Python程序设计完整复习要点（含实例）

1. 数据类型核心特性

   • 不可变对象：字符串（如s = "Hello"，无法直接修改s[0] = 'h'）、元组（如(3, 9, 'h')，执行t[0] = 0会报错）、数字；可变对象：列表（[1,2,3]可通过append(4)变为[1,2,3,4]）、字典（{'name':'Tom'}可修改['name']='Jerry'）、集合（{1,2}可通过add(3)变为{1,2,3}）

   • 常见数据类型转换：int("123")返回123（字符串转整数）、str(123)返回"123"（数字转字符串）、float("3.14")返回3.14（字符串转浮点数）、list("abc")返回['a','b','c']（字符串转列表，按字符拆分），无double()函数

   • 列表与元组的区别：

     • 可变性：列表[1,2]可执行[1,2].append(3)；元组(1,2)执行(1,2).append(3)报错

     • 语法形式：列表[1,2,3]，元组(1,2,3)，单个元素元组需写(5,)（而非(5)）

     • 适用场景：列表存动态数据（如student_scores = [85,92,78]，可随时添加新成绩）；元组存固定数据（如point = (10,20)，表示坐标不允许修改）

     • 成员方法：列表有sort()（[3,1,2].sort()变为[1,2,3]），元组仅有count()（(1,2,2,3).count(2)返回2）

   • 布尔类型：仅True（真值，如1==1返回True）和False（假值，如1>2返回False）两个取值

   • 空对象区分：空字典dict()或{}，空集合set()，空列表[]，注意{}不是空集合

   • 序列类型：列表[1,'a']、元组(1,'a')、字符串"ab"均为序列，支持[索引]和切片操作

2. 变量与命名规则

   • 合法命名：user_name（含下划线）、_age（以下划线开头）、num123（含数字），区分大小写（Name和name是两个不同变量）

   • 禁止规则：123num（以数字开头）、if（Python关键字）、a#b（含特殊字符）均非法

   • 运算符区别：x=5（赋值，将5赋给x）、x==5（比较，判断x是否等于5）、a or (b:=2)（海象运算符，在表达式中给b赋值2）

3. 字符串操作

   • 定界符：'Hello'（单引号）、"Hello"（双引号）、'''Hello\nWorld'''（三引号，支持换行），[Hello]（方括号不能作为字符串定界符）

   • 常用方法：

     • strip()："abc123".strip("c1")去除首尾的'c'和'1'，返回"ab23"

     • upper()："Python".upper()返回"PYTHON"

     • count()："Hello Python! Python".count("Python")返回2

     • replace()："Python".replace("P","J")返回"Jython"

     • split()："hello world".split(" ")返回["hello","world"]

   • 字符串运算："12"+"34"返回"1234"（拼接），"ab"*3返回"ababab"（重复），"e" in "hello"返回True（判断子串）

   • 切片操作："hello"[1:3]返回"el"（从索引1到2），"hey"[1:]返回"ey"（从索引1到末尾），"hello"[:-1]返回"hell"（从开头到倒数第2个）

4. 列表操作

   • 核心方法：

     • append()：[1,2].append(3)变为[1,2,3]（尾部添加）

     • pop()：[1,2,3].pop()返回3，列表变为[1,2]；[1,2,3].pop(0)返回1，列表变为[2,3]

     • insert()：[1,2,3].insert(0,0)变为[0,1,2,3]（指定位置插入）

     • remove()：[1,2,3].remove(2)变为[1,3]（删除指定值）

   • 列表推导式：[x*2 for x in range(3)]遍历0,1,2，返回[0,2,4]；[x for x in [1,2,3,4] if x%2==0]筛选偶数，返回[2,4]

   • 列表拼接：[1,2] + [3,4]返回[1,2,3,4]（生成新列表，原列表不变）

   • 索引访问：['hey', 3, '你好'][2]返回'你好'（正向索引），['hey', 3, '你好'][-1]返回'你好'（反向索引）

5. 字典与集合操作

   • 字典核心特性：{'name':'Tom', 'age':18}，键'name'不可重复（重复赋值会覆盖，如dict['name']='Jerry'），键不能是列表（{[1]:2}报错），值可重复（{'a':1, 'b':1}合法）

   • 字典常用方法：{'a':1, 'b':2}.keys()返回dict_keys(['a','b'])（所有键），{'a':1, 'b':2}.values()返回dict_values([1,2])（所有值）

   • 集合运算：{1,2,3} - {3,4,5}返回{1,2}（差集），{1,2} | {3,2}返回{1,2,3}（并集），{1,2} & {2,3}返回{2}（交集）

6. 函数与lambda表达式

   • 函数定义：def add(a,b): return a+b（有返回值）；def print_hello(): print("Hello")（无返回值，默认返回None）

   • 函数调用：带默认参数的函数def f1(a,b=0,c=3)，调用方式：

     • f1(5)：a=5，b=0，c=3

     • f1(5,c=6)：a=5，b=0，c=6

     • f1(b=1,c=6,a=2)：参数顺序可调整

   • lambda表达式：add = lambda x,y: x+y，调用add(3,4)返回7；(lambda x,y: x*y)(5,6)直接调用，返回30

   • 递归函数：斐波那契数列def fib(n): if n<=2: return n; return fib(n-1)+fib(n-2)，调用fib(5)返回8（1,2,3,5,8）

   • 全局变量：x=10; def change(): global x; x=20（用global声明后，函数内可修改全局变量x）

7. 循环与条件语句

   • 循环类型：

     • for循环：for x in "abc": print(x)依次打印a、b、c；for i in range(5): print('*')打印5个*

     • while循环：i=1; while i<=3: print(i); i+=1打印1、2、3（需手动递增i，否则无限循环）

   • 循环控制：

     • break：for i in range(5): if i==3: break; print(i)打印0、1、2（跳出循环）

     • continue：for i in range(5): if i==3: continue; print(i)打印0、1、2、4（跳过当前次）

   • 条件结构：score=85; if score>=90: print('A') elif 80<=score<=89: print('B') else: print('C')（输出B）

   • 嵌套循环：九九乘法表

     for i in range(1,10):
         for j in range(1,i+1):
             print(f"{i}*{j}={i*j}", end=" ")
         print()

   • 三种程序结构：顺序结构（按顺序执行）、选择结构（if-elif-else）、循环结构（for/while）

8. 模块与库操作

   • 导入方式：import math（导入math库，调用math.sqrt(4)）；from math import sqrt（直接导入sqrt函数，调用sqrt(4)）；from math import *（导入所有函数，调用pow(2,3)）

   • 扩展库安装：命令行执行pip install requests（安装requests库），也可使用conda install requests（Anaconda环境）

9. 正则表达式

   • 基础匹配：\d匹配任意数字（如"a123b"中匹配1、2、3），^表示字符串开头（^abc匹配以abc开头的字符串），$表示字符串结尾（abc$匹配以abc结尾的字符串）

   • 量词含义：

     • *："a*b"匹配"b"（0次a）、"ab"（1次a）、"aab"（2次a）

     • +："a+b"匹配"ab"（1次a）、"aab"（2次a），不匹配"b"

     • ?："https?"匹配"http"（0次s）、"https"（1次s）；"a.*?b"匹配"aab"中的"aab"（最短匹配）

     • {n,m}：\d{11}匹配11位数字（如手机号13800138000）；\d{2,4}匹配2-4位数字（如12、123、1234）

   • 原始字符串应用：

     • 正则表达式：r'[0-9].[0-9]'匹配小数（如3.1），无需写'[0-9]\.[0-9]'

     • 文件路径：r'C:\test\a.py'避免转义，无需写'C:\\test\\a.py'

   • 常用函数：re.findall(r'\d{3}', 'a12b345ccc678d90')返回['345','678']（查找所有3位数字）；re.match(r'Python', 'testPython')返回None（从开头匹配，不匹配）

   • 模式示例：r'^[0-9][a-z][A-Z]$'匹配"3Az"、"8aB"（3位，数字+小写字母+大写字母），不匹配"2d3"（最后一位不是大写字母）

10. 文件操作

    • open()函数参数：open('test.txt', 'r', encoding='utf-8')，其中file='test.txt'（文件路径）、mode='r'（只读模式）、encoding='utf-8'（编码格式）

    • 打开模式：

      • 文本模式：'r'（只读）、'w'（只写，覆盖已有文件）、'a'（追加，在文件末尾写入）、'x'（只写，文件已存在则报错）

      • 二进制模式：'rb'（二进制只读）、'wb'（二进制写入）、'xb'（二进制创建写入）

    • 路径表示：

      • 同级目录：'b.txt'（a.py和b.txt在同一目录）

      • 绝对路径：r'C:\test\b.txt'（Windows）、'/home/test/b.txt'（Linux）

    • 上下文管理：with open('test.txt', 'r') as f: content = f.read()（自动关闭文件，无需手动调用f.close()）

11. 迭代器与生成器

    • 迭代器特性：iter([1,2,3])生成迭代器，不能用[0]访问，需next(迭代器)取值（如it=iter([1,2]); next(it)返回1，再调用next(it)返回2）；列表['hello',34,3.1]不是迭代器

    • 生成器创建：

      • 生成器函数：def gen(): yield 1; yield 2，调用gen()返回生成器对象

      • 生成器表达式：(x*3 for x in range(4))返回生成器，首次调用next()返回0（0*3）

    • 惰性求值：gen = (x*2 for x in range(5))定义时不计算，调用list(gen)才生成[0,2,4,6,8]

    • range()函数：range(1,10)生成1-9（9个元素）；range(8,5,-1)生成8,7,6（非空，bool(range(8,5,-1))返回True）

12. 运算符与表达式

    • 算术运算符：

      • //（整除）：100//3=33、10//3=3、7//2=3

      • %（取余）：10%3=1、7%2=1、10%2=0

      • **（幂运算）：3**2=9、3**1+2=5、2**0=1

    • 比较运算符：10 == 10.0返回True（值相等）；10 is 10.0返回False（类型不同，内存地址不同）；[1,2] == [1,2]返回True（值相等）；[1,2] is [1,2]返回False（不同对象）

    • 求和相关：sum([18,9,35,7,22,41])返回132（列表总和）；sum(map(int, str(123456)))计算1+2+3+4+5+6=21（各位数字和）

    • 特殊表达式：a=True; b=1; a or (b:=2); print(b)输出1（a为True，海象运算符不执行）；a=False; a or (b:=2); print(b)输出2（a为False，执行赋值）

13. 基础语法与标识符

    • 标识符规则：合法标识符以字母或下划线开头，可包含字母、数字、下划线，如he_llo、_、h123，非法标识符如123h（以数字开头）

    • 类定义：class Student: def __init__(self, name): self.name = name（用class关键字）

    • 异常处理：try: print(1/0) except ZeroDivisionError: print("除数不能为0")（捕获除零错误，程序不退出）

    • 序列索引：正向索引从0开始（"hello"[0]='h'），反向索引从-1开始（"hello"[-1]='o'）

    • Python程序扩展名：主要有py（普通脚本）和pyw（无控制台窗口）两种

    • 八进制转换：八进制数32（前缀0o32）转换为十进制：3*8 + 2 = 26

    • 除法类型：1/2=0.5（浮点数除法），1//2=0（整数除法），print(type(1/2))输出<class 'float'>

    • 特殊语句：i=1; ++i在Python中不是自增，等同于+(+i)，i仍为1（自增需用i+=1）

14. 编程实战要点

    • 列表统计：nums = [18,9,35,7,22,41]; total=sum(nums); max_num=max(nums); min_num=min(nums)，输出"列表总和：132，最大值：41，最小值：7"

    • 文本处理：text = "Hello Python! Python is easy"; count=text.count("Python"); new_text=text.replace("Python","Java")，打印原文本、计数（2）、替换后文本（"Hello Java! Java is easy"）

    • 成绩等级判断：

      score = int(input())
      if score >=90: grade="A"
      elif 80<=score<=89: grade="B"
      elif 60<=score<=79: grade="C"
      else: grade="D"
      print(f"成绩 {score} 的等级为：{grade}")

      输入85，输出"成绩 85 的等级为：B"

    • 满减活动计算：

      x = int(input())
      if x <=0: print("输入错误！")
      elif x <100: cost=x
      elif x <300: cost=x-30
      elif x <500: cost=x-100
      else: cost=x-200
      print(f"您的消费金额为：{x}，应付金额为：{cost}")

      输入450，输出"您的消费金额为：450，应付金额为：350"

    • 递归计算斐波那契数列：

      n = int(input())
      def fib(n):
          if n<=2: return n
          return fib(n-1) + fib(n-2)
      print(fib(n))

      输入5，输出8（第5项为8）

    • 九九乘法表：通过嵌套for循环，内层range(1,i+1)控制列数，格式化输出每个乘法表达式，实现每行打印对应行数的乘法项