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Python基础教程修订版有哪些更新?

本教程旨在为 Python 初学者提供一个清晰、系统且贴近现代开发的入门路径,它不仅涵盖了 Python 的核心语法,还融入了当前流行的开发工具和实践,帮助您从一开始就养成良好的编程习惯。

Python基础教程修订版有哪些更新?-图1
(图片来源网络,侵删)

目录

  1. Python 简介:为什么是 Python?
  2. 环境搭建:准备好你的“兵器”
  3. 你的第一个程序:Hello, World!
  4. Python 核心语法
  5. 实战小项目:猜数字游戏
  6. 进阶之路:下一步去哪里?
  7. 总结与鼓励

Python 简介:为什么是 Python?

Python 是一种高级、解释型、通用的编程语言,它以其简洁、易读的语法而闻名,被誉为“可执行的伪代码”。

选择 Python 的理由:

  • 语法简洁优雅:你无需关心复杂的指针、内存管理等底层细节,可以更专注于解决问题。
  • 功能强大:从网站开发(Django, Flask)到数据科学(Pandas, NumPy),再到人工智能和自动化脚本,Python 几乎无所不能。
  • 社区活跃:拥有庞大而友好的开发者社区,无论你遇到什么问题,几乎都能找到答案。
  • 丰富的库生态:海量的第三方库(库就像是工具箱)让你能轻松实现各种复杂功能,避免“重复造轮子”。

环境搭建:准备好你的“兵器”

在开始之前,你需要一个编写和运行 Python 代码的环境。

推荐工具组合:VS Code + Python 解释器

Python基础教程修订版有哪些更新?-图2
(图片来源网络,侵删)
  1. 安装 Python 解释器

    • 访问 Python 官方网站
    • 下载并安装最新稳定版的 Python(3.11 或 3.12)。
    • 重要! 在安装界面,请务必勾选 “Add Python to PATH” 选项,这能让你在命令行中直接使用 python 命令。
  2. 安装代码编辑器 VS Code

    • 访问 Visual Studio Code 官方网站
    • 下载并安装适合你操作系统的版本,VS Code 是一款免费、强大且高度可定制的编辑器。
  3. 在 VS Code 中配置 Python

    • 打开 VS Code,点击左侧扩展图标(或按 Ctrl+Shift+X)。
    • 在搜索框中输入 Python,由 Microsoft 发布的第一个插件,点击 “Install” 安装。
    • 安装后,VS Code 会自动检测到你系统中的 Python 解释器,如果没检测到,可以按 Ctrl+Shift+P,输入 Python: Select Interpreter 来手动选择。

你的第一个程序:Hello, World!

这是编程世界的传统仪式,让我们用它来验证环境是否配置成功。

Python基础教程修订版有哪些更新?-图3
(图片来源网络,侵删)
  1. 在 VS Code 中,创建一个新文件,命名为 hello.py
  2. 在文件中输入以下代码:
    print("Hello, World!")
  3. 点击右上角的“运行”按钮(一个播放图标),或直接按快捷键 F5
  4. 如果下方出现一个终端(Terminal),并打印出 Hello, World!,那么恭喜你,你已经成功迈出了第一步!

代码解释:

  • print() 是 Python 的一个内置函数,用于在屏幕上输出内容。
  • "Hello, World!" 是一个字符串,用双引号括起来的文本内容。

Python 核心语法

1 变量与数据类型

变量是存储数据的容器,你可以把它想象成一个贴了标签的盒子。

# 字符串
name = "Alice"
message = '你好,世界!'  # 单引号也可以
# 整数
age = 25
score = 98
# 浮点数(小数)
price = 99.98
pi = 3.14159
# 布尔值(只有 True 或 False)
is_student = True
is_graduated = False
# 查看变量内容
print(name)
print(age)
print(price)
print(is_student)

2 注释

注释是写给程序员看的,解释代码的作用,Python 解释器会忽略它们,这是保持代码清晰可读的关键。

  • 单行注释:以 开头
  • 多行注释:用三个单引号 或三个双引号 括起来
# 这是一个单行注释,解释下面这行代码的作用
'''
这是一个多行注释,
通常用于描述一个函数或一个类的整体功能。
'''
print("注释不会被程序执行")

3 用户输入

使用 input() 函数可以获取用户的键盘输入。

# input() 会提示用户输入,并将输入的内容作为字符串返回
user_name = input("请输入你的名字:")
print("你好, " + user_name + "!")  # 使用 + 号连接字符串

4 运算符

Python 支持常见的算术、比较和逻辑运算符。

类型 运算符 示例 说明
算术 , , , 10 / 3 -> 333... 除法
(整除) 10 // 3 -> 3 只保留整数部分
(取余) 10 % 3 -> 1 求余数
(幂) 2 ** 3 -> 8 2的3次方
比较 , x == y 等于,不等于
>, <, >=, <= x > y 大于,小于,大于等于,小于等于
逻辑 and, or, not True and False -> False 与,或,非

5 条件语句:if-elif-else

根据条件的不同,执行不同的代码块。

age = int(input("请输入你的年龄:")) # input() 返回字符串,用 int() 转换为整数
if age < 18:
    print("你还未成年。")
elif age >= 18 and age < 60:
    print("你已成年,是社会中坚力量。")
else:
    print("你已退休,享受生活吧!")

6 循环语句:forwhile

for 循环:通常用于遍历一个序列(如列表、字符串)。

# 遍历一个列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
    print(f"I like {fruit}.")
# 遍历一个字符串
for char in "Python":
    print(char)

while 循环:只要条件为 True,就会一直执行。

count = 0
while count < 5:
    print(f"Count is: {count}")
    count = count + 1  # 别忘了增加计数器,否则会变成死循环!

7 函数:代码的积木块

函数是将一段代码打包,以便重复使用,它接收输入(参数),执行特定任务,并可以返回结果。

# 定义一个函数
def greet(name, greeting="Hello"): # name是必传参数,greeting有默认值
    """这是一个打招呼的函数"""
    message = f"{greeting}, {name}!"
    return message
# 调用函数
result1 = greet("Bob")
print(result1) # 输出: Hello, Bob!
result2 = greet("Alice", "Hi")
print(result2) # 输出: Hi, Alice!

8 数据结构(一):列表

列表是 Python 中最常用的数据结构,它是一个有序、可变的集合,可以存放任意类型的元素。

# 创建列表
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
mixed_list = [1, "hello", 3.14, True]
# 访问元素(索引从0开始)
print(numbers[0]) # 输出: 1
print(numbers[-1]) # 输出: 5 (负数索引表示从后往前)
# 切片(获取子列表)
print(numbers[1:4]) # 输出: [2, 3, 4] (包含索引1,不包含索引4)
# 修改元素
numbers[0] = 10
print(numbers) # 输出: [10, 2, 3, 4, 5]
# 添加元素
numbers.append(6) # 添加到末尾
numbers.insert(0, 99) # 插入到指定位置
print(numbers)
# 删除元素
numbers.remove(2) # 删除值为2的元素
popped_item = numbers.pop() # 删除并返回最后一个元素
print(f"Popped item: {popped_item}")
print(numbers)

9 数据结构(二):字典

字典是另一种重要的数据结构,它通过键-值对来存储数据,查找速度非常快,字典是无序(在旧版Python中)或插入有序(Python 3.7+)的。

# 创建字典
student = {
    "name": "Tom",
    "age": 20,
    "city": "Beijing",
    "grades": [88, 92, 95]
}
# 访问值
print(student["name"]) # 输出: Tom
print(student.get("age")) # 推荐使用 get,如果键不存在会返回 None 而不是报错
# 修改和添加值
student["age"] = 21
student["major"] = "Computer Science" # 如果键不存在,则添加
print(student)
# 删除键值对
del student["city"]
print(student)

10 模块与库:站在巨人的肩膀上

模块是包含 Python 定义和语句的文件,库是由许多模块组成的集合,通过 import 语句,我们可以使用别人已经写好的强大功能。

# 导入整个模块
import math
print(math.sqrt(16)) # 输出: 4.0 (计算平方根)
print(math.pi)
# 导入模块中的特定函数
from random import randint, choice
# 生成一个 1 到 100 之间的随机整数
random_num = randint(1, 100)
print(f"Random number: {random_num}")
# 从列表中随机选择一个元素
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
random_fruit = choice(fruits)
print(f"Random fruit: {random_fruit}")

实战小项目:猜数字游戏

让我们用学到的知识来做一个有趣的小游戏,这个游戏会随机生成一个 1 到 100 之间的数字,然后让你来猜,并给出“大了”或“小了”的提示。

代码 (guess_game.py):

import random
def guess_number_game():
    """猜数字游戏主函数"""
    secret_number = random.randint(1, 100)
    attempts = 0
    print("欢迎来到猜数字游戏!")
    print("我已经想好了一个 1 到 100 之间的整数。")
    while True:
        try:
            # 获取用户输入并转换为整数
            guess_str = input("请输入你的猜测: ")
            guess = int(guess_str)
            attempts += 1
            if guess < secret_number:
                print("小了!")
            elif guess > secret_number:
                print("大了!")
            else:
                print(f"恭喜你,猜对了!你一共猜了 {attempts} 次。")
                break # 猜对了,退出循环
        except ValueError:
            # 如果用户输入的不是数字,则提示错误
            print("输入无效,请输入一个整数。")
# 启动游戏
if __name__ == "__main__":
    guess_number_game()

如何运行:

  1. 将上述代码保存为 guess_game.py
  2. 在 VS Code 中打开该文件,按 F5 运行。
  3. 在终端中根据提示输入你的猜测即可。

进阶之路:下一步去哪里?

恭喜你完成了 Python 基础的学习!这只是万里长征的第一步,你可以探索以下方向:

  1. 文件操作:学习如何读写文本文件、CSV 文件、JSON 文件等。
  2. 面向对象编程:学习 classobject,构建更复杂、更结构化的程序。
  3. 异常处理:使用 try-except 结构来优雅地处理程序可能出现的错误。
  4. 虚拟环境:学习使用 venvpipenv 来管理不同项目的依赖包,避免版本冲突。
  5. 选择一个方向深入
    • Web 开发:学习 Flask 或 Django 框架。
    • 数据科学:学习 Pandas, NumPy, Matplotlib, Scikit-learn 等库。
    • 自动化脚本:学习 os, shutil, requests 等库,实现文件管理、网络请求等自动化任务。

总结与鼓励

本修订版教程为你铺就了一条坚实的 Python 入门之路,编程是一门实践性极强的技能,“多看、多想、多写、多错” 是最好的学习方法。

不要害怕犯错,每一个错误都是一次宝贵的学习机会,坚持下去,你将发现编程不仅能解决实际问题,还能带来创造的乐趣。

祝你编程愉快!

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