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Python 基础
课程简介
本课程主要介绍 Python 的基础知识，Python作为一门简洁易学的高级编程语言，其优雅的语法和丰富的库资源使得其成为了人工智能、机器学习、数据分析等领域中的热门选择。在这份Python基础教学文档中，我们介绍了Python中的基本数据类型、控制流语句、函数、模块、文件操作等知识点，通过实际代码演示帮助理解这些概念。
学习目标
- 熟悉 Python 简介和语法
- 掌握 Python 的数据类型
- 了解Python 的控制语句、函数和模块
- 了解Python 的文件操作
Python 简介
Python 是一种高级、解释型的、面向对象的编程语言。Python 的语法简洁、易读、易维护，适用于快速开发、程序可读性要求高以及构建大型系统等需求。
环境搭建
- 下载Python安装包：从Python官方网站（https://www.python.org/downloads/）下载适合你的操作系统的Python安装包。
- 安装Python：运行下载的Python安装包，按照提示进行安装。
- 配置环境变量：将Python的安装路径添加到系统环境变量中，以便在命令行中可以直接运行Python解释器。
- 安装第三方库：Python的第三方库很多，需要根据自己的需要安装相应的库。
具体安装步骤自行查找资料，不做赘述
变量和常量
变量是程序运行过程中可以改变的数据，常量是程序运行过程中不可改变的数据，比如数学中pi常数。在Python中，常量通常用全大写字母表示，可以用关键字const或者final来定义常量。
实际代码演示：
数据类型
Python 有丰富的数据类型，包括数字、字符串、列表、元组、字典、集合、布尔型等。每种数据类型都有其特定的用途和操作方式。
整数（int）
整数是Python中最基本的数据类型之一，用来表示整数值，可以是正数、负数或零。
进制：整数的表示方法，常用的有十进制、二进制、八进制和十六进制。
整除：两个整数相除后只保留整数部分的运算，使用 // 运算符实现。
取余：两个整数相除后余下的部分，使用 % 运算符实现。
实际代码演示：
浮点数（float）
浮点数是Python中表示实数的数据类型，包括正数、负数、小数等，可以进行加、减、乘、除等基本运算。
科学计数法：用于表示很大或很小的实数的一种计数法，格式为a x 10的n次方，其中a为小于10的实数，n为整数。
实际代码演示：
字符串（str）
字符串是Python中表示文本的数据类型，可以包含字母、数字、标点符号等字符。字符串是不可变的，即不能对字符串中的字符进行修改，但可以使用各种方法对字符串进行操作和处理。
转义字符：用于在字符串中表示一些特殊字符的字符序列，包括反斜杠（\）和一些特殊字符组成的字符。
格式化字符串：一种将变量值插入到字符串中的方式，使用占位符（%）和格式化字符实现。在Python 3.6及以上版本中，可以使用f字符串（formatted string）将表达式的值插入到字符串中。
切片：从字符串中获取指定位置的子字符串的操作，使用[start:end:step]的形式实现。
实际代码演示：
列表（list）
列表是Python中最常用的数据类型之一，用于存储一组有序的数据，可以包含各种类型的元素。列表是可变的，即可以对列表中的元素进行添加、删除、修改等操作。
元素：列表中的一个值，可以是任何类型的数据。
索引：用于访问列表中元素的编号，从0开始递增。
切片：从列表中获取指定位置的子列表的操作，与字符串的切片类似。
实际代码演示：
元组（tuple）
元组与列表类似，也可以用于存储一组有序的数据，但元组是不可变的，即不能对元组中的元素进行修改。元组可以包含各种类型的元素。
元素：元组中的一个值，可以是任何类型的数据。
索引：用于访问元组中元素的编号，从0开始递增。
切片：元组是不可变的，不能添加、修改、删除元素，只能进行切片操作，即从元组中获取指定位置的子元组的操作，与字符串和列表的切片类似。
实际代码演示：
字典（dict）
字典是Python中用于存储键值对的数据类型，其中每个键都对应一个值。字典是可变的，即可以对字典中的键值对进行添加、删除、修改等操作。字典中的键必须是不可变的类型，如字符串、数字或元组等。
键（key）：在字典中用于访问值的唯一标识符，必须是不可变类型，如字符串、数字或元组。
值（value）：在字典中与键相关联的数据，可以是任何类型的数据。
键值对：在字典中，键和值组成的一个元素，也称为项（item）。
键的映射：指定键与值的对应关系。
实际代码演示：
集合（set）
集合是Python中的另一个可变数据类型，用于存储一组无序的、不重复的元素。集合中的元素必须是不可变类型的，如数字、字符串或元组等。
元素：集合中的一个值，必须是不可变类型的数据。
重复元素：集合中重复的元素只会被保存一次。
交集、并集、差集：集合之间的三种基本操作。
实际代码演示：
函数和模块
函数是一段可重用的代码块，可以将其多次调用，Python中的函数定义使用关键字def，并且可以带有参数和返回值。例如，下面的代码定义了一个简单的函数，用于计算两个数的和：
上面的函数名为add，接受两个参数x和y，并将它们相加，将结果存储在变量result中，最后返回result的值。
函数的调用可以通过函数名和参数来完成。例如，调用上面的add函数，可以使用以下代码：
上面的代码调用了add函数，并将参数2和3传递给函数，函数返回的结果为5，并将结果存储在变量result中，最后使用print函数输出结果。
模块，Python中的模块是一个包含函数、类、变量等的文件，可以通过导入模块的方式在程序中使用。模块通常以.py文件的形式存在。
下面的代码演示了如何定义一个模块，其中模块名为mymodule，包含一个函数add：
使用该模块的方法之一是通过import语句导入模块：
上面的代码导入了mymodule模块，并使用mymodule.add函数计算2和3的和，最后输出结果。
除了使用import语句导入整个模块之外，还可以使用from关键字从模块中导入指定的函数或变量。例如，以下代码导入了mymodule模块中的add函数：
Python还内置了很多标准模块，可以直接使用或通过import语句导入。例如，math模块包含了数学运算相关的函数和常量，可以使用以下代码导入并使用math模块：
控制流语句
在Python中，常用的控制流语句包括条件语句和循环语句。
条件语句
条件语句用于根据条件决定是否执行特定的代码块。在Python中，条件语句使用if、elif和else关键字来表示。下面是一个简单的例子：
代码中，使用if关键字判断x是否大于0，如果满足条件，则执行后续的代码块；如果不满足，则继续判断elif语句，如果也不满足，则执行else语句。
循环语句
循环语句用于重复执行特定的代码块，直到满足某个条件。在Python中，常用的循环语句有while和for循环。下面是一个简单的例子：
代码中，使用while循环和for循环分别输出0到4的数字。
除了基本的if、elif、else、while和for语句之外，Python还提供了一些高级的控制流语句，如try、except、finally语句用于异常处理，以及break和continue语句用于控制循环的跳出和继续。
文件操作
在 Python 中可以通过文件操作实现数据的读写和处理。下面是一些基本的文件操作函数：
下面是一个简单的例子，演示了如何使用这些函数从文件中读取内容并写入到另一个文件中：
在上面的代码中，首先使用open()函数打开了两个文件，input.txt用于读取数据，output.txt用于写入数据。接下来，使用for循环逐行读取input.txt文件中的内容，并使用write()函数将每行数据写入到output.txt文件中。最后使用close()函数关闭了这两个文件。
需要注意的是，使用完文件后一定要及时关闭文件。如果不关闭文件，可能会导致资源的浪费或其他错误。同时，还可以使用with语句来自动管理文件的打开和关闭，这样更加简洁和安全：
在上面的代码中，使用了with语句打开了两个文件，并在with语句块内执行文件读写操作。with语句块执行完毕后，Python会自动关闭这两个文件，无需手动调用close()函数。
📎 参考文章
- 菜鸟教emoPDF文档
📜PDF文档
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- 作者:leolin
- 链接:https://leolin66.top/article/python_basic_tutorial
- 声明:本文采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可协议，转载请注明出处。