Python 基础--循环判断&字符串

第 1 章 Python 介绍

1.1 概述

Python 是一种简洁、易读、功能强大的编程语言，支持模块化组织代码，具备丰富的标准库和第三方库。

1.2 环境部署

需安装 Python 3.12 版本（自动附带 pip 工具），后续可通过 pip 管理第三方模块。

1.3 开发工具

推荐使用 PyCharm，支持项目管理、代码编辑、解释器配置等功能。

1.4 Python 模块

1.4.1 安装模块

模块是存放功能性代码的文件，用于提升代码可维护性。Python 标准模块可直接导入，第三方模块需通过 pip 安装。

• 安装语法：pip install 模块名
• 示例（安装 pygame）：pip install pygame
• 超时报错解决：需配置国内镜像源，避免网络问题导致安装失败。

1.4.2 pip 镜像源设置

1. 升级 pip 并配置镜像源：

python -m pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple --upgrade pip
pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

1. 生成并编辑 pip.ini 文件（Windows 系统）：

[global]
timeout=40
index-url=http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
extra-index-url=
https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/
http://pypi.douban.com/simple/
http://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/
[install]
trusted-host=
pypi.tuna.tsinghua.edu.cn
mirrors.aliyun.com
pypi.douban.com
pypi.mirrors.ustc.edu.cn

1. 检查安装结果：pip list

2. 验证 pygame 安装：python -m pygame.examples.aliens

1.4.3 导入设置

1. PyCharm 中配置解释器：

   • 路径：Settings → Project:xxx → Python Interpreter
   • 可添加本地解释器或通过 Python Packages 工具安装模块。

2. 导入模块的三种方式：

   • 直接导入：

     import pygame

     ，调用格式：

     模块.函数/变量

     import pygame
     pygame.init()  # 调用pygame的init()函数

   • 导入指定内容：

     from 模块 import 功能

     from pygame import init
     init()  # 直接调用init()函数

   • 导入全部内容（不推荐）：

     from 模块 import *

     from pygame import *
     init()  # 直接调用模块内所有功能

3. 模块、包、库的区别：

   • 模块：单个.py 文件，文件名即模块名。
   • 包：含__init__.py的目录，可包含多个模块或子包。
   • 库：相关功能模块的集合（抽象概念）。

第 2 章 Python 基础

2.1 代码格式

Python 代码格式是语法的一部分，不符合规范会导致运行错误。

2.1.1 注释

• 单行注释：以

  #

  开头，可单独占行或跟在代码后。

  # 单行注释：打印Hello,Python
  print("Hello,Python")  # 代码后注释（至少两个空格分隔）

• 多行注释：三对单引号或双引号包裹，用于说明函数 / 类功能。

  '''
  多行注释：计算BMI指数
  功能：接收用户身高体重，计算并判断体重范围
  '''
  height = input("请输入您的身高(单位为米):")
  weight = input("请输入您的体重(单位为公斤):")
  bmi = float(weight) / (float(height) * float(height))
  print("您的BMI指数:", bmi)
  if bmi < 18.5:
      print("您的体重过轻!")
  elif 18.5 <= bmi < 24.9:
      print("正常范围,继续保持!")
  elif 24.9 <= bmi < 29.9:
      print("您体重过重!")
  else:
      print("该减肥了!")

2.1.2 缩进

• 首选 4 个空格作为一级缩进，Python3 不允许混合 Tab 和空格。

• 同一代码块需保持相同缩进量，否则触发

  IndentationError

  # 正确示例
  if True:
      print("True")
  else:
      print("False")
      print("执行完毕")
  
  # 错误示例（最后一行缩进不规范）
  if True:
      print("True")
  else:
      print("False")
    print("hello")  # 缩进不匹配，运行报错

2.1.3 语句换行

• 每行代码建议不超过 79 个字符，长语句可利用圆括号、中括号、大括号隐式换行。

  # 字符串换行
  string = ("Python是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言,"
            "由Guido van Rossum于1989年底发明,"
            "第一个公开发行版发行于1991年。")
  
  # 列表换行
  number = ["one", "two",
            "three", "four"]
  print(number)  
  # 输出：['one', 'two', 'three', 'four']

  

2.2 标识符和关键字

2.2.1 标识符命名规则

1. 由字母、下划线、数字组成，数字不能开头。
2. 区分大小写（如tom和Tom是不同标识符）。
3. 不能使用 Python 关键字。

2.2.2 命名建议

• 见名知意（如姓名用name，年龄用age）。
• 常量名：大写单词或下划线连接（如ORDER_LIST_LIMIT）。
• 模块名、函数名：小写单词或下划线连接（如low_with_under）。
• 类名：大驼峰命名（如Cat、Person）。

2.2.3 关键字

Python3 共有 35 个关键字，不可重复定义：

import keyword
print(keyword.kwlist)
# 输出：['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

2.3 变量和数据类型

2.3.1 变量

• 变量是标识内存单元的标识符，通过

  =

  赋值绑定数据。

  data = 100  # 变量data绑定内存中的100
  age = 25    # 变量age绑定内存中的25

2.3.2 数据类型

1. 数字类型：

   • 整型（int）：101、-239、0b101（二进制）、0o5（八进制）、0x5（十六进制）。
   • 浮点型（float）：3.1415、4.2E-10（科学计数法）。
   • 复数类型（complex）：3.12+1.23j、-1.23-93j。
   • 布尔类型（bool）：True（对应 1）、False（对应 0）。

2. 字符串（str）：单引号、双引号或三引号包裹，如'Python123'、"Python*&%"、'''Python~(())'''。

3. 列表（list）：[]包裹，元素可修改，如[1, 2, 'hello']。

4. 元组（tuple）：()包裹，元素不可修改，如(1, 2, 'hello')。

5. 集合（set）：{}包裹，元素无序唯一，如{'apple', 'orange', 1}。

6. 字典（dict）：{}包裹键值对，键唯一，如{"name": "zhangsan", "age": 18}。

7. 查看数据类型：

   type()

   函数。

   info = {"name": "zhangsan", "age": 18}
   print(type(info))  # 输出：<class 'dict'>

2.3.3 变量的输入和输出

1. 输入：

   input()

   函数，返回字符串类型。

   number = input("请输入数字:")
   print(type(number))  # 输入10，输出：<class 'str'>

   

2. 输出：

   print()

   函数，支持多对象、自定义分隔符和结尾符。

   zh_name = "张三"
   en_name = "tom"
   info = "年龄18岁，毕业于南京大学"
   # 自定义分隔符为换行符
   print(zh_name, en_name, info, sep="\n")
   # 输出：
   # 张三
   # tom
   # 年龄18岁，毕业于南京大学

   

2.5 数字类型

2.5.1 整型

• 支持四种进制：二进制（0b/0B）、八进制（0o/0O）、十进制、十六进制（0x/0X）。

• 进制转换函数：

  number = 10
  print("10的二进制:", bin(number))    # 输出：0b1010
  print("10的八进制:", oct(number))    # 输出：0o12
  print("0b1010的十进制:", int(0b1010))# 输出：10
  print("10的十六进制:", hex(number))   # 输出：0xa

  

2.5.2 浮点类型

• 科学计数法表示：-3.14e2（-314）、3.14e-3（0.00314）。
• 取值范围：-1.8e308 ~ 1.8e308，超出范围视为inf（无穷大）或-inf（无穷小）。

2.5.3 复数类型

• 格式：

  real+imagj
  
  real

  为实部，

  imag

  为虚部。

  complex_num = 1 + 2j
  print(complex_num.real)  # 输出：1.0（实部）
  print(complex_num.imag)  # 输出：2.0（虚部）

2.5.5 数字类型转换

• 常用函数：

  int()

  、

  float()

  、

  complex()

  num_one = 2
  num_two = 2.2
  print(int(num_two))    # 输出：2（浮点转整型，舍弃小数）
  print(float(num_one))  # 输出：2.0（整型转浮点）
  print(complex(num_one))# 输出：(2+0j)（整型转复数）

  

2.6 运算符

2.6.1 算术运算符

运算符	功能	示例（a=2，b=8）
+	加法	a+b → 10
-	减法	a-b → -6
*	乘法	a*b → 16
/	除法（浮点数）	a/b → 0.25
//	整除（取整）	a//b → 0
%	取余	a%b → 2
**	幂运算	a**b → 256

• 混合运算类型转换规则：

  1. 整型与浮点型混合 → 整型转浮点型。
  2. 其他类型与复数混合 → 其他类型转复数。

  print(10 / 2.0)       # 输出：5.0（整型转浮点）
  print(10 - (3 + 5j))  # 输出：(7-5j)（整型转复数）

  

2.6.2 赋值运算符

• 基础赋值：num = 3、x = y = z = 1、a, b = 1, 2。

• 复合赋值运算符：

  num = 5
  num += 2  # 等价于num = num + 2 → 7
  num *= 3  # 等价于num = num * 3 → 21
  print(num)# 输出：21

• 海象运算符（Python3.8+）：

  :=

  ，用于表达式内赋值。

  num_one = 1
  result = num_one + (num_two := 2)  # num_two赋值为2
  print(result)  # 输出：3

2.6.3 比较运算符

运算符	功能	示例（x=2，y=3）
==	等于	x==y → False
!=	不等于	x!=y → True
>	大于	x>y → False
<	小于	x<y → True
>=	大于等于	x>=y → False
<=	小于等于	x<=y → True

2.6.4 逻辑运算符

运算符	逻辑表达式	功能	示例（x=10，y=20）
and	x and y	均为 True 则返回 y	x and y → 20
or	x or y	均为 True 则返回 x	x or y → 10
not	not x	取反	not x → False

2.6.5 成员运算符

• in：判断元素是否在序列中。

  not in

：判断元素是否不在序列中。

x = "Python"
y = 't'
print(y in x)      # 输出：True
print(y not in x)  # 输出：False

2.6.6 位运算符（操作整数二进制位）

运算符	功能	示例（a=2，b=3）
<<	按位左移	a<<b → 16
>>	按位右移	a>>b → 0
&	按位与	a&b → 2
		按位或	a	b → 3
^	按位异或	a^b → 1
~	按位取反	~a → -3

2.6.7 运算符优先级

• 优先级从高到低：括号 → 幂运算 → 乘除 / 取模 / 整除 → 加减 → 位运算 → 比较运算 → 成员运算 → 逻辑运算 → 赋值运算。

• 同级运算符从左到右执行，括号可改变优先级。

  a = 20
  b = 2
  c = 15
  result_01 = (a - b) + c  # 先算括号内 → 18+15=33
  result_02 = a / b % c    # 先除后取模 → 10%15=10.0
  result_03 = c**b * a     # 先幂运算后乘法 → 225*20=4500
  print(result_01, result_02, result_03)  # 输出：33 10.0 4500

  

2.7 练习

2.7.1 BMI 指数计算

# BMI = 体重(kg) / 身高(m)²
height = float(input("请输入身高(米):"))
weight = float(input("请输入体重(公斤):"))
bmi = weight / (height ** 2)
print(f"您的BMI指数: {bmi:.2f}")
if bmi < 18.5:
    print("偏轻")
elif 18.5 <= bmi < 24.9:
    print("正常")
elif 24.9 <= bmi < 29.9:
    print("超重")
elif 29.9 <= bmi < 34.9:
    print("肥胖")
else:
    print("过度肥胖")

第 3 章 流程控制

3.1 条件语句

3.1.1 if 语句（单分支）

# 语法：if 条件表达式: 代码块
score = 88
if score >= 60:
    print("考试及格")  # 输出：考试及格

3.1.2 if-else 语句（双分支）

score = 50
if score >= 60:
    print("考试及格")
else:
    print("考试不及格")  # 输出：考试不及格

3.1.3 if-elif-else 语句（多分支）

score = 84
if score >= 85:
    print("优秀")
elif 75 <= score < 85:
    print("良好")  # 输出：良好
elif 60 <= score < 75:
    print("合格")
else:
    print("不合格")

3.1.4 if 嵌套

# 计算当月天数（考虑闰年）
year = 2024
month = 2
if month in [1, 3, 5, 7, 8, 10, 12]:
    print(f"{month}月有31天")
elif month in [4, 6, 9, 11]:
    print(f"{month}月有30天")
elif month == 2:
    # 闰年判断：能被400整除，或能被4整除但不能被100整除
    if year % 400 == 0 or (year % 4 == 0 and year % 100 != 0):
        print(f"{year}年{month}月有29天")  # 2024是闰年，输出此句
    else:
        print(f"{year}年{month}月有28天")

3.2 练习

3.2.1 计算器（四则运算）

num1 = float(input("请输入第一个数字:"))
op = input("请输入运算符(+、-、*、/):")
num2 = float(input("请输入第二个数字:"))

if op == '+':
    print(f"结果: {num1 + num2}")
elif op == '-':
    print(f"结果: {num1 - num2}")
elif op == '*':
    print(f"结果: {num1 * num2}")
elif op == '/':
    if num2 != 0:
        print(f"结果: {num1 / num2}")
    else:
        print("错误：除数不能为0")
else:
    print("错误：无效运算符")

3.2.2 猜数字游戏

import random
target = random.randint(1, 100)  # 随机生成1-100的数字
count = 0
while True:
    guess = int(input("请猜一个1-100的数字:"))
    count += 1
    if guess > target:
        print("很遗憾，你猜大了")
    elif guess < target:
        print("很遗憾，你猜小了")
    else:
        print(f"恭喜，猜数成功！共猜了{count}次")
        break

3.3 循环语句

3.3.1 while 语句（条件循环）

# 求和1+2+...+10
i = 1
result = 0
while i <= 10:
    result += i
    i += 1
print(result)  

3.3.2 for 语句（遍历循环）

# 遍历字符串
for word in "Python":
    print(word)  # 逐行输出P、y、t、h、o、n

# 搭配range()函数（生成整数序列）
for i in range(5):
    print(i)  

3.3.3 循环嵌套

1. while 循环嵌套（打印直角三角形）：

i = 1
while i < 6:
    j = 0
    while j < i:
        print("*", end='')
        j += 1
    print()  # 换行
    i += 1

1. for 循环嵌套（打印直角三角形）：

for i in range(1, 6):
    for j in range(i):
        print("*", end='')
    print()

3.4 实训案例

3.4.1 逢 7 拍手游戏（输出 100 以内需拍手的数字）

for num in range(1, 101):
    if num % 7 == 0 or '7' in str(num):
        print(f"{num}: 拍手")
    else:
        print(num)

3.5 跳转语句

3.5.1 break 语句（终止循环）

# 遍历字符串，遇到'o'终止
for i in 'Python':
    if i == 'o':
        break
    print(i, end='')  

3.5.2 continue 语句（跳过本次循环）

# 遍历字符串，跳过'o'
for i in 'Python':
    if i == 'o':
        continue
    print(i, end='')  

3.6 阶段案例：房贷计算器

# 房贷计算公式：
# 每月月供 = 贷款金额 × [月利率×(1+月利率)^还款月数] ÷ [(1+月利率)^还款月数 - 1]
# 还款总额 = 每月月供 × 期限×12
# 支付利息 = 还款总额 - 贷款金额×10000

loan_type = input("请选择贷款类型（商业贷款/公积金贷款/组合贷款）:")
loan_amount = float(input("请输入贷款金额（万）:"))
years = int(input("请输入贷款期限（年）:"))
rate = 0.0

# 设置利率
if loan_type == "商业贷款":
    if years <= 5:
        rate = 4.75  # 五年及以下利率
    else:
        rate = 4.90  # 五年以上利率
elif loan_type == "公积金贷款":
    if years <= 5:
        rate = 2.75
    else:
        rate = 3.25
elif loan_type == "组合贷款":
    print("组合贷款需分别输入商业和公积金贷款金额")
    commercial_amount = float(input("商业贷款金额（万）:"))
    fund_amount = float(input("公积金贷款金额（万）:"))
    loan_amount = commercial_amount + fund_amount
    # 简化处理：组合贷款按各自利率加权平均（实际需分别计算）
    if years <= 5:
        rate = (commercial_amount * 4.75 + fund_amount * 2.75) / loan_amount
    else:
        rate = (commercial_amount * 4.90 + fund_amount * 3.25) / loan_amount

# 计算
monthly_rate = rate / 100 / 12  # 月利率
total_months = years * 12       # 总月数
loan_amount_total = loan_amount * 10000  # 贷款总金额（元）

# 月供计算
monthly_payment = loan_amount_total * (monthly_rate * (1 + monthly_rate)**total_months) / \
                  ((1 + monthly_rate)**total_months - 1)
total_payment = monthly_payment * total_months
interest = total_payment - loan_amount_total

# 输出结果
print(f"每月月供参考（元）: {monthly_payment:.2f}")
print(f"还款总额（元）: {total_payment:.2f}")
print(f"支付利息（元）: {interest:.2f}")

第 4 章 字符串

4.1 字符串介绍

4.1.1 字符串定义

• 单引号：'Python123'

• 双引号："Python*&%"

• 三引号（多行）：'''Python~(())'''

• 转义字符：

  \

  用于处理特殊字符，如

  \'

  （单引号）、

  \\

  （反斜杠）、

  \n

  （换行）、

  \t

  （制表符）。

  print('let\'s go')  # 输出：let's go
  print("E:\\python\\code")  # 输出：E:\python\code
  print("第一行\n第二行")  # 换行输出

• 原始字符串：前缀

  r

  /

  R

  print(r'转义字符:\n表示换行:\t表示制表符')
  # 输出：转义字符:\n表示换行:\t表示制表符

4.2 格式化字符串

4.2.1 使用 % 格式化

格式符	说明
%s	字符串
%d	整数
%f	浮点数
%c	字符

# 单个格式符
age = 20
print("我今年%d岁" % age)  # 输出：我今年20岁

# 多个格式符
name = 'jerry'
print("我的姓名是%s，今年%d岁" % (name, age))  # 输出：我的姓名是jerry，今年20岁

# 浮点数精度控制
pi = 3.1415926
print("π的值：%.2f" % pi)  

4.2.2 使用 format () 方法格式化

# 位置匹配
name = 'tom'
age = 20
print("姓名:{}, 年龄:{}".format(name, age))  # 输出：姓名:tom, 年龄:20

# 索引匹配
print("姓名:{0}, 年龄:{1}".format(name, age))  # 输出同上

# 名称匹配
print("姓名:{a}, 年龄:{b}".format(a=name, b=age))  # 输出同上

# 浮点数精度控制
r = 5
area = 3.1415926 * r**2
print("半径:{a}, 面积:{b:.2f}".format(a=r, b=area))  

4.2.3 使用 f-string 格式化（Python3.6+）

name = 'jerry'
age = 20
print(f"姓名:{name}, 年龄:{age}")  # 输出：姓名:jerry, 年龄:20

# 表达式嵌入
print(f"半径5的圆面积: {3.1415926 * 5**2:.2f}")  

4.4 字符串的常见操作

4.4.1 查找与替换

1. 查找：

   find(sub, start=0, end=len(str))

   ，返回子串首次出现索引，未找到返回 - 1。

   string = 'Python'
   print(string.find('t'))  # 输出：2（'t'在索引2位置）
   print(string.find('x'))  # 输出：-1（未找到）

   

2. 替换：

   replace(old, new, count=-1)

   ，count 指定替换次数。

   text = "八百标兵奔北坡，北坡炮兵并排跑。炮兵怕把标兵碰，标兵怕碰炮兵炮。"
   # 全部替换
   new_text1 = text.replace('标兵', '战士')
   print(new_text1)
   # 替换2次
   new_text2 = text.replace('标兵', '战士', 2)
   print(new_text2)

   

4.4.2 分割与拼接

1. 分割：

   split(sep=None, maxsplit=-1)

   ，返回列表。

   text = "八百标兵奔北坡 北坡炮兵并排跑"
   print(text.split())  # 默认按空格分割 → ['八百标兵奔北坡', '北坡炮兵并排跑']
   print(text.split('兵'))  # 按'兵'分割 → ['八百标', '奔北坡 北坡炮', '并排跑']
   print(text.split('兵', 2))  # 分割2次 → ['八百标', '奔北坡 北坡炮', '并排跑']

   

2. 拼接：

   join(iterable)

   或

   +

   /

   *

   # join()方法
   symbol = '-'
   string = 'Python'
   print(symbol.join(string))  # 输出：P-y-t-h-o-n
   
   # +运算符（拼接字符串）
   print('Py' + 'thon')  # 输出：Python
   
   # *运算符（重复拼接）
   print('ab' * 3)  # 输出：ababab

4.4.3 删除指定字符

方法	功能
strip([chars])	删除首尾指定字符（默认空格）
lstrip([chars])	删除首部指定字符
rstrip([chars])	删除尾部指定字符

text = '  人生苦短，我用Python！  '
print(text.strip())  # 输出：人生苦短，我用Python！（删除首尾空格）
print(text.lstrip()) # 输出：人生苦短，我用Python！  （删除首部空格）
print(text.rstrip()) # 输出：  人生苦短，我用Python！（删除尾部空格）

# 删除指定字符（如*）
text2 = '*人生苦短，我用Python！*'
print(text2.strip('*'))  # 输出：人生苦短，我用Python！

4.4.4 大小写转换

方法	功能
upper()	全部转为大写
lower()	全部转为小写
capitalize()	首字母大写
title()	每个单词首字母大写

string = 'Life is short. I use Python'
print(string.upper())      # 输出：LIFE IS SHORT. I USE PYTHON
print(string.lower())      # 输出：life is short. i use python
print(string.capitalize()) # 输出：Life is short. i use python
print(string.title())      # 输出：Life Is Short. I Use Python
  | 功能                         |
| --------------- | ---------------------------- |
| strip([chars])  | 删除首尾指定字符（默认空格） |
| lstrip([chars]) | 删除首部指定字符             |
| rstrip([chars]) | 删除尾部指定字符             |

```python
text = '  人生苦短，我用Python！  '
print(text.strip())  # 输出：人生苦短，我用Python！（删除首尾空格）
print(text.lstrip()) # 输出：人生苦短，我用Python！  （删除首部空格）
print(text.rstrip()) # 输出：  人生苦短，我用Python！（删除尾部空格）

# 删除指定字符（如*）
text2 = '*人生苦短，我用Python！*'
print(text2.strip('*'))  # 输出：人生苦短，我用Python！

外链图片转存中...(img-PLWW7Mgm-1767093616485)

4.4.4 大小写转换

方法	功能
upper()	全部转为大写
lower()	全部转为小写
capitalize()	首字母大写
title()	每个单词首字母大写

string = 'Life is short. I use Python'
print(string.upper())      # 输出：LIFE IS SHORT. I USE PYTHON
print(string.lower())      # 输出：life is short. i use python
print(string.capitalize()) # 输出：Life is short. i use python
print(string.title())      # 输出：Life Is Short. I Use Python