python入门基础篇（一）

基础篇

• • Python基础
  • • 安装与配置Python环境
    • 理解Python解释器
    • [第一个Python程序："Hello, World!"](#第一个Python程序："Hello, World!")
  • 基础语法
  • • 注释与文档字符串
    • 变量与数据类型
    • 数字类型：整数、浮点数、复数
    • • 字符串
      • 布尔值
      • None值
    • 运算符
    • • 算术运算符
      • 比较运算符
      • 逻辑运算符
      • 赋值运算符
      • 位运算符

Python是一种高级编程语言，因其简洁易读的语法和强大的标准库而广受欢迎。Python广泛应用于Web开发、数据分析、人工智能、科学计算、自动化等领域。它具有以下特点：

• 解释型语言：无需编译，直接运行代码。
• 动态类型：变量无需声明类型，类型在运行时确定。
• 强大的标准库：内置了大量实用的模块和包。
• 面向对象：支持面向对象编程，也支持函数式编程。
• 跨平台：代码可在多种操作系统上运行。

按编译方式分类，可以将编程语言分为编译型语言、解释型语言和混合型语言。每种编译方式有其独特的特性和适用场景。

编译型语言

定义：编译型语言在运行之前需要通过编译器将源代码转换为机器码（或中间代码），然后运行生成的可执行文件。

特点：

• 性能高：由于编译后生成的是直接可以在机器上执行的代码，运行速度通常较快。
• 错误检查：编译过程会进行语法和类型检查，能够在编译阶段发现大部分错误。
• 生成可执行文件：编译后会生成独立的可执行文件，不需要依赖编译器或解释器。

例子：

• C：编译成机器码，适用于系统编程和嵌入式开发。
• C++：编译成机器码，适用于高性能应用和游戏开发。
• Go：编译成机器码，适用于云计算和微服务。
• Rust：编译成机器码，注重内存安全和并发性。

解释型语言

定义：解释型语言在运行时由解释器逐行解释执行，不需要事先编译成机器码。

特点：

• 便于调试：由于代码是逐行执行的，调试时可以立即看到每一行代码的执行效果。
• 平台无关性：源代码可以在任何支持解释器的平台上运行。
• 动态性：通常支持动态类型系统，类型检查在运行时进行。

例子：

• Python：广泛应用于数据分析、Web开发和自动化任务。
• JavaScript：主要用于Web前端开发。
• Ruby：常用于Web开发，尤其是Ruby on Rails框架。
• PHP：主要用于服务器端Web开发。

混合型语言

定义：混合型语言结合了编译型和解释型语言的特点，通常先将源代码编译成中间代码（如字节码），然后由虚拟机解释执行中间代码。

特点：

• 跨平台：通过虚拟机实现跨平台运行，编译后的中间代码可以在不同平台上的虚拟机中执行。
• 优化与性能：虚拟机可以进行运行时优化，提升执行效率。
• 便携性：中间代码与平台无关，具有良好的移植性。

例子：

• Java：源代码编译成字节码，由Java虚拟机（JVM）执行，广泛应用于企业级应用开发和Android应用开发。
• C#：源代码编译成中间语言（IL），由.NET运行时（CLR）执行，主要用于Windows应用和Web开发。
• Python（部分实现）：如PyPy解释器，将Python代码编译成中间字节码，然后执行。

总结

编译型语言：如C、C++、Go、Rust，通常性能高，适合高性能和系统级开发。

解释型语言：如Python、JavaScript、Ruby、PHP，调试方便，适合快速开发和动态需求。

混合型语言：如Java、C#，兼具编译和解释的优点，具有跨平台和运行时优化的特点。

注：每种编程语言没有高下强弱之分，重点在于使用场景！

Python基础

安装与配置Python环境

win系统安装python可去官网下载，具体过程此处不做过多描述，网上教程很多。使用pycharm作为集成开发环境，可去官网下载

理解Python解释器

Python解释器是用来执行Python代码的程序。它读取Python源代码文件，将其转换为机器能够理解的字节码，然后在虚拟机上执行。这种过程使得Python成为一种解释型语言。

常见的Python解释器有：

• CPython：最常用、最标准的Python解释器，由Python官方维护。大多数Python代码都是在+ CPython上运行的。
• PyPy：一个高性能的Python解释器，使用JIT（即时编译）技术，可以显著提高代码的运行速度。
• Jython：Python解释器的Java实现，可以将Python代码编译成Java字节码并在JVM上运行。
• IronPython：Python解释器的.NET实现，能够与.NET框架无缝集成。
• MicroPython：精简版的Python解释器，专为嵌入式系统设计，适用于微控制器和小型设备。

第一个Python程序："Hello, World!"

print 是 Python 中的一个内置函数，用于在控制台输出文本或其他类型的内容。它是 Python 编程中最常用的函数之一，主要用于调试和显示程序的输出

print("Hello World!") 
#仪式感

print基本语法

print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

• *objects：一个或多个要打印的对象。多个对象之间用逗号分隔。
• sep：用于分隔多个对象的字符串，默认为一个空格 ' '。
• end：在输出的末尾添加的字符串，默认为换行符 '\n'。
• file：输出的目标文件，默认为 sys.stdout，即控制台。
• flush：是否立即将内容输出到文件，默认为 False。

CMD示例；

输出多个对象

PS C:\Users\huhy> python
Python 3.10.11 (tags/v3.10.11:7d4cc5a, Apr  5 2023, 00:38:17) [MSC v.1929 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("Hello", "world", 123)
Hello world 123

自定义分隔符；注意加上换行符，不然如下所示

>>> print("Hello", "world", sep="。；")
Hello。；world
>>>

自定义结束符

>>> print("Hello", end="!!!\n")
Hello!!!
>>> print("Hello", end="!!!")
Hello!!!>>>

输出到文件；在当前目录下创建一个 output.txt 文件，并将 "Hello, world!" 写入其中，这里使用pycharm方便展示

with open('output.txt', 'w') as f:
    print("Hello, world!", file=f)

使用注意事项

• print 函数可以打印任意类型的对象，包括字符串、数字、列表、字典等
• print 函数会自动调用每个对象的 str 方法来获取其字符串表示
• 当打印多个对象时，它们之间会自动插入 sep 指定的分隔符，默认是一个空格

基础语法

Python使用缩进来表示代码块，不同的缩进级别表示不同的逻辑层次，常见的缩进方式有4个空格或者一个Tab

注释与文档字符串

单行注释：用于解释代码，编译器会忽略它们

# 这是一个注释

多行注释：使用三个单引号 ''' 或三个双引号 """

'''
这是一个多行注释
可以跨越多行
'''

内嵌注释：放在代码行尾

x = 5  # 这是一个内嵌注释

文档字符串：用于为模块、类、函数和方法编写文档，可以使用三个单引号 ''' 或三个双引号 """

def example():
    """这是一个文档字符串示例"""
    pass

print(example.__doc__)

变量与数据类型

变量是存储数据的命名位置，不需要显式声明。赋值语句会创建变量

• 变量命名规则

  • 变量名只能包含字母（a-z, A-Z）、数字（0-9）和下划线_
  • 变量名不能以数字开头
  • Python中的变量名是大小写敏感的。即，variable 和 Variable 是两个不同的变量
  • 不要使用Python的保留字和关键字作为变量名。Python有一些内置的保留字，如 if, else, while, for, def, class, return 等，这些保留字具有特殊意义，不能用作变量名

• 数据类型

  • 数字类型：包括整数、浮点数和复数。
  • 字符串：字符的序列。
  • 布尔值：True 或 False。
  • None：表示"没有值"或"空值"。

数字类型：整数、浮点数、复数

整数（int）；没有小数部分的数字

x = 10

浮点数（float）；有小数部分的数字

y = 3.14

复数（complex）；有实部和虚部的数字

z = 2 + 3j

字符串

字符串是字符的序列，可以使用单引号、双引号或三引号括起来

s1 = 'Hello'
s2 = "World"
s3 = '''This is a
multiline string'''

字符串支持多种操作，如拼接、重复、切片等

# 拼接
s = s1 + " " + s2  # "Hello World"

# 重复
s = s1 * 3  # "HelloHelloHello"

# 切片
s = s1[1:3]  # "el"

布尔值

布尔值只有两个：True 和 False，用于逻辑操作

a = True
b = False

None值

None是一个特殊的常量，表示"没有值"或"空值"

n = None

运算符

运算符用于执行操作。常见的运算符有；

算术运算符

• 算术运算符
  • 加法 +
  • 减法 -
  • 乘法 *
  • 除法 /
  • 取余 %
  • 幂运算 **
  • 取整除 //

x = 5
y = 2
print(x + y)  # 7
print(x - y)  # 3
print(x * y)  # 10
print(x / y)  # 2.5
print(x % y)  # 1
print(x ** y) # 25
print(x // y) # 2

比较运算符

• 比较运算符
  • 等于 ==
  • 不等于 !=
  • 大于 >
  • 小于 <
  • 大于等于 >=
  • 小于等于 <=

x = 5
y = 2
print(x == y)  # False
print(x != y)  # True
print(x > y)   # True
print(x < y)   # False
print(x >= y)  # True
print(x <= y)  # False

逻辑运算符

• 逻辑运算符
  • 与 and
  • 或 or
  • 非 not

a = True
b = False
print(a and b)  # False
print(a or b)   # True
print(not a)    # False

赋值运算符

• 赋值运算符
  • 等于 =
  • 加等于 +=
  • 减等于 -=
  • 乘等于 *=
  • 除等于 /=
  • 取余等于 %=
  • 幂等于 **=
  • 取整除等于 //=

x = 5
x += 2  # x = x + 2
x -= 1  # x = x - 1
x *= 3  # x = x * 3
x /= 2  # x = x / 2
x %= 3  # x = x % 3
x **= 2 # x = x ** 2
x //= 2 # x = x // 2

位运算符

按位运算符是对二进制位进行操作的运算符。它们主要用于低级别的编程和操作硬件或优化性能

• 位运算符
  • 按位与 &；按位与操作会将两个数的每个位进行比较，只有当两个数的对应位都为1时，结果位才为1，否则为0
  • 按位或 |；按位或操作会将两个数的每个位进行比较，只要两个数的对应位有一个为1，结果位就为1，否则为0
  • 按位异或 ^；按位异或操作会将两个数的每个位进行比较，当两个数的对应位不同（一个为1，一个为0）时，结果位为1，否则为0
  • 按位取反 ~；按位取反操作会将数的每个位都进行取反，即0变1，1变0。这实际上等同于对数值取反并减1（因为Python使用二进制补码表示负数）
  • 左移 <<；左移操作会将数的二进制表示左移指定的位数，右边用0填充，每左移一位相当于乘以2
  • 右移 >>；右移操作会将数的二进制表示右移指定的位数，左边用符号位（正数用0，负数用1）填充，每右移一位相当于除以2（取整）

x = 5  #二进制 0101
y = 3  #二进制 0011
print(x & y)  # 0001 => 1
print(x | y)  # 0111 => 7
print(x ^ y)  # 0110 => 6
print(~x)     # 1010 => -6
print(x << 1) # 1010 => 10
print(x >> 1) # 0010 => 2

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