Python基础入门与核心要素探索

1、首个Python程序

输出并展示第一条语句“Hello World!”
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2、注释的种类与阐释

Python有如下两种注释方式：

（1）单行注释（#）

以#符号起始，从#到行尾的所有内容都会被视作注释内容。

（2）多行注释（三重引号）

运用”’或”””包裹多行文本，通常用于函数、类或者模块的文档字符串
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*需留意：在变量名后添加多行注释，会将注释内容打印出来。例如：打印一个倒金字塔
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3、Python里的命名与关键字

（1）标识符命名规则

标识符是变量、函数、类、模块等的名称，需遵循以下规则：
允许的字符：
字母（a – z，A – Z）、数字（0 – 9）、下划线（_）。
不能以数字开头（比如123name错误，name123正确）。
大小写敏感：
myVar和myvar是不同的标识符。
避免冲突：
不可使用Python关键字（像if，def）作为标识符。
避免与内置函数名冲突（例如print，list）。

（2）Python关键字

Python存在一组保留的关键字，不能用作变量名、函数名或者其他标识符。这些关键字是语言的核心语法元素。

我们能够输入下述代码来查看有哪些关键字：

# 输出查看关键字：
import keyword
print(keyword.kwlist)
print(len(keyword.kwlist))

最终我们得到35个关键字
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4、Python变量与数据类型

（1）基础变量

1. 变量赋值：借助=来进行赋值，无需声明类型。左边是变量名，右边是变量值，中间是赋值运算符

x = 10        # 整数
name = "Alice" # 字符串
is_valid = True # 布尔值

# 多值赋值
a, b, c = 1, 2, 3       # 多个变量赋不同值
x = y = z = 0           # 多个变量赋相同值
name, age = "Bob", 25   # 元组解包

变量也能够直接输出：

x = 10        # 整数
print(x)
# 结果为：10

但在很多时候并非只是简单输出一个值，而是需要有更多的字符或者说明文字，让结果更为直观，这时就需要引入f，也就是format，进行固定化格式。

1. 动态类型：变量类型能够随时改变。

x = 100    # x是数字型
x = "Hi"   # x现在是字符串
print(f'x = {x}')
# 输出结果为： X = Hi

*需留意：f – 字符串（format简写，格式化字符串字面值），这是变量输出最为简洁的方式，特点是在字符串前加f，在单引号中直接在花括号里使用变量名。

name = "Alice"  # 字符串
print(f'name = {name}')

# 位置参数:使用花括号 {} 作为占位符
print("Hello, {}! Your score is {}.".format(name, x))
# 输出：Hello, Alice! Your score is 100.

（2）基本数据类型

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（3）*复合数据类型

复合数据类型能够存储多个值。

1. 列表（list）：有序、可变的元素集合，支持不同数据类型。

# list类型
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]  # 创建字符串列表
mixed = [1, "hello", True]  # 创建混合类型列表
print(fruits)
print(mixed)

fruits.append("date")     # append()是列表的方法，用于在末尾添加单个元素。
fruits[0] = "avocado"     # 将索引0的元素（原"apple"）替换为"avocado"
print(fruits)
print(fruits[1:3])        # # 从start到stop-1的元素,切片：['banana', 'cherry']

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1. 元组（tuple）：有序、不可变的元素集合。

2. 集合（set）：无序、唯一元素的集合，不支持索引。

numbers = {1, 2, 3, 3}   # 自动去重，实际为 {1, 2, 3}

# 操作
numbers.add(4)           # 添加元素
numbers.remove(2)        # 删除元素
print(3 in numbers)      # 成员检查：True

1. 字典（dict）：字典是一种无序、可变且可嵌套的数据结构，用于存储键值对，键必须唯一。

#字典
person = {              # 结构：使用花括号 {} 定义字典，每个键值对用逗号分隔。
    "name": "Alice",    # 键（Key）：必须是不可变类型（如字符串、数字、元组），且唯一。
    "age": 25,          # 值（Value）：可以是任意类型（如字符串、数字、列表、甚至其他字典）
    "city": "New York"
}
print(person["age"])  # 输出：25

person["job"] = "Engineer"  # 添加键 "job"，值为 "Engineer"
print(person)  # 输出现在字典
# 结果为：{'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York', 'job': 'Engineer'}

del person["city"]  # 删除键 "city" ，则其对应的值也会被删除
print(person)   # 输出现在字典
# 结果为：{'name': 'Alice', 'age': 25, 'job': 'Engineer'}

5、转义字符

换行与制表符
\n：用于营造换行效果，在字符串中加入该转义字符，会让文本从下一行开始显示。
\t：能插入水平制表符，如同按下Tab键一般，使文本产生一定缩进。
引号处理
\”：当需要在字符串里包含双引号时，使用该转义字符可避免字符串提前结束。
\’：在单引号字符串中想要包含单引号，可用它来进行转义。
\\：若要在字符串中表示反斜杠本身，需要使用两个反斜杠。
其他特殊字符
\r：表示回车，会让光标回到当前行的开头位置。
\b：代表退格，作用类似于按下Backspace键，会删除前一个字符。
\f：是换页符，在打印文档时可用于切换到下一页。

6、input输入函数

input()是一个内置函数，用于从用户处获取键盘输入。该函数会暂停程序的执行，等待用户输入文本，然后按回车键结束输入 。

input()函数的基本语法是：input([prompt])，其中prompt是一个可选的字符串，用于在用户输入前显示提示信息。

name = input("请输入你的名字: ")
print(f"你好，{name}!")

运行这段代码后，程序会显示“请输入你的名字: ”，等待用户输入，然后将用户输入的内容赋值给变量name，最后打印出问候语。

*需留意：input()函数返回的始终是一个字符串类型。即使用户输入的是数字，也会被当作字符串处理。例如：

age = input("请输入你的年龄: ")
print(type(age))  # 输出：<class 'str'>

如果需要将用户输入的内容作为其他类型使用，比如整数或浮点数，就需要进行类型转换：

age = int(input("请输入你的年龄: "))  # 将输入转换为整数
print(age + 10)  # 可以进行数值计算

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7、运算符

（1） 算术运算符

用于基本的数学运算：+（加法）、-（减法）、（乘法）、/（除法）、//（整除）、%（取余）、*（幂运算）

a = 10
b = 3

print(a + b)   # 输出：13
print(a - b)   # 输出：7
print(a * b)   # 输出：30
print(a / b)   # 输出：3.333...
print(a // b)  # 输出：3（整除，向下取整）
print(a % b)   # 输出：1（取余数）
print(a ** b)  # 输出：1000（10的3次方）

（2）比较运算符

用于比较两个值，返回布尔值（True或False）：==（等于）、!=（不等于）、>（大于）、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）。

x = 5
y = 10

print(x == y)  # 输出：False
print(x != y)  # 输出：True
print(x > y)   # 输出：False
print(x < y)   # 输出：True
print(x >= y)  # 输出：False
print(x <= y)  # 输出：True

（3） 逻辑运算符

用于组合条件表达式，返回布尔值：and（与）、or（或）、not（非）。

a = True
b = False

print(a and b)  # 输出：False（两个都为真才为真）
print(a or b)   # 输出：True（至少一个为真即为真）
print(not a)    # 输出：False（取反）

（4） 赋值运算符

用于给变量赋值，支持复合赋值：=（赋值）、+=（加等于）、-=（减等于）、*=（乘等于）、/=（除等于）等。

x = 5
x += 3  # 等价于 x = x + 3，结果：x = 8
x -= 2  # 等价于 x = x - 2，结果：x = 6
x *= 4  # 等价于 x = x * 4，结果：x = 24
x /= 2  # 等价于 x = x / 2，结果：x = 12.0
print(x)    #输出结果为：12.0

（5） 成员运算符

用于检查一个值是否存在于序列（如字符串、列表、元组）中：in（存在）、not in（不存在）。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print("apple" in fruits)    # 输出：True
print("apple" not in fruits)    # 输出：False
print("grape" not in fruits)  # 输出：True

（6）身份运算符

用于比较两个对象的内存地址（是否为同一个对象）：is（是同一个对象）、is not（不是同一个对象）。

a = [1, 2, 3]
b = a
c = [1, 2, 3]
print(a is b)    # 输出：True（a和b指向同一个对象）
print(a is c)    # 输出：False（a和c值相同，但不是同一个对象）

（7） 位运算符

用于对二进制数进行逐位操作：&（按位与）、|（按位或）、^（按位异或）、~（按位取反）、<<（左移）、>>（右移）。

x = 5  # 二进制：0101
y = 3  # 二进制：0011
print(x & y)   # 输出：1（二进制：0001）
print(x | y)   # 输出：7（二进制：0111）
print(x ^ y)   # 输出：6（二进制：0110）
print(x << 2)  # 输出：20（二进制：010100）
print(x >> 1)  # 输出：2（二进制：0010）