Python入门教程

Python入门教程

1. 引言

Python 是一种高级编程语言，以其简洁易读的语法和强大的功能而著称。Python 适用于多种应用场景，包括Web开发、数据分析、人工智能、自动化脚本等。本教程旨在为初学者提供Python的基础知识，帮助您快速上手。

2. Python 简介

Python 由 Guido van Rossum 在1980年代末期创建，并于1991年首次发布。Python 的设计哲学强调代码的可读性，并且提供了允许程序员高效地使用代码的工具。Python 支持多种编程范式，包括面向对象、命令式、函数式和过程式编程。

3. 安装 Python

要开始使用 Python，首先需要安装 Python 解释器。以下是安装步骤：

1. 访问官方网站：访问 Python 官方网站 下载最新版本的 Python 安装包。
2. 选择版本：推荐安装最新稳定版（如 Python 3.11），因为新版本包含了最新的特性和改进。
3. 安装过程：双击下载的安装包，按照提示完成安装。确保勾选 "Add Python to PATH" 选项，以便在命令行中直接运行 Python。

4. 编写第一个程序

让我们编写一个简单的 Python 程序来输出 "Hello, World!"。

print("Hello, World!")

1. 创建文件：使用文本编辑器（如 Notepad++ 或 Visual Studio Code）创建一个名为 hello.py 的文件。

2. 编写代码：将上述代码复制粘贴到 hello.py 文件中。

3. 运行程序：打开命令行（Windows 中的 CMD 或 Linux/Mac 中的 Terminal），进入保存文件的目录，并输入以下命令运行程序：

   python hello.py
   

   输出应该是：

   Hello, World!
   

5. Python 基础语法

Python 的语法简单直观，易于学习。以下是一些基本概念：

5.1 变量与数据类型

变量用于存储数据。Python 中常见的数据类型包括整数（int）、浮点数（float）、字符串（str）和布尔值（bool）。

# 创建变量
age = 25  # int
height = 1.75  # float
name = "Alice"  # str
is_student = True  # bool
 
# 输出变量
print(age)
print(height)
print(name)
print(is_student)

5.2 运算符

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
x = 10 + 5  # 加法
y = 10 - 5  # 减法
z = 10 * 5  # 乘法
w = 10 / 5  # 除法
 
# 比较运算符
a = 10 > 5  # 大于
b = 10 < 5  # 小于
c = 10 == 5  # 等于
d = 10 != 5  # 不等于
 
# 逻辑运算符
e = True and False  # 逻辑与
f = True or False  # 逻辑或
g = not True  # 逻辑非
 
print(x, y, z, w, a, b, c, d, e, f, g)

5.3 控制结构

Python 提供了条件语句和循环语句来控制程序流程。

5.3.1 条件语句

使用 if、elif 和 else 来实现条件分支。

age = 18
if age >= 18:
    print("成年")
else:
    print("未成年")
 
# 多个条件
score = 85
if score >= 90:
    print("优秀")
elif score >= 70:
    print("良好")
else:
    print("不及格")

5.3.2 循环语句

使用 for 和 while 实现循环。

# for 循环
for i in range(5):
    print(i)
 
# while 循环
count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1

6. 函数与模块

Python 支持函数式编程，可以定义自己的函数并复用代码。

6.1 自定义函数

def greet(name):
    """打印问候语"""
    print(f"Hello, {name}!")
 
greet("Bob")

6.2 使用模块

Python 提供了大量的标准库和第三方库，可以通过导入模块来使用它们的功能。

import math
 
# 使用数学库
radius = 5
area = math.pi * radius ** 2
print(area)
 
# 使用第三方库
# 首先需要安装库
# pip install numpy
import numpy as np
 
array = np.array([1, 2, 3])
print(array)

7. 数据结构

Python 提供了多种内置的数据结构，如列表（list）、元组（tuple）、集合（set）和字典（dict）。

7.1 列表

列表是一种可变的有序序列。

# 创建列表
numbers = [1, 2, 3]
 
# 访问元素
print(numbers[0])
 
# 修改元素
numbers[0] = 10
print(numbers)
 
# 添加元素
numbers.append(4)
print(numbers)
 
# 删除元素
del numbers[0]
print(numbers)

7.2 元组

元组是一种不可变的有序序列。

# 创建元组
t = (1, 2, 3)
 
# 访问元素
print(t[0])
 
# 元组不可修改
# t[0] = 10  # TypeError

7.3 字典

字典是一种无序的键值对集合。

# 创建字典
person = {"name": "Alice", "age": 25}
 
# 访问元素
print(person["name"])
 
# 添加元素
person["city"] = "New York"
print(person)
 
# 删除元素
del person["city"]
print(person)

8. 异常处理

Python 提供了异常处理机制来捕获和处理错误。

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以零")
 
try:
    with open("nonexistent.txt", "r") as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")

9. 总结

本教程介绍了 Python 的基本概念、语法、数据类型、控制结构、函数、模块、数据结构和异常处理等内容。通过学习这些基础知识，您可以开始编写简单的 Python 程序，并为进一步的学习打下坚实的基础。

10. 进阶学习

• 官方文档：Python 官方文档
• 在线课程：Coursera、edX 和 Udemy 提供了许多免费和付费的 Python 在线课程。
• 实战项目：尝试编写一些小项目，如 Web 爬虫、数据分析工具或自动化脚本，以巩固所学知识。