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1522 字
4 分钟
Python基础教程(第一阶段)

Python基础教程(第一阶段)#

欢迎来到Python基础教程的第一阶段!Python是一种简单易学、功能强大的编程语言,被广泛应用于Web开发、数据分析、人工智能、科学计算等领域。本教程将从零开始,带领你学习Python编程的基础知识,为后续的学习打下坚实的基础。

1. Python简介#

1.1 什么是Python?#

Python是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级编程语言,由Guido van Rossum于1989年发明,1991年首次发布。Python的设计哲学强调代码的可读性和简洁的语法,使得Python成为初学者和专业开发者的首选语言之一。

1.2 Python的特点#

  • 简单易学:语法简洁明了,代码可读性高
  • 功能强大:丰富的标准库和第三方库
  • 跨平台:可在Windows、macOS、Linux等操作系统上运行
  • 面向对象:支持面向对象编程范式
  • 解释执行:无需编译,直接运行
  • 动态类型:变量无需声明类型
  • 广泛应用:Web开发、数据分析、人工智能、科学计算等

1.3 Python的应用领域#

  • Web开发:Django、Flask等框架
  • 数据分析:Pandas、NumPy等库
  • 人工智能:TensorFlow、PyTorch等库
  • 科学计算:SciPy、Matplotlib等库
  • 自动化运维:脚本编写、系统管理
  • 游戏开发:Pygame等库
  • 网络爬虫:Scrapy、Requests等库

2. 环境搭建#

2.1 下载Python#

  1. 访问Python官方网站
  2. 根据你的操作系统选择对应的Python版本(推荐Python 3.8+)
  3. 下载并安装Python

2.2 安装Python#

Windows系统:

  • 运行下载的安装程序
  • 勾选”Add Python to PATH”
  • 点击”Install Now”

macOS系统:

  • 运行下载的.pkg安装程序
  • 按照提示完成安装

Linux系统:

  • 大多数Linux发行版已经预装了Python
  • 可以使用包管理器安装最新版本:
    # Ubuntu/Debian
    sudo apt update
    sudo apt install python3 python3-pip
    # CentOS/RHEL
    sudo yum install python3 python3-pip

2.3 验证安装#

打开命令行终端,输入以下命令验证Python是否安装成功:

python --version # Windows
python3 --version # macOS/Linux

如果显示Python版本号,则说明安装成功。

2.4 安装集成开发环境(IDE)#

推荐的Python IDE:

  • PyCharm:功能强大的Python IDE,有社区版(免费)和专业版
  • Visual Studio Code:轻量级编辑器,安装Python扩展后可用于Python开发
  • Jupyter Notebook:交互式开发环境,适合数据分析和学习
  • IDLE:Python自带的简单IDE

3. Python基础语法#

3.1 第一个Python程序#

创建一个名为hello.py的文件,输入以下代码:

print("Hello, World!")

在命令行中运行:

python hello.py # Windows
python3 hello.py # macOS/Linux

你将看到输出:

Hello, World!

3.2 变量和数据类型#

变量

# 变量赋值
name = "John"
age = 30
height = 1.75
is_student = False
# 打印变量
print(name)
print(age)
print(height)
print(is_student)

数据类型

  • 整数(int):如1, 2, 3
  • 浮点数(float):如1.0, 2.5, 3.14
  • 字符串(str):如”Hello”, ‘World’
  • 布尔值(bool):True, False
  • 列表(list):如[1, 2, 3], [“a”, “b”, “c”]
  • 元组(tuple):如(1, 2, 3), (“a”, “b”, “c”)
  • 字典(dict):如{“name”: “John”, “age”: 30}
  • 集合(set):如{1, 2, 3}, {“a”, “b”, “c”}

3.3 运算符#

算术运算符

# 算术运算符
print(1 + 2) # 加法
print(5 - 3) # 减法
print(2 * 3) # 乘法
print(6 / 2) # 除法(返回浮点数)
print(7 // 3) # 整除
print(7 % 3) # 取模
print(2 ** 3) # 幂运算

比较运算符

# 比较运算符
print(1 == 2) # 等于
print(1 != 2) # 不等于
print(1 < 2) # 小于
print(1 > 2) # 大于
print(1 <= 2) # 小于等于
print(1 >= 2) # 大于等于

逻辑运算符

# 逻辑运算符
print(True and False) # 与
print(True or False) # 或
print(not True) # 非

3.4 输入和输出#

输出

# 输出
print("Hello, World!")
print("Name:", "John")
print("Age:", 30)
print("Height:", 1.75)
# 格式化输出
name = "John"
age = 30
print(f"My name is {name} and I am {age} years old.") # f-string
print("My name is {} and I am {} years old.".format(name, age)) # format方法
print("My name is %s and I am %d years old." % (name, age)) # 百分号格式化

输入

# 输入
name = input("Enter your name: ")
age = input("Enter your age: ")
print(f"Hello, {name}! You are {age} years old.")
# 输入转换
age = int(input("Enter your age: "))
print(f"You will be {age + 1} years old next year.")

4. 控制流#

4.1 条件语句#

# if语句
age = 18
if age >= 18:
print("You are an adult.")
else:
print("You are a minor.")
# if-elif-else语句
score = 85
if score >= 90:
print("A")
elif score >= 80:
print("B")
elif score >= 70:
print("C")
elif score >= 60:
print("D")
else:
print("F")

4.2 循环语句#

for循环

# for循环
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
print(fruit)
# 遍历数字
for i in range(5):
print(i)
# 遍历字典
person = {"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}
for key, value in person.items():
print(key, ":", value)

while循环

# while循环
count = 0
while count < 5:
print(count)
count += 1
# 无限循环(谨慎使用)
# while True:
# print("Hello")

4.3 循环控制语句#

# break语句
for i in range(10):
if i == 5:
break
print(i)
# continue语句
for i in range(10):
if i % 2 == 0:
continue
print(i)
# pass语句
for i in range(10):
if i == 5:
pass # 占位符,什么都不做
print(i)

5. 数据结构#

5.1 列表(List)#

# 创建列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
mixed = ["apple", 1, True, 3.14]
# 访问列表元素
print(fruits[0]) # 第一个元素
print(fruits[-1]) # 最后一个元素
# 修改列表元素
fruits[0] = "orange"
print(fruits)
# 添加元素
fruits.append("grape") # 添加到末尾
fruits.insert(1, "pear") # 插入到指定位置
print(fruits)
# 删除元素
fruits.remove("banana") # 删除指定值
fruits.pop() # 删除最后一个元素
print(fruits)
# 列表操作
print(len(fruits)) # 长度
print("apple" in fruits) # 检查元素是否存在
print(fruits + ["kiwi", "mango"]) # 列表拼接
print(fruits * 2) # 列表重复
# 列表方法
numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
numbers.sort() # 排序
print(numbers)
numbers.reverse() # 反转
print(numbers)
print(numbers.count(1)) # 计数
print(numbers.index(5)) # 查找索引

5.2 元组(Tuple)#

# 创建元组
tuple1 = ("apple", "banana", "cherry")
tuple2 = (1, 2, 3, 4, 5)
tuple3 = ("apple", 1, True)
# 访问元组元素
print(tuple1[0])
print(tuple1[-1])
# 元组是不可变的
# tuple1[0] = "orange" # 会报错
# 元组操作
print(len(tuple1))
print("apple" in tuple1)
print(tuple1 + ("grape", "pear"))
print(tuple1 * 2)
# 元组方法
print(tuple1.count("apple"))
print(tuple1.index("banana"))
# 单元素元组
single_tuple = ("apple",) # 注意逗号
print(type(single_tuple))

5.3 字典(Dictionary)#

# 创建字典
person = {
"name": "John",
"age": 30,
"city": "New York"
}
# 访问字典值
print(person["name"])
print(person.get("age"))
print(person.get("gender", "Unknown")) # 不存在的键返回默认值
# 修改字典
person["age"] = 31
person["gender"] = "Male"
print(person)
# 删除字典元素
del person["gender"]
print(person)
# 字典操作
print(len(person))
print("name" in person) # 检查键是否存在
print(person.keys()) # 获取所有键
print(person.values()) # 获取所有值
print(person.items()) # 获取所有键值对
# 字典方法
person.update({"city": "Boston", "job": "Engineer"})
print(person)
copy_person = person.copy()
print(copy_person)
print(person.pop("job"))
print(person)

5.4 集合(Set)#

# 创建集合
fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
# 添加元素
fruits.add("grape")
print(fruits)
# 删除元素
fruits.remove("banana") # 元素不存在会报错
fruits.discard("orange") # 元素不存在不会报错
print(fruits)
# 集合操作
print(len(fruits))
print("apple" in fruits)
# 集合运算
set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}
print(set1.union(set2)) # 并集
print(set1.intersection(set2)) # 交集
print(set1.difference(set2)) # 差集
print(set1.symmetric_difference(set2)) # 对称差集

6. 函数#

6.1 定义函数#

# 定义函数
def greet():
print("Hello, World!")
# 调用函数
greet()
# 带参数的函数
def greet(name):
print(f"Hello, {name}!")
greet("John")
# 带默认参数的函数
def greet(name, greeting="Hello"):
print(f"{greeting}, {name}!")
greet("John")
greet("John", "Hi")
# 带返回值的函数
def add(a, b):
return a + b
result = add(3, 5)
print(result)
# 带多个返回值的函数
def get_person():
return "John", 30, "New York"
name, age, city = get_person()
print(name, age, city)

6.2 函数参数#

位置参数

def describe_pet(animal_type, pet_name):
print(f"I have a {animal_type}.")
print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name}.")
describe_pet("dog", "Buddy")

关键字参数

describe_pet(animal_type="cat", pet_name="Whiskers")
describe_pet(pet_name="Charlie", animal_type="bird")

可变参数

# *args:接收任意数量的位置参数
def sum_numbers(*args):
return sum(args)
print(sum_numbers(1, 2, 3))
print(sum_numbers(1, 2, 3, 4, 5))
# **kwargs:接收任意数量的关键字参数
def describe_person(**kwargs):
for key, value in kwargs.items():
print(f"{key}: {value}")
describe_person(name="John", age=30, city="New York")

6.3 函数作用域#

# 全局变量
x = 10
def print_global():
print(x)
print_global()
# 局部变量
def print_local():
y = 20
print(y)
print_local()
# print(y) # 会报错,局部变量在函数外不可访问
# 修改全局变量
def modify_global():
global x
x = 30
print(x)
modify_global()
print(x)

7. 模块和包#

7.1 模块#

创建模块

创建一个名为mymodule.py的文件:

mymodule.py
def greet(name):
return f"Hello, {name}!"
def add(a, b):
return a + b
PI = 3.14159

使用模块

# 导入整个模块
import mymodule
print(mymodule.greet("John"))
print(mymodule.add(3, 5))
print(mymodule.PI)
# 导入模块中的特定函数或变量
from mymodule import greet, add
print(greet("John"))
print(add(3, 5))
# 导入模块中的所有内容
from mymodule import *
print(greet("John"))
print(add(3, 5))
print(PI)
# 使用别名
import mymodule as mm
print(mm.greet("John"))
from mymodule import greet as g
print(g("John"))

7.2 标准库#

Python有丰富的标准库,例如:

# 数学模块
import math
print(math.pi)
print(math.sqrt(16))
print(math.pow(2, 3))
# 随机模块
import random
print(random.randint(1, 10))
print(random.choice(["apple", "banana", "cherry"]))
# 日期时间模块
import datetime
now = datetime.datetime.now()
print(now)
print(now.year)
print(now.month)
print(now.day)
# 时间模块
import time
print(time.time())
time.sleep(1) # 暂停1秒
print(time.time())
# 操作系统模块
import os
print(os.getcwd()) # 获取当前工作目录
print(os.listdir(".")) # 列出当前目录中的文件和文件夹

7.3 包#

创建包

创建以下目录结构:

mypackage/
├── __init__.py
├── module1.py
└── module2.py

__init__.py文件

__init__.py
__version__ = "1.0.0"

module1.py文件

module1.py
def function1():
return "Function 1 from module 1"

module2.py文件

module2.py
def function2():
return "Function 2 from module 2"

使用包

# 导入包
import mypackage
print(mypackage.__version__)
# 导入包中的模块
import mypackage.module1
print(mypackage.module1.function1())
# 导入模块中的函数
from mypackage.module2 import function2
print(function2())

8. 文件操作#

8.1 文件读写#

写入文件

# 写入文件
with open("example.txt", "w") as f:
f.write("Hello, World!\n")
f.write("This is a test file.\n")
f.write("Python is awesome!\n")
# 追加文件
with open("example.txt", "a") as f:
f.write("Adding more content.\n")

读取文件

# 读取整个文件
with open("example.txt", "r") as f:
content = f.read()
print(content)
# 逐行读取
with open("example.txt", "r") as f:
for line in f:
print(line.strip())
# 读取所有行
with open("example.txt", "r") as f:
lines = f.readlines()
print(lines)

8.2 文件模式#

模式描述
r只读模式(默认)
w写入模式,会覆盖现有文件
a追加模式,在文件末尾添加内容
x独占创建模式,文件存在则报错
b二进制模式
t文本模式(默认)
+读写模式

8.3 异常处理#

# 异常处理
try:
with open("non_existent_file.txt", "r") as f:
content = f.read()
print(content)
except FileNotFoundError:
print("File not found.")
except Exception as e:
print(f"An error occurred: {e}")
finally:
print("This block always executes.")

9. 面向对象编程基础#

9.1 类和对象#

# 定义类
class Person:
# 类变量
species = "Homo sapiens"
# 初始化方法
def __init__(self, name, age):
# 实例变量
self.name = name
self.age = age
# 实例方法
def greet(self):
return f"Hello, my name is {self.name}."
def get_age(self):
return self.age
# 创建对象
person1 = Person("John", 30)
person2 = Person("Jane", 25)
# 访问实例变量
print(person1.name)
print(person2.age)
# 调用实例方法
print(person1.greet())
print(person2.get_age())
# 访问类变量
print(Person.species)
print(person1.species)

9.2 继承#

# 父类
class Animal:
def __init__(self, name):
self.name = name
def speak(self):
pass
# 子类
class Dog(Animal):
def speak(self):
return "Woof!"
class Cat(Animal):
def speak(self):
return "Meow!"
# 创建对象
dog = Dog("Buddy")
cat = Cat("Whiskers")
print(dog.name)
print(dog.speak())
print(cat.name)
print(cat.speak())

9.3 多态#

def animal_speak(animal):
print(animal.speak())
dog = Dog("Buddy")
cat = Cat("Whiskers")
animal_speak(dog) # 调用Dog的speak方法
animal_speak(cat) # 调用Cat的speak方法

10. 学习资源推荐#

10.1 Python官方文档#

10.2 B站Python视频(播放量高于50W)#

10.3 推荐书籍#

  • 《Python编程:从入门到实践》
  • 《流畅的Python》
  • 《Python Cookbook》
  • 《Effective Python》

11. 总结#

本教程介绍了Python的基础知识,包括:

  • Python的安装和环境搭建
  • Python基础语法
  • 变量和数据类型
  • 控制流(条件语句和循环)
  • 数据结构(列表、元组、字典、集合)
  • 函数
  • 模块和包
  • 文件操作
  • 面向对象编程基础

通过本教程的学习,你应该已经掌握了Python的基础知识,可以开始编写简单的Python程序了。在接下来的教程中,我们将学习Python的高级特性和应用场景。

祝你学习愉快!


提示:本教程是Python学习的第一阶段,后续将推出Python进阶教程,包括面向对象编程进阶、异常处理、正则表达式、数据库操作、Web开发等内容。

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Python基础教程(第一阶段)
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作者
SakuMonet
发布于
2026-03-01
许可协议
Unlicensed

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