🐍 Python 基础课程
第一章：Python 简介
1.1 什么是 Python？
Python 是一种高级、解释型、通用的编程语言。它的设计哲学强调代码的可读性，使用显著的缩进。Python 是动态类型和垃圾回收的。它支持多种编程范式，包括结构化（特别是过程式）、面向对象和函数式编程。
💡 提示： Python 由 Guido van Rossum 于 1991 年首次发布，名称来源于英国喜剧团体 Monty Python，而不是蛇。
1.2 安装 Python
访问 python.org 下载并安装最新版本的 Python。
1.3 第一个 Python 程序
让我们来编写经典的 "Hello, World!" 程序：
# 这是一个注释
print("Hello, World!")
运行这个程序，你会看到输出：
Hello, World!
✏️ 练习 1
尝试修改上面的代码，让它输出你的名字。
第二章：编程语法基础
2.1 变量与数据类型
变量是存储数据的容器。在 Python 中，变量不需要声明类型。
# 整数
age = 25
# 浮点数
price = 19.99
# 字符串
name = "张三"
# 布尔值
is_student = True
print(name)
print(age)
2.2 运算符
# 算术运算符
a = 10
b = 3
print(a + b) # 13 加法
print(a - b) # 7 减法
print(a * b) # 30 乘法
print(a / b) # 3.333... 除法
print(a // b) # 3 整除
print(a % b) # 1 取余
print(a ** b) # 1000 幂运算
# 比较运算符
x = 5
y = 10
print(x == y) # False 等于
print(x != y) # True 不等于
print(x < y) # True 小于
print(x > y) # False 大于
2.3 控制流程
2.3.1 if 语句
age = 18
if age >= 18:
print("你已经成年了")
elif age >= 12:
print("你是青少年")
else:
print("你还是儿童")
2.3.2 for 循环
# 遍历列表
fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
for fruit in fruits:
print(fruit)
# 使用 range()
for i in range(1, 6):
print(i) # 1, 2, 3, 4, 5
2.3.3 while 循环
count = 1
while count <= 5:
print("计数:", count)
count += 1
✏️ 练习 2
编写一个程序，打印 1 到 100 之间所有的偶数。
第三章：数据结构
3.1 列表 (List)
列表是 Python 中最常用的数据结构之一，用于存储有序的元素集合。
# 创建列表
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
# 访问元素
print(fruits[0]) # 苹果
print(fruits[-1]) # 橙子 (倒数第一个)
# 切片
print(numbers[1:4]) # [2, 3, 4]
# 添加元素
fruits.append("葡萄")
fruits.insert(1, "梨")
# 删除元素
fruits.remove("香蕉")
del fruits[0]
# 列表方法
print(len(fruits)) # 长度
print(max(numbers)) # 最大值
print(min(numbers)) # 最小值
print(sum(numbers)) # 求和
3.2 元组 (Tuple)
元组与列表类似，但元组是不可变的（不能修改）。
# 创建元组
coordinates = (10, 20)
colors = ("红", "绿", "蓝")
# 访问元素
print(coordinates[0]) # 10
# 元组是不可变的，以下操作会报错
# colors[0] = "黄" # 错误！
3.3 字典 (Dictionary)
字典用于存储键值对，通过键来访问值。
# 创建字典
person = {
"name": "张三",
"age": 25,
"is_student": True
}
# 访问值
print(person["name"]) # 张三
# 修改值
person["age"] = 26
# 添加新键值对
person["city"] = "北京"
# 删除键值对
del person["is_student"]
# 字典方法
print(person.keys()) # 所有键
print(person.values()) # 所有值
print(person.items()) # 所有键值对
3.4 集合 (Set)
集合用于存储唯一的元素，不允许重复。
# 创建集合
numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
# 添加元素
numbers.add(6)
# 删除元素
numbers.remove(3)
# 集合运算
s1 = {1, 2, 3}
s2 = {3, 4, 5}
print(s1 | s2) # 并集 {1, 2, 3, 4, 5}
print(s1 & s2) # 交集 {3}
print(s1 - s2) # 差集 {1, 2}
✏️ 练习 3
创建一个包含 5 个数字的列表，计算它们的平均值，然后将列表转换为集合去除重复元素。
第四章：函数与模块
4.1 函数定义与调用
def greet(name):
"""问候函数"""
return f"你好, {name}!"
print(greet("张三"))
4.2 函数参数
# 带默认参数的函数
def add(a, b=0):
return a + b
print(add(5)) # 5
print(add(5, 3)) # 8
# 关键字参数
print(add(b=10, a=20)) # 30
# 可变参数
def sum_numbers(*args):
return sum(args)
print(sum_numbers(1, 2, 3, 4)) # 10
4.3 模块
模块是 Python 中组织代码的方式，一个 .py 文件就是一个模块。
# 导入模块
import math
print(math.pi) # 3.141592653589793
print(math.sqrt(16)) # 4.0
# 导入模块中的特定函数
from math import pi, sqrt
print(pi) # 3.141592653589793
print(sqrt(25)) # 5.0
# 导入所有函数
from math import *
4.4 包
包是包含多个模块的目录，必须包含一个 __init__.py 文件。
# 导入包中的模块
# import mypackage.mymodule
# from mypackage import mymodule
✏️ 练习 4
创建一个函数 calculate_area，根据传入的形状（'circle' 或 'rectangle'）和相应的参数计算面积。
第五章：面向对象编程
5.1 类与对象
类是对象的蓝图，对象是类的实例。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def greet(self):
return f"你好，我是{self.name}，今年{self.age}岁。"
# 创建对象
person1 = Person("张三", 25)
person2 = Person("李四", 30)
# 访问属性
print(person1.name) # 张三
# 调用方法
print(person1.greet()) # 你好，我是张三，今年25岁。
5.2 继承
继承允许创建一个新类，继承现有类的属性和方法。
class Student(Person):
def __init__(self, name, age, student_id):
super().__init__(name, age)
self.student_id = student_id
def study(self):
return f"{self.name}正在学习。"
# 创建学生对象
student = Student("王五", 18, "S12345")
print(student.greet()) # 继承自Person的方法
print(student.study()) # Student自己的方法
5.3 封装
封装是将数据和方法包装在类中，通过访问控制保护数据。
class Account:
def __init__(self, balance):
self.__balance = balance # 私有属性
def deposit(self, amount):
if amount > 0:
self.__balance += amount
return True
return False
def get_balance(self):
return self.__balance
# 创建账户对象
account = Account(1000)
account.deposit(500)
print(account.get_balance()) # 1500
# print(account.__balance) # 错误！私有属性不能直接访问
5.4 多态
多态允许不同类的对象对相同的方法调用做出不同的响应。
class Animal:
def speak(self):
pass
class Dog(Animal):
def speak(self):
return "汪汪！"
class Cat(Animal):
def speak(self):
return "喵喵！"
def make_animal_speak(animal):
print(animal.speak())
# 多态示例
dog = Dog()
cat = Cat()
make_animal_speak(dog) # 汪汪！
make_animal_speak(cat) # 喵喵！
✏️ 练习 5
创建一个形状类 Shape，然后创建子类 Circle 和 Rectangle，每个子类都有计算面积的方法。
第六章：文件操作与异常处理
6.1 文件操作
6.1.1 读取文件
# 读取整个文件
with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
content = f.read()
print(content)
# 逐行读取
with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
for line in f:
print(line.strip())
6.1.2 写入文件
# 写入文件（覆盖）
with open("example.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
f.write("Hello, Python!\n")
f.write("这是一个测试文件。\n")
# 追加写入
with open("example.txt", "a", encoding="utf-8") as f:
f.write("追加的内容。\n")
6.2 异常处理
异常处理用于捕获和处理程序运行时的错误。
try:
# 可能会出错的代码
num = int(input("请输入一个数字："))
result = 10 / num
print("结果：", result)
except ValueError:
print("请输入有效的数字！")
except ZeroDivisionError:
print("除数不能为零！")
except Exception as e:
print("发生错误：", e)
finally:
print("程序执行完毕。")
6.3 上下文管理器
上下文管理器用于管理资源，确保资源正确释放。
# 使用 with 语句管理文件资源
with open("example.txt", "r") as f:
content = f.read()
# 文件会自动关闭，即使发生异常
✏️ 练习 6
创建一个程序，读取一个文件，计算文件中的单词数量，然后将结果写入另一个文件。
🎉 恭喜完成 Python 基础课程！
你已经掌握了 Python 编程的核心基础知识，包括：
- 编程语法基础
- 数据结构（列表、元组、字典、集合）
- 函数与模块
- 面向对象编程
- 文件操作与异常处理
现在你可以开始编写简单的 Python 程序，解决实际问题了！
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