Python入门指南

欢迎进入 Python 领域。作为程序员，我们总是在寻找能提高效率、编写优雅的代码的工具，而 Python 正是其中之一。你即将探索一种强大而灵活的编程语言，它被广泛应用于各种领域，从网站开发到数据科学，再到人工智能。无论你是初学者还是有经验的程序员，本指南都将帮助你开始学习Python，并逐步建立起对其核心概念和语法的理解。在这个旅程中，你将掌握编写简洁、可读性强且功能丰富的代码的技能，为你的编程之路打下坚实的基础。让我们一起开始吧！

1. Python 简介

Python 是一种解释型、交互式、面向对象的编程语言。其语法简单明了，结构紧凑，适用于从小型脚本到大型项目的开发。

为什么要学 Python？

• 易读性: Python 代码的清晰度是其核心优势，大大提高代码的可维护性。
• 多用途: 无论是 Web 开发、数据分析、人工智能还是网络编程，Python 都能胜任。
• 强大的生态: 有数以万计的库和框架可供选择。

2. 环境搭建

安装 Python

Windows:

1、访问 官方下载页面
2、选择适合你系统的版本下载
3、打开下载的 .exe 文件并按照提示进行安装。记得勾选“Add Python to PATH”，这样你可以在命令行中直接运行 Python。

macOS:

在终端中使用 Homebrew:

brew install python3

Linux:

在终端中使用 apt (Ubuntu/Debian):

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3

测试安装

在终端或命令行中输入:

python3 --version

如果看到相应的 Python 版本号，则表示安装成功。

2.1 创建并运行 Python 文件

创建文件

使用你喜欢的文本编辑器（例如 VSCode, Atom, Sublime Text 等）来创建一个新的文件。

保存文件

在保存文件时，确保使用 .py 作为文件扩展名。例如，你可以命名文件为 first_program.py。

编写代码

在此文件中，我们可以编写一个简单的 Python 代码，例如：

print("Welcome to Python!")

运行文件

Windows:

打开命令提示符 (cmd)，然后导航到你保存文件的文件夹。输入以下命令来运行
Python 文件：

python first_program.py

macOS 和 Linux:

打开终端，并导航到你保存文件的文件夹。输入以下命令来运行 Python 文件：

python3 first_program.py

如果一切正常，你应该会在终端或命令提示符中看到输出 “Welcome to Python!”。
这就是创建并运行 Python 脚本的基础步骤。随着你对 Python 的进一步了解，你将能够编写更复杂、功能更强大的代码。

3. Python 的基础语法

数据类型

整数:

x = 10

浮点数:

y = 3.14

字符串:

greeting = "Hello, World!"

列表:

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

元组:

colors = ("red", "green", "blue")

字典:

person = {"name": "John", "age": 30}

控制结构

if 条件:

if x > 10:
    print("x is greater than 10")

for 循环:

for fruit in fruits:
    print(fruit)

while 循环:

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

函数
定义一个函数:

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

调用函数:

print(greet("Alice"))

列表

假如你要收藏一个书单，用前面学到的知识你只能给每一本书分别使用不同变量来存储。学过编程的人都知道给变量起一个有意义的名字是一件非常痛苦的事情。

book1 = "《红楼梦》"
book2 = "《西游记》"
book3 = "《三国演义》"
book4 = "《水浒传》"

对于这种情况，Python 提供了一个叫“列表”的东西。
列表是用于保存批量的数据类型。上面的代码可以变成这样：

book_list = ["《红楼梦》", "《西游记》", "《三国演义》", "《水浒传》"]

可以看出，列表是用方括号 [] 包裹着，每一项数据之间用逗号 , 分隔。

要读取列表的数据可以用索引来访问，索引是从0开始的。比如我们想拿到《红楼梦》这本书可以这么做：

book_list[0]

Python 还提供了很多列表相关的方法，比如

# len: 获取列表长度
len(book_list)

# append: 在列表末尾添加元素
book_list.append(new_book)

# insert: 在指定位置插入元素
book_list.insert(index, new_book)

# remove: 删除列表中第一个出现的指定值
book_list.remove(book_to_remove)

# pop: 删除并返回指定位置的元素，默认为末尾元素
popped_book = book_list.pop(index)

# index: 返回指定值第一次出现的索引
index = book_list.index(book_to_find)

# count: 返回指定值在列表中出现的次数
count = book_list.count(book_to_count)

# sort: 对列表进行排序
book_list.sort()

# reverse: 将列表中的元素反转
book_list.reverse()

# clear: 清空列表
book_list.clear()

# extend: 将另一个列表的元素添加到当前列表末尾
book_list.extend(other_list)

# copy: 复制列表
new_list = book_list.copy()

# 列表切片：获取列表的一个子列表
sub_list = book_list[start_index:end_index]

# 列表解析：一种简洁的方法来创建新列表
squared_numbers = [x ** 2 for x in range(10)]

还有很多很多操作数组的方法，可以在项目中用到时再查。

字典

字典是用来存储键值对的数据类型，和现实世界中的字典一样。我们打开新华字典，可以根据拼音或者偏旁部首查到到指定的字放在字典里的哪一页。
在 Python 的字典里，可以通过“键名”找到对应的“值”。“键”是用来定位数据的，重点在定位。“值”是用来存放数据的，重点是存放。
Python 的字典用花括号 {} 表示，键值对用冒号 : 关联。多个键值对用逗号 , 分隔。
比如：

# 各科成绩
grade = {
    "Python": 100,
    "Java": 88,
    "C++": 60,
    "JavaScript": 70
}

要查看字典里的值，可以用键来获取。取值的方法是 字典名[键名]

print(grade['Python'])
# 输出：100

元组

当我们需要存储一组数据，而且这些数据不需要被修改，就可以使用元组。与列表不同的是，元组使用圆括号 () 来表示，例如：

book_tuple = ("《红楼梦》", "《西游记》", "《三国演义》", "《水浒传》")

元组与列表相似，可以通过索引来访问元素，索引同样从0开始，例如：

book_tuple[0]

元组的元素不能被修改，也不能添加或删除元素。这种不可变性使得元组在某些场景下更加安全和稳定。

除了基本的访问元素之外，元组也有一些方法可以使用：

# len: 获取元组长度
len(book_tuple)

# index: 返回指定值第一次出现的索引
index = book_tuple.index(book_to_find)

# count: 返回指定值在元组中出现的次数
count = book_tuple.count(book_to_count)

与列表不同的是，元组没有像列表那样的方法来修改、添加、删除元素，因为元组是不可变的。元组的不可变性使得它们适合用于存储一些不需要改变的数据，比如一些常量值或者配置信息。

字符串

当我们需要处理文本数据时，Python 中的字符串类型就非常有用。字符串是由一系列字符组成的序列，可以使用单引号 (‘’)、双引号 (“”) 或三引号 (‘’’ 或 “”") 来表示。

例如：

book_title = "《红楼梦》"

或者

author_name = '曹雪芹'

或者使用三引号表示多行字符串：

book_description = '''
《红楼梦》是中国古典小说，是中国古典四大名著之一，曹雪芹所著，由高鹗续写，曹雪芹起稿于约1750年，创作耗时约十年，后由曹雪芹的堂兄曹雪芹整理并加入自己的创作。全书共120回，分前80回和后40回，又分为前中后三十回，背后有一层“薄情寡义，识见浅陋”的浓厚社会气息。作品曾多次被搬上银幕和舞台，被誉为中国古典小说的巅峰之作。
'''

字符串可以通过索引来访问单个字符，索引同样从0开始：

first_character = book_title[0]  # 获取第一个字符

也可以使用切片来获取子串：

chapter_title = book_title[1:3]  # 获取从索引1到索引2的子串，不包含索引3

字符串支持许多方法来操作和处理文本数据，例如：

# len: 获取字符串长度
title_length = len(book_title)

# upper: 将字符串转换为大写
upper_title = book_title.upper()

# lower: 将字符串转换为小写
lower_title = book_title.lower()

# strip: 去除字符串两端的空格或指定字符
stripped_title = book_title.strip()

# replace: 替换字符串中的子串
replaced_title = book_title.replace("红楼梦", "西游记")

# split: 按指定字符分割字符串
title_parts = book_title.split("《")

# join: 将字符串列表连接成一个字符串
joined_title = "-".join(title_parts)

字符串类型在 Python 中非常灵活，可以用于处理各种文本数据，包括文件操作、网络通信、用户输入等。