零基础学Python之核心基础知识

1.Python入门简介

（1）什么是Python

• Life is short, you need Python！
• 人生苦短，我用Python

Python 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。

Python 的设计具有很强的可读性，相比其他语言经常使用英文关键字，其他语言的一些标点符号，它具有比其他语言更有特色语法结构。

从排行榜中可以看出，近两年Python的编程热度提升迅猛，目前已经在第一位的位置。

（2）Python的特点

• 易于学习： Python有相对较少的关键字，结构简单，和一个明确定义的语法，学习起来更加简单。
• 易于阅读： Python代码定义的更清晰。
• 易于维护： Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
• 一个广泛的标准库： Python的最大的优势之一是丰富的库，跨平台的，在UNIX，Windows和Macintosh兼容很好。
• 互动模式： 互动模式的支持，您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言，互动的测试和调试代码片断。
• 可移植： 基于其开放源代码的特性，Python已经被移植（也就是使其工作）到许多平台。
• 可扩展： 如果你需要一段运行很快的关键代码，或者是想要编写一些不愿开放的算法，你可以使用C或C++完成那部分程序，然后从你的Python程序中调用。
• 数据库： Python提供所有主要的商业数据库的接口。
• GUI编程： Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。
• 可嵌入: 你可以将Python嵌入到C/C++程序，让你的程序的用户获得"脚本化"的能力。

（3）Python的应用领域

• 人工智能： Python是学习人工智能的重要基础语言之一，许多开源机器学习项目都基于Python编写，例如人脸识别系统。
• 云计算： Python服务于云计算行业，许多主流云计算框架，如OpenStack，都采用Python开发。
• Web开发： Python拥有多种免费的Web函数库和网页模板系统，能够快速搭建Web框架，实现Web开发。
• 爬虫技术： Python在网络爬虫领域占据主导地位，能够自动化地进行数据采集和分析。
• 网络游戏开发： Python可以用来编写游戏逻辑，尤其是2D游戏，例如阴阳师就是使用Python编写的。
• 数据分析： Python在金融分析、量化交易等领域得到广泛应用，可以进行复杂的数据处理和报表生成。
• 自动化和脚本编程： Python是一种强大的脚本语言，适用于自动化任务和批量处理。
• 科学计算和数学： Python包含许多科学计算库，如Numpy、Pandas和Matplotlib，以及用于数值计算和符号计算的SciPy和SymPy。
• 教育： Python因其易学易用的特性，被许多学校和大学用作编程入门语言。
• 系统运维： Python在自动化运维中有很大的优势，因为它有许多第三方程序库，如Ansible，适合于系统和网络的维护和管理。

2.Python环境的搭建

（1）下载Python安装包

首先，进入Python的官网https://www.Python.org/，根据自己的系统选择对应的版本。

找到对应的版本下载安装即可。安装之后在命令行输入python，出现python版本后证明安装成功。

（2）集成开发环境之PyCharm的安装

进入pycharm的官网 https://www.jetbrains.com/pycharm/，点击下载。默认是给30天免费使用，具体怎么长时间使用，大家自己去搞定哈！嘿嘿。

选择专业版，点击download，耐心等待下载完成。

（3）编写第一个Python程序hello word

下载完成编辑器以及安装好python环境，我们来写第一个python程序hello word，打开编辑器，创建python file。

输入一行代码：print("hello word")，右键运行。

在控制台打印出hello word，ok，就这么简单，那么接下来，我会带你们一点一点揭开Python的神秘面纱。

3.Python基础数据类型

（1）Python中数字类型

• 整型：可正可负，不带小数点。在Python3中，整型没有大小限制，所以也可以存储长整型。
• 浮点型：可正可负，带小数点，可以使用科学计数法表示 1.1e2 = 110。
• 复数：复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型。

注意：数字类型这种类型是不可变的，如果改变数字数据类型的值，将重新分配内存空间。

a = 1
b = 1
print(id(a))
print(id(b))
print("--------")
b = 2
print(id(a))
print(id(b))

打印结果：

4537968432
4537968432
--------
4537968432
4537968464

发现当a和b都是1的时候打印的数字是一样的，当b改变成另外一个值时，a b打印的数字就不一致了。

Id()函数用于返回一个对象的唯一身份标识。

（2）Python中布尔类型

对与错、是与非、0和1、正与反，都是传统意义上的布尔类型，在Python中，统一使用True和False来表示布尔类型。

在布尔类型一般用于表示条件是否成立，成立用True，不成立用False。

在Python中可以通过bool函数来测试一个表达式的布尔类型的结果 。

print("数字1:", bool(1))
print("数字0:", bool(0))
print("空字符:", bool(""))
print("字符1:", bool("1"))

打印结果：

数字1: True
数字0: False
空字符: False
字符1: True

（3）Python中字符类型

**字符串的定义：**字符串是由数字、字母、符号组成的一串字符。它是编程语言中表示文本的数据类型。

在Python中，使用双引号、单引号、三引号括起来的一系列字符就是字符串,无论是使用单引号还是双引号，都必须成对出现。

注意：字符一旦赋值不可变，如果改变字符串的值，相当于重新分配了空间。

在Python中，如果某些字符本身有特殊含义或无法使用ASCII码进行表示的时候，需要对其进行转义操作，一般用单一反斜杠 \ 进行转义。

常见的转义字符：

转义字符	含义
\a	发出系统铃声
\’	单引号
\n	换行
\\	反斜杠
\"	双引号
\b	退格
\t	纵向制表符
\v	横向制表符
\r	回车
\f	换页

字符串的常见操作：

• 字符串替换：replace()

str1 = "Hello World"
str2 = str1.replace("World", "LiXiang")
print(str2)

# 输出：Hello LiXiang

• 字符串切割：split()

str1 = "Hello,World,LiXiang"
list = str1.split(",")
print(list)

# 输出：['Hello', 'LiXiang', 'World']

• 字符串格式化：format()

result = "My name is {}, and I am {} years old."
print(result.format("lixiang", "18"))

# 输出：My name is lixiang, and I am 18 years old.

• 字符串查找：find()、index()

data = "Hello world."
# 使用find()方法查找指定子字符串的位置，找不到返回-1
result = data.find("World")
# 使用index()方法查找指定子字符串的位置，找不到会抛出异常
result = data.index("World")

• 字符串大小写转换：upper()、lower()

str1 = "Hello World"
# 转换为大写
print(str1.upper())
# 转换为小写
print(str1.lower())

# 输出：
# HELLO WORLD
# hello world

4.Python运算符

（1）算数运算符

算术运算符的作用：用于支持日常一些普通的算术运算。

算数运算符	作用
+	加
-	减
*	乘
/	除
%	求模
//	取整除
**	n次幂

# 加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、%（%）、取整数（//）、n次幂（**）
print(1+2)
print(1-2)
print(1*2)
print(1/2)
print(1%2)
print(3//2)
print(2**2)

（2）比较运算符

比较运算符的作用：用于支持日常一些常用的比较运算。

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

# 大于（>）、小于（<）、等于（==）、不等于（!=）、大于等于（>=）、小于等于（<=）、不等于（<>,3.7版本已废弃）
print(1 > 2)
print(1 < 2)
print(1 == 1)
print(1 != 2)
print(1 >= 2)
print(1 <= 2)

（3）赋值运算符

赋值运算符的作用：用于设置值。

赋值运算符	作用
=	直接赋值
+=	将加后的结果赋值到自身
-=	将减后的结果赋值到自身
*=	将乘后的结果赋值到自身
/=	将除后的结果赋值到自身
//=	将取整除后的结果赋值到自身
%=	将取模后的结果赋值到自身
**=	将幂运算后的结果赋值到自身

a = 1
print(a)
a += 10
print(a)
a -= 3
print(a)
a *= 8
print(a)
a /= 2
print(a)
a //= 2
print(a)
a %= 4
print(a)
a **= 2
print(a)

（4）位运算符

程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。

位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。

位运算符	作用
&	按位与运算符：参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0。
|	按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。
<<	左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由"<<"右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。
>>	右移动运算符：把">>“左边的运算数的各二进位全部右移若干位，”>>"右边的数指定移动的位数。
~	按位取反运算符：对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1。
^	按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为1。

print(1 & 0)
print(1 & 1)
print(1 | 0)
print(0 | 0)
print(2 << 2)
print(2 >> 2)
print(~1)
print(1 ^ 1)

（5）逻辑运算符

逻辑运算符	作用
and	表示与关系，前后均成立为真。对于x and y,如果 x 为 False，x and y 返回 x，否则它返回 y 的计算值。
or	表示或关系，前后只要一个为真即为真。对于 x or y ，x如果 x 是非，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。
not	表示非关系，后面条件不成立时为真。对于not x，如果 x 为 True，返回 False 。如果x 为 False，它返回 True。

print(True and False)
print(True or False)
print(not True)

（6）成员运算符

成员运算符	作用
in	表示在xxx里面
not in	表示不在xxx范围内
is	是xxx
is not	不是xxx

a = "abc"
b = "ab"
print(b in a)
print(b not in a)
print(b is "ab")
print(b is not "ab")

**is 与 == 区别：**is 用于判断两个变量引用对象是否为同一个， == 用于判断引用变量的值是否相等。

（7）运算符优先级

# 索引运算符 （x[index] 或 x[index:index2[:index3]]）
# 属性访问 （x.attrbute）
# 乘方 （**）
# 按位取反 （~）
# 符号运算符 （+（正号）或 -（负号））
# 乘、除（*、/、//、%）
# 加、减 （+、- ）
# 位移 （>>、<<）
# 按位与 （&）
# 按位异或 （^）
# 按位或 （|）
# 比较运算符 （==、!=、>、>=、<、<=）
# is 运算符 （is、is not）
# in 运算符 （in、not in）
# 逻辑非 （not）
# 逻辑与 （and）
# 逻辑或 （or）

5.Python流程控制语句

（1）条件控制语句

条件语句是用来判断给定的条件是否满足(表达式值是否为0)，并根据判断的结果(真或假)决定执行的语句，选择结构就是用条件语句来实现的。

语法：

if 条件:
   结果
elif 条件:
   结果
else
   结果

# 假如判断成绩评级，如果为90 分以上则为A，80以上为B，否则为C
score = 89
if score >= 90:
    print("A")
elif score >= 80:
    print("B")
else:
    print("C")
    
# 输出：B

（2）三元表达式

条件为真时的结果 if 条件判断 else 条件为假的结果，转换为表达式如下：x if x > y else y

a = 3
b = 4
print(a if a > b else b)

# 输出：4

（3）for循环语句

Python中for循环语句的基本语法如下：

for var in eles:
    do something
else:
    do something

var 表示每个元素，eles表示元素的集合，else表示循环执行完成后的操作。

arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
for var in arr:
    print(var)
else:
    print("循环执行完成")

（4）while循环语句

while语句跟for循环语句类似，均是在需要循环执行某些语句时使用，while循环语句的具体语法：

while condition:
    do something

result = 0
while result < 10:
    result += 1
else:
    print("循环执行完成")

while循环与else，表示当while后面的条件不成立时，执行else里的代码块。

（5）循环退出语句及其作用

在循环中，当碰到某些特定的条件时要退出整个循环的时候，可以使用break关键字退出循环。

for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    else:
        print(i, end=" ")

在循环中，当碰到某个特定条件时，想跳过当次循环，可以使用continue关键字。

for i in range(10):
    if i == 5:
        continue
    else:
        print(i, end=" ")

（6）嵌套循环

在Python中，与其他大多数语言一样，是允许循环之间嵌套。

for var in eles:
  for var in eles:
    do something
do something

# 打印9x9乘方表
for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print(i, "*", j, "=", i*j, end=" ")
    print("")

6.Python核心数据结构

（1）列表（list）

列表是一种数据项构成的有限序列，即按照一定的线性顺序，排列而成的数据项的集合，在这种数据结构上进行的基本操作包括对元素的的查找，插入，和删除。

在Python中，使用方括号[ ]表示列表：[item,item,item,item,item,item,item]。

操作	说明
list.append(obj)	在列表后面新增元素
del list[i]	删除元素
len(list)	求列表长度
list[i]	读取第i个元素
list[-i]	读取倒数第i个元素
list[i,j]	从第i个元素截取
list.index(objc)	从列表中找出某个值第一次出现的地方
list.insert(i,obj)	从第i个元素的位置插入元素
list.pop(i)	移除第i个元素，并返回其值

eles = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
eles.append(10)
print(eles)
del eles[0]
print(eles)
print(len(eles))
print(eles[5])
print(eles.index(5))
eles.insert(19, 2)
print(eles)
print(eles.pop(5))

（2）集合（set）

在Python中，使用大括号{ }或set()函数创建集合,如下：{item,item…}

注意：当我们要创建一个空集合的时候，只能用set()进行创建，因为{ }表示的是空的字典。

操作	说明
set.add(item)	往集合里添加一个元素
set.update(item)	往集合中添加元素，item是可迭代对象如：列表、元组、字典
set.remove(item)	将元素item从集合set中移除，如果元素不存在，则发生错误
set.discard(item)	将元素item从集合set中移除，如果元素不存在，不会发生错误
set.pop()	随机取出并删除一个元素
set.len()	计算集合个数
set.clear()	清空集合
union()	取两个集合并集

eles = {1, 2, 3}
print(eles)
eles = set()
print(eles)
eles.add(10)
print(eles)
eles.update([1, 2, 3, 4])
print(eles)
eles.discard(3)
print(eles)
print(len(eles))
eles.pop()
print(eles)
eles.clear()
print(eles)

（3）元组（tuple）

Python 的元组与列表非常相似，不同之处在于元组的元素不能修改、整个元组也不能变动。

在Python中，元组使用小括号( ),创建元组的时候，只要在括号中添加相应的元素，并使用逗号分隔即可，如下：

tup = (1, 2, 3)

注意：当我们要创建一个只有一个元素的元组的时候，在元素后面要加一个逗号，如：tup = （1，）而不能使用(1)。

操作	说明
tup[i]	获取第i个元素
tup[-i]	获取倒数第i个元素
tup[i:j]	从第i个元素起到第j个元素

tup = (1, 2, 3)
print(tup[1])
for i in tup:
    print(i)
print(tup[-1])

（4）字典（dict）

在Python中，字典类型可存储任意类型对象，它用于存放具有映射关系的数据。其映射关系通过key value的形式体现。在Python中使用，key，value通过key:value的形式存在，同样通过大括号{ }包裹，每个键值对通过逗号分隔，形式如下：

{key1 : value1, key2 : value2 }

在字典中，key不能重复，如果放入相同的key，后者的值会覆盖前者 。

操作	说明
update({1,2})	新增元素
dict[‘key’]	通过key获取对应的值，如果没有对应的key会报错
dict[‘key’] = 123	修改key的值
del dict[‘key’]	删除一个key及其对应的value
del dict	清空整个字典
len(dict)	字典元素个数

dict1 = {"name": "lixiang", "age": 18, "sex": 1}
dict2 = {"address": "天津"}
print(dict1)
print(dict1["name"])
dict1["age"] = 20
print(dict1)
del dict1["sex"]
print(dict1)
dict1.update(dict2)
print(len(dict1))

（5）range

range() 函数返回的是一个可迭代对象（类型是对象），而不是列表类型， 所以打印的时候不会打印列表。

range函数的基本语法：

range(start,stop,step)
start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如range（5）等价于range（0， 5）;
stop: 计数到 stop 结束，但不包括 stop。例如：range（0， 5） 是[0, 1, 2, 3, 4]没有5
step：步长，默认为1。例如：range（0， 5） 等价于 range(0, 5, 1)

print(list(range(6)))
# 输出： [0, 1, 2, 3, 4, 5]
print(list(range(1,6)))
# 输出： [ 1, 2, 3, 4, 5]
print(list(range(1, 6, 2)))
# 输出： [ 1, 3, 5]
print(list(range(-11, -6)))
# 输出： [-11, -10, -9, -8, -7]
print(list(range(1, -6, -1)))
# 输出： [1, 0, -1, -2, -3, -4, -5]

（6）可变对象与不可变对象

这里的可变与不可变是相对于内存里的那块地方是否可以改变，通俗点讲，就是内存中对应的地址在值。

发生变动的时候会不会变。地址不变时，为可变对象，变动时，为不可变对象。

可变类型：列表、字典

不可变类型：数字、字符串、元组

a = 1
print(id(a))
a = a + 1
print(id(a))

# 输出：
# 140734638482064
# 140734638482045

a = [1, 2, 3]
print(id(a))
a.append(4)
print(id(a))

# 输出：
# 2935304900885
# 2935304900885

ok，关于Python的核心基础知识我们就介绍到这里啦，记得给博主三连哦！！！