Python 学习入门笔记

一. 环境搭建

1.1 安装 Python

在学习 Python 之前，首先需要在电脑上安装 Python。Python 官方网站提供适用于 Windows、Mac 和 Linux 的安装包，访问 Python官网 下载适合的版本。

Windows

• 下载 .exe 安装包并运行安装程序。在安装时，务必勾选 “Add Python to PATH” 选项，这样可以在命令行直接调用 Python。

Mac

• Mac 建议使用 Homebrew 安装：

  brew install python
  

Linux

• 在 Linux 上可以使用以下命令安装 Python：

  sudo apt update
  sudo apt install python3
  

1.2 配置开发环境

Python 提供了多种开发环境，可以根据个人偏好选择使用命令行或图形化 IDE。常见的 IDE 包括 VSCode 和 PyCharm。

二. 基础语法

2.1 Python 程序的结构

一个典型的 Python 程序由注释、代码块和逻辑组成。Python 使用缩进来表示代码的层次结构。

# 这是一个注释
print("Hello, Python!")  # 输出 Hello, Python!

2.2 变量与常量

Python 的变量是动态类型的，可以直接为变量赋值，系统会根据数据类型自动推断。

age = 25  # 整数
name = "Alice"  # 字符串
pi = 3.14  # 浮点数

常量没有专门的语法表示，一般通过使用全大写命名来表示常量。

PI = 3.14159  # 圆周率

2.3 标识符命名规则

标识符命名的基本规则：

• 只能使用字母、数字和下划线。
• 不能以数字开头。
• 标识符区分大小写。

valid_name = "python"  # 合法的标识符
_invalid_name = "error"  # 合法的标识符（以下划线开头）
2wrong = "no"  # 非法标识符（不能以数字开头）

三. 数据类型与运算符

3.1 数字类型

Python 支持多种数字类型，包括：

• 整数（int）：如 42
• 浮点数（float）：如 3.14
• 复数（complex）：如 2 + 3j

a = 10      # 整数
b = 3.14    # 浮点数
c = 2 + 3j  # 复数

3.2 字符串操作

字符串是不可变类型，可以通过 + 进行拼接，或者使用格式化方法：

name = "Alice"
greeting = f"Hello, {name}!"
print(greeting)  # 输出: Hello, Alice!

3.3 列表、元组、集合、字典

Python 提供了强大的内建数据结构：

• 列表（list）：可变的有序集合。
• 元组（tuple）：不可变的有序集合。
• 集合（set）：无序、唯一的元素集合。
• 字典（dict）：键值对的集合。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]  # 列表
coordinates = (10, 20)  # 元组
unique_numbers = {1, 2, 3, 4}  # 集合
person = {"name": "Alice", "age": 25}  # 字典

3.4 常见运算符

3.4.1 算术运算符

a + b  # 加法
a - b  # 减法
a * b  # 乘法
a / b  # 除法
a % b  # 取模

3.4.2 比较运算符

a == b  # 相等
a != b  # 不等
a > b   # 大于

3.4.3 逻辑运算符

a and b  # 逻辑与
a or b   # 逻辑或
not a    # 逻辑非

四. 控制结构

4.1 条件语句

条件语句控制程序的执行流程：

age = 20
if age >= 18:
    print("成年人")
elif age >= 13:
    print("青少年")
else:
    print("儿童")

4.2 循环语句

4.2.1 for循环：用于遍历序列

for fruit in fruits:
    print(fruit)

4.2.2 while 循环：根据条件重复执行

count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1

4.3 循环控制语句

break、continue 和 pass 控制循环执行的方式：

for i in range(10):
    if i == 5:
        break  # 提前结束循环
    print(i)

for i in range(10):
    if i == 5:
        continue  # 跳过当前循环
    print(i)

五. 函数

5.1 函数的定义与调用

函数通过 def 关键字定义：

def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

print(greet("Alice"))  # 输出: Hello, Alice!

5.2 参数与返回值

函数可以有多个参数和返回值：

def add(a, b):
    return a + b

5.3 匿名函数（lambda）

匿名函数使用 lambda 定义，常用于简单操作：

double = lambda x: x * 2
print(double(5))  # 输出: 10

5.4 递归函数

递归函数即函数调用自身：

def factorial(n):
    if n == 1:
        return 1
    return n * factorial(n - 1)

六. 文件操作

6.1 读写文件

Python 提供了 open() 函数来读写文件：

with open("example.txt", "w") as f:
    f.write("Hello, world!")

with open("example.txt", "r") as f:
    print(f.read())  # 输出文件内容

6.2 文件路径处理

使用 os 模块可以方便地处理文件路径：

import os
print(os.path.abspath("example.txt"))

七. 面向对象编程（OOP）

7.1 类与对象

Python 是一门面向对象的语言，类定义对象的结构：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def greet(self):
        print(f"Hello, my name is {self.name}.")

p = Person("Alice", 30)
p.greet()  # 输出: Hello, my name is Alice.

7.2 继承与多态

通过继承可以扩展类的功能：

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, student_id):
        super().__init__(name, age)
        self.student_id = student_id

s = Student("Bob", 20, "S12345")
s.greet()  # 输出: Hello, my name is Bob.

八. 错误与异常处理

8.1 常见异常类型

常见的异常包括 IndexError、KeyError、TypeError 等。

8.2 使用 try、except 处理异常

使用 try、except 来捕获异常：

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:


    print("除零错误")

8.3 自定义异常

自定义异常通过继承 Exception 实现：

class CustomError(Exception):
    pass

raise CustomError("自定义错误")