中，变量用于存储数据。变量的类型决定了它可以存储的数据类型。Python中常见的数据类型包括整型（int）、浮点型（float）、字符串（str）、布尔型（bool）等。
整型（int）
整型数据用于存储整数数值。
x = 10 # 整型变量
print(x)
print(type(x))浮点型（float）
浮点型数据用于存储带有小数点的数值。
y = 3.14 # 浮点型变量
print(y)
print(type(y))字符串（str）
字符串数据用于存储文本数据。
name = "Alice" # 字符串变量
print(name)
print(type(name))布尔型（bool）
布尔型数据有两个可能的取值：True 和 False。
is_active = True # 布尔型变量
print(is_active)
print(type(is_active))动态类型
Python是一种动态类型语言，这意味着不需要显式声明变量的类型。类型是在运行时根据赋值自动确定的。
x = 10 # 整型
print(x)
print(type(x))
x = 3.14 # 浮点型
print(x)
print(type(x))
x = "Alice" # 字符串
print(x)
print(type(x))
x = True # 布尔型
print(x)
print(type(x))Python支持多种运算符，包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等。
算术运算符
算术运算符用于执行基本的数学运算。
a = 10
b = 3
print("加法:", a + b)
print("减法:", a - b)
print("乘法:", a * b)
print("除法:", a / b)
print("取模:", a % b)
print("幂运算:", a ** b)
print("整除:", a // b)比较运算符
比较运算符用于比较两个值，返回布尔值。
a = 10
b = 3
print("等于:", a == b)
print("不等于:", a != b)
print("大于:", a > b)
print("小于:", a < b)
print("大于等于:", a >= b)
print("小于等于:", a <= b)逻辑运算符
逻辑运算符用于对布尔值进行逻辑运算。
x = True
y = False
print("逻辑与:", x and y)
print("逻辑或:", x or y)
print("逻辑非:", not x)流程控制语句用于控制程序的执行流程，包括条件语句、循环语句等。
条件语句
条件语句根据条件的真假来选择执行不同的代码块。
x = 10
if x > 5:
print("x 大于 5")
else:
print("x 不大于 5")循环语句
循环语句用于重复执行代码块。
for 循环
for 循环用于遍历序列或其他可迭代对象。
for i in range(5):
print(i)while 循环
while 循环在条件为真时重复执行代码块。
count = 0
while count < 5:
print(count)
count += 1函数是用于执行特定任务的一段代码块。函数可以接收参数，返回结果。
定义函数
使用 def 关键字定义函数。
def greet(name):
return f"Hello, {name}!"
print(greet("Alice"))参数与返回值
函数可以有多个参数，并且可以返回多个值。
def add(a, b):
return a + b
result = add(3, 5)
print(result)默认参数
函数可以设置默认参数值，使参数成为可选的。
def greet(name="World"):
return f"Hello, {name}!"
print(greet())
print(greet("Alice"))变量作用域
Python中的变量作用域分为局部变量和全局变量。
x = 10 # 全局变量
def local_scope():
y = 5 # 局部变量
print(y)
def global_scope():
print(x)
local_scope()
global_scope()列表和元组是Python中常见的序列类型。
列表
列表是一种可变的序列，可以存储多个元素。
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
print(list1)
list1.append(6)
print(list1)
list1.remove(3)
print(list1)
list1.insert(2, 3)
print(list1)元组
元组是一种不可变的序列，一旦创建就不能修改。
tuple1 = (1, 2, 3, 4, 5)
print(tuple1)
# 元组中的元素不能修改
# tuple1[0] = 10 # 会报错
print(tuple1)字典是一种键值对的集合，用于存储键值对数据。
dict1 = {"name": "Alice", "age": 25}
print(dict1)
dict1["name"] = "Bob"
print(dict1)
dict1["city"] = "Shanghai"
print(dict1)
del dict1["age"]
print(dict1)模块是Python中将代码组织成可重用组件的方式。通过 import 语句可以导入模块中的函数或变量。
导入模块
导入整个模块。
import math
result = math.sqrt(16)
print(result)从模块导入特定函数
只导入模块中的特定函数。
from math import sqrt
result = sqrt(16)
print(result)导入模块并指定别名
导入模块并指定别名。
import math as m
result = m.sqrt(16)
print(result)异常处理用于捕获和处理程序运行时可能出现的错误。
语法
使用 try 和 except 块来捕获异常。
try:
x = 1 / 0
except ZeroDivisionError:
print("不能除以零")多个异常
可以捕获多个异常。
try:
result = 1 / 0
except ZeroDivisionError:
print("不能除以零")
except ValueError:
print("无效值错误")使用 else 和 finally
可以使用 else 和 finally 块来处理正常情况和清理资源。
try:
result = 10 / 5
except ZeroDivisionError:
print("不能除以零")
else:
print("结果为:", result)
finally:
print("执行完成")复杂异常处理示例
try:
# 尝试执行一些可能出错的操作
1 / 0
except ZeroDivisionError as e:
print(f"捕获到异常: {e}")
except TypeError as e:
print(f"捕获到异常: {e}")
else:
print("没有异常发生")
finally:
print("清理操作")Python支持面向对象编程，允许定义类和对象。
定义类
使用 class 关键字定义类。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def greet(self):
return f"Hello, my name is {self.name} and I am {self.age} years old."
alice = Person("Alice", 25)
print(alice.greet())继承
类可以继承自其他类，继承父类的属性和方法。
class Student(Person):
def __init__(self, name, age, grade):
super().__init__(name, age)
self.grade = grade
def study(self):
return f"{self.name} is studying in grade {self.grade}."
bob = Student("Bob", 20, 3)
print(bob.greet())
print(bob.study())属性操作
使用 @property 装饰器来定义属性。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
@property
def age(self):
return self._age
@age.setter
def age(self, value):
if value < 0:
raise ValueError("年龄不能为负")
self._age = value
alice = Person("Alice", 25)
print(alice.age) # 25
try:
alice.age = -5 # 抛出 ValueError
except ValueError as e:
print(e)多态
多态允许子类覆盖父类的方法。
class Animal:
def speak(self):
pass
class Dog(Animal):
def speak(self):
return "Woof!"
class Cat(Animal):
def speak(self):
return "Meow!"
dog = Dog()
cat = Cat()
print(dog.speak()) # Woof!
print(cat.speak()) # Meow!Python自带的许多内置模块和库，这些库提供了丰富的功能，可以方便地处理各种任务。
标准库示例
os 模块用于与操作系统交互。
import os
print(os.getcwd()) # 获取当前工作目录
print(os.listdir(".")) # 列出当前目录下的所有文件和目录datetime 模块用于处理日期和时间。
import datetime
now = datetime.datetime.now()
print(now)
print(now.year)
print(now.month)
print(now.day)random 模块用于生成随机数。
import random
print(random.randint(1, 100))
print(random.random())
print(random.choice(["apple", "banana", "cherry"]))json 模块用于处理JSON数据。
import json
data = {
"name": "Alice",
"age": 25
}
json_string = json.dumps(data)
print(json_string)re 模块用于处理正则表达式。
import re
text = "Hello 123"
pattern = r"\d+"
matches = re.findall(pattern, text)
print(matches)requests 模块用于处理HTTP请求。
import requests
response = requests.get("https://api.github.com")
print(response.status_code)
print(response.headers)
print(response.text)自定义函数
定义一个函数，实现计算两个数的和。
def add(a, b):
return a + b
result = add(3, 5)
print(result)文件操作
读取和写入文件。
# 写入文件
with open("example.txt", "w") as file:
file.write("Hello, world!")
# 读取文件
with open("example.txt", "r") as file:
content = file.read()
print(content)网络请求
使用 requests 库进行HTTP请求。
import requests
response = requests.get("https://api.github.com")
print(response.status_code)
print(response.headers)
print(response.text)数据处理
使用Pandas库处理CSV文件。
import pandas as pd
# 读取CSV文件
df = pd.read_csv("data.csv")
print(df)
# 处理数据
df["new_column"] = df["column1"] + df["column2"]
print(df)本文介绍了Python编程的基础知识，包括变量与类型、运算符、流程控制、函数、列表与元组、字典、模块、异常处理、面向对象编程、Python标准库等。这些基础知识是Python编程的基石，掌握它们将有助于你进一步学习和应用Python。希望本文对你有所帮助，祝你学习Python编程顺利！
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