前言
为什么要学习python？如果你是一个编程小白，我推荐你学习python，因为它简单，你不会在学习的一开始就被劝退；如果你是一个非python程序员，我推荐你学习python，因为它高效，比起其他编程语言，你可以编写更少的代码，更快的完成工作任务，这样你可以抽出更多的时间陪伴家人；如果你只想学一门编程语言，我推荐你学习python，因为它很万能，不论是在web、游戏、爬虫、还是科学计算、亦或是人工智能领域，python都有丰富的包和开源项目。如果你想进入人工智能领域，我推荐你学习python，因为它是人工智能领域最常用的开发语言，那些牛X的人工智能项目都是用python编写的。
既然python有这么多非学不可的理由，那就开始我们的python之旅吧。
如果你是一个程序员，你会知道几乎所有的编程语言的学习，都会从变量、算数运算、比较运算、逻辑运算、条件控制语句、循环控制语句、常用数据结构、函数和异常处理这些基础开始。接下来我们也是按照这个顺序来学习python。
一.变量、数据类型、操作符
1.定义变量
在 Python 中，不需要声明变量的类型，可以直接赋值：
#定义变量
x = 10 # 整数
y = 3.14 # 浮点数
name = "Alice" # 字符串
is_student = True # 布尔值
2.数据类型
整数（int）
整数可以是正数或负数，不带小数点：
a = 42
b = -7
浮点数（float）
浮点数是带小数点的数字：
pi = 3.14159
height = 1.75
字符串（str）
字符串是由一对引号包围的字符序列，可以使用单引号 ’ 或双引号 "：
greeting = "Hello, world!"
message = 'Python is fun!'
布尔值（bool）
布尔值只有两个：True 和 False：
is_active = True
is_admin = False
3.注释
注释用于解释代码，并不会被 Python 解释器执行。有两种类型的注释：单行注释和多行注释。
单行注释
使用’#'开头的行：
# 这是一个单行注释
x = 5 # 这是一个内联注释
多行注释
使用三引号（单引号或双引号）包围的多行字符串作为注释：
"""
这是一个多行注释。
可以跨越多行。
"""
4.基本的输入输出
输出（print）
使用 ‘print()’ 函数可以输出数据到控制台
print("Hello, world!")
print(x)
输入（input）
使用 input() 函数可以从用户那里获取输入，输入默认是字符串类型：
name = input("Enter your name: ")
print("Hello, " + name + "!")
5.基本的操作符
算术操作符
常见的算术操作符包括加、减、乘、除、取余和幂：
a = 10
a = 10
b = 3
print(a + b) # 加法，输出 13
print(a - b) # 减法，输出 7
print(a * b) # 乘法，输出 30
print(a / b) # 除法，输出 3.3333333333333335
print(a % b) # 取余，输出 1
print(a ** b) # 幂，输出 1000
比较操作符
比较操作符用于比较两个值，返回布尔值：
x = 5
y = 10
print(x == y) # 等于，输出 False
print(x != y) # 不等于，输出 True
print(x > y) # 大于，输出 False
print(x < y) # 小于，输出 True
print(x >= y) # 大于等于，输出 False
print(x <= y) # 小于等于，输出 True
逻辑操作符
逻辑操作符用于布尔值的运算：
a = True
b = False
print(a and b) # 与，输出 False
print(a or b) # 或，输出 True
print(not a) # 非，输出 False
二、程序控制
1.条件控制
if语句
if 语句用于判断一个条件是否为真。如果条件为真，则执行相应的代码块。
x = 10
if x > 5:
print("x is greater than 5")
if…else 语句
if…else 语句在 if 条件为假时执行 else 代码块。
x = 3
if x > 5:
print("x is greater than 5")
else:
print("x is not greater than 5")
if…elif…else 语句
if…elif…else 语句用于处理多个条件判断。
x = 7
if x > 10:
print("x is greater than 10")
elif x > 5:
print("x is greater than 5 but not greater than 10")
else:
print("x is 5 or less")
三元条件运算符
三元条件运算符是一种简写形式的 if…else 语句，用于在一行中进行条件判断。
x = 10 result = "x is even" if x % 2 == 0 else "x is odd"print(result)
嵌套 if 语句
嵌套 if 语句是在一个 if 语句的代码块中包含另一个 if 语句。
x = 15
if x > 10:
print("x is greater than 10")
if x > 20:
print("x is also greater than 20")
else:
print("x is not greater than 20")
异常处理（try…except 语句）
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("Cannot divide by zero")
可以捕获多种类型的异常：
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("Cannot divide by zero")
except TypeError:
print("Invalid type")
while 循环中的条件控制：break 和 continue
while 循环用于在条件为真时重复执行代码块，可以使用 break 和 continue 进行控制。
break 语句用于提前退出循环
i = 0
while i < 10:
print(i)
if i == 5:
break
i += 1
continue 语句用于跳过本次循环的剩余代码，直接进入下一次循环。
i = 0
while i < 10:
i += 1
if i % 2 == 0:
continue
print(i)
else 子句与 while 循环
i = 0
while i < 5:
print(i)
i += 1
else:
print("Loop ended without break")
2.循环语句
（1）for 循环
for 循环用于遍历可迭代对象（如列表、元组、字典、字符串等）中的元素。
# 遍历列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
print(fruit)
# 遍历数字范围
for i in range(5):
print(i)
# 遍历字典
ages = {"Alice": 30, "Bob": 25, "Charlie": 35}
for name, age in ages.items():
print(f"{name} is {age} years old")
(2) while 循环
while 循环在条件为真时重复执行代码块。
i = 0
while i < 5:
print(i)
i += 1
(3)循环中断控制 break
break 语句用于终止循环，即使循环条件仍然为真。
for i in range(10):
if i == 5:
break
print(i)
(4) 循环中断控制 continue
continue 语句用于跳过当前循环的剩余代码，然后继续下一次循环。
for i in range(10):
if i % 2 == 0:
continue
print(i)
三、 常用数据结构
1.列表list()
Python 中的列表（list）是一种常用的数据结构，它是一个有序的、可变的、可以包含不同类型元素的集合。Python 提供了许多内置方法来操作和管理列表。以下是 Python 列表的常用方法及其详细介绍。
(1)添加元素
append()
在列表末尾添加一个元素。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.append('orange')
print(fruits) # 输出: ['apple', 'banana', 'cherry', 'orange']
insert()
在指定位置插入一个元素。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.insert(1, 'orange')
print(fruits) # 输出: ['apple', 'orange', 'banana', 'cherry']
extend()
将另一个列表或可迭代对象的所有元素添加到列表末尾。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.extend(['orange', 'grape'])
print(fruits) # 输出: ['apple', 'banana', 'cherry', 'orange', 'grape']
(2)移除元素
remove()
移除列表中第一个匹配的元素。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry', 'banana']
fruits.remove('banana')
print(fruits) # 输出: ['apple', 'cherry', 'banana']
pop()
移除并返回列表中指定位置的元素。如果不指定位置，默认移除并返回最后一个元素。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruit = fruits.pop(1)
print(fruit) # 输出: 'banana'
print(fruits) # 输出: ['apple', 'cherry']
clear()
移除列表中的所有元素。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.clear()
print(fruits) # 输出: []
(3)查找元素
index()
返回列表中第一个匹配元素的索引。
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
index = fruits.index('banana')
print(index) # 输出:
2.元组tuple()
Python 中的元组（tuple）是一种有序的、不可变的集合，通常用于存储一组相关的数据。元组的操作方法比列表少，因为元组是不可变的，不能修改其内容。以下是 Python 元组的常用方法及其详细介绍：
(1)创建元组
创建元组的语法非常简单，使用圆括号 () 将元素括起来。
# 创建一个空元组
empty_tuple = ()
# 创建一个包含多个元素的元组
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry')
(2)访问元素
可以使用索引访问元组中的元素。
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry')
print(fruits[0]) # 输出: 'apple'
(3)元组的常用方法
count()
返回指定元素在元组中出现的次数。
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry', 'banana')
count = fruits.count('banana')
print(count) # 输出: 2
index()
返回指定元素在元组中第一次出现的索引。
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry')
index = fruits.index('banana')
print(index) # 输出: 1
(4)元组的基本操作
长度
使用 len() 函数获取元组的长度。
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry')
length = len(fruits)
print(length) # 输出: 3
元素存在性检查
使用 in 关键字检查元素是否存在于元组中。
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry')
print('banana' in fruits) # 输出: True
print('grape' in fruits) # 输出: False
连接元组
可以使用 + 运算符连接两个元组。
fruits = ('apple', 'banana')
more_fruits = ('cherry', 'orange')
all_fruits = fruits + more_fruits
print(all_fruits) # 输出: ('apple', 'banana', 'cherry', 'orange')
复制元组
可以使用 * 运算符将元组复制多次。
fruits = ('apple', 'banana')
repeat_fruits = fruits * 2
print(repeat_fruits) # 输出: ('apple', 'banana', 'apple', 'banana')
切片
可以使用切片操作获取元组的一个子集。
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry', 'orange')
sub_fruits = fruits[1:3]
print(sub_fruits) # 输出: ('banana', 'cherry')
(4)解包（Unpacking）
可以将元组中的元素解包到变量中。
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry')
fruit1, fruit2, fruit3 = fruits
print(fruit1) # 输出: 'apple'
print(fruit2) # 输出: 'banana'
print(fruit3) # 输出: 'cherry'
(6)嵌套元组
元组可以包含其他元组，形成嵌套结构。
nested_tuple = (('apple', 'banana'), ('cherry', 'orange'))
print(nested_tuple[0]) # 输出: ('apple', 'banana')
print(nested_tuple[0][1]) # 输出: 'banana'
(7)转换为列表
虽然元组是不可变的，但可以将其转换为列表，进行修改后再转换回元组。
fruits = ('apple', 'banana', 'cherry')
fruits_list = list(fruits)
fruits_list.append('orange')
fruits = tuple(fruits_list)
print(fruits) # 输出: ('apple', 'banana', 'cherry', 'orange')
这些是 Python 中元组的常用方法和操作。元组作为一种不可变的数据结构，通常用于存储不需要修改的数据，同时提供了一些基本的操作方法来访问和处理其中的元素。
3.词典dict()
Python 中的词典（dictionary）是一种键值对集合，用于存储和快速查找数据。词典是可变的，并且键必须是唯一的和不可变的（通常是字符串或数字）。以下是 Python 中词典的常用方法及其详细介绍：
(1)创建词典
可以使用花括号 {} 或 dict() 函数来创建词典。
# 使用花括号创建词典
person = {
'name': 'Alice',
'age': 25,
'city': 'New York'
}
# 使用 dict() 函数创建词典
person = dict(name='Alice', age=25, city='New York')
(2)访问元素
可以使用键来访问词典中的值。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
print(person['name']) # 输出: Alice
print(person['age']) # 输出: 25
(3)添加或更新元素
可以使用键来添加新元素或更新现有元素。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
person['city'] = 'New York' # 添加新元素
person['age'] = 26 # 更新现有元素
print(person) # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York'}
(4)删除元素
del
使用 del 关键字删除指定键值对。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
del person['age']
print(person) # 输出: {'name': 'Alice', 'city': 'New York'}
pop()
使用 pop() 方法删除指定键并返回其值。如果键不存在，则会引发 KeyError。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
age = person.pop('age')
print(age) # 输出: 25
print(person) # 输出: {'name': 'Alice', 'city': 'New York'}
popitem()
使用 popitem() 方法删除并返回词典中的最后一个键值对（Python 3.7 及以上版本中是按插入顺序）。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
item = person.popitem()
print(item) # 输出: ('city', 'New York')
print(person) # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 25}
clear()
使用 clear() 方法移除词典中的所有元素。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
person.clear()
print(person) # 输出: {}
(5)获取元素
get()
使用 get() 方法返回指定键的值，如果键不存在则返回默认值（默认是 None）
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
age = person.get('age')
city = person.get('city', 'Unknown')
print(age) # 输出: 25
print(city) # 输出: Unknown
(6)检查键存在性
使用 in 关键字检查键是否存在于词典中。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
print('name' in person) # 输出: True
print('city' in person) # 输出: False
(7)获取所有键、值和键值对
keys()
使用 keys() 方法返回所有键的视图。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
keys = person.keys()
print(keys) # 输出: dict_keys(['name', 'age'])
values()
使用 values() 方法返回所有值的视图。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
values = person.values()
print(values) # 输出: dict_values(['Alice', 25])
items()
使用 items() 方法返回所有键值对的视图。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
items = person.items()
print(items) # 输出: dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 25)])
(8)更新词典
update()
使用 update() 方法将另一个词典的键值对更新到当前词典中。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
updates = {'age': 26, 'city': 'New York'}
person.update(updates)
print(person) # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York'}
(9)复制词典
copy()
使用 copy() 方法返回词典的浅复制。
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
copy_person = person.copy()
print(copy_person) # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 25}
(10)字典推导式
使用字典推导式可以快速生成词典。
squares = {x: x*x for x in range(1, 6)}
print(squares) # 输出: {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}
这些是 Python 中词典的常用方法。通过这些方法，可以方便地对词典进行增删改查等操作，有效地管理和处理数据。
4.集合set()
(1)创建集合
可以使用花括号 {} 或 set() 函数来创建集合。
# 使用花括号创建集合
fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}
# 使用 set() 函数创建集合
fruits = set(['apple', 'banana', 'cherry'])
(2)添加元素
add()
将一个元素添加到集合中。如果元素已经存在，则不会添加。
fruits = {'apple', 'banana'}
fruits.add('cherry')
print(fruits) # 输出: {'apple', 'banana', 'cherry'}
update()
可以使用 update() 方法将多个元素添加到集合中。参数可以是列表、元组、字典等可迭代对象。
fruits = {'apple', 'banana'}
fruits.update(['cherry', 'orange'])
print(fruits) # 输出: {'apple', 'banana', 'cherry', 'orange'}
(3)移除元素
remove()
从集合中移除指定元素。如果元素不存在，则会引发 KeyError。
fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}
fruits.remove('banana')
print(fruits) # 输出: {'apple', 'cherry'}
discard()
从集合中移除指定元素。如果元素不存在，不会引发错误。
fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}
fruits.discard('banana')
print(fruits) # 输出: {'apple', 'cherry'}
fruits.discard('orange') # 不会引发错误
pop()
随机移除集合中的一个元素，并返回该元素。如果集合为空，则引发 KeyError。
fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}
fruit = fruits.pop()
print(fruit)
print(fruits)
clear()
移除集合中的所有元素。
fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}
fruits.clear()
print(fruits) # 输出: set()
(4)集合运算
union()
返回两个集合的并集。
set1 = {'apple', 'banana'}
set2 = {'cherry', 'banana'}
union_set = set1.union(set2)
print(union_set) # 输出: {'apple', 'banana', 'cherry'}
intersection()
返回两个集合的交集。
set1 = {'apple', 'banana'}
set2 = {'cherry', 'banana'}
intersection_set = set1.intersection(set2)
print(intersection_set) # 输出: {'banana'}
difference()
返回一个集合与另一个集合的差集。
set1 = {'apple', 'banana', 'cherry'}
set2 = {'banana'}
difference_set = set1.difference(set2)
print(difference_set) # 输出: {'apple', 'cherry'}
symmetric_difference()
返回两个集合的对称差集（即只在其中一个集合中存在的元素）。
set1 = {'apple', 'banana'}
set2 = {'cherry', 'banana'}
sym_diff_set = set1.symmetric_difference(set2)
print(sym_diff_set) # 输出: {'apple', 'cherry'}
(5)其他常用方法
copy()
返回集合的浅复制。
fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}
copy_fruits = fruits.copy()
print(copy_fruits) # 输出: {'apple', 'banana', 'cherry'}
isdisjoint()
判断两个集合是否不相交（即没有共同元素）。
set1 = {'apple', 'banana'}
set2 = {'cherry', 'orange'}
print(set1.isdisjoint(set2)) # 输出: True
issubset()
判断一个集合是否是另一个集合的子集。
set1 = {'apple', 'banana'}
set2 = {'apple', 'banana', 'cherry'}
print(set1.issubset(set2)) # 输出: True
issuperset()
判断一个集合是否是另一个集合的超集。
set1 = {'apple', 'banana', 'cherry'}
set2 = {'apple', 'banana'}
print(set1.issuperset(set2)) # 输出: True
(6)集合推导式
使用集合推导式可以快速生成集合。
squares = {x * x for x in range(1, 6)}
print(squares) # 输出: {1, 4, 9, 16, 25}
这些是 Python 中集合的常用方法。通过这些方法，可以方便地对集合进行各种操作，如添加、移除元素，以及进行集合运算等。
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