Python 基本语法知识详

引言
Python 基础语法
- 变量与数据类型
- 运算符
- 字符串
控制结构
- 条件语句
- 循环语句
函数
- 定义与调用
- 参数
- 返回值
数据结构
- 列表
- 元组
- 集合
- 字典
模块与包
文件操作
面向对象编程
- 类与对象
- 继承
- 多态
异常处理
常用标准库
总结

引言

Python 以其简洁明了的语法、丰富的库和强大的功能，成为了许多开发者的首选语言。本文将从 Python 的基础语法入手，逐步深入，详细介绍 Python 编程中的各个方面。无论你是初学者，还是希望巩固自己基础的开发者，都能从本文中找到有价值的信息。

Python 基础语法

变量与数据类型

在 Python 中，变量无需声明即可使用，变量名是大小写敏感的。常见的数据类型包括整数、浮点数、字符串、布尔值等。

# 变量赋值
x = 10
y = 3.14
name = "Alice"
is_student = True# 输出变量的类型
print(type(x))         # <class 'int'>
print(type(y))         # <class 'float'>
print(type(name))      # <class 'str'>
print(type(is_student)) # <class 'bool'>

运算符

Python 支持多种运算符，包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符和赋值运算符。

# 算术运算符
a = 10
b = 3
print(a + b)  # 13
print(a - b)  # 7
print(a * b)  # 30
print(a / b)  # 3.3333333333333335
print(a // b) # 3
print(a % b)  # 1
print(a ** b) # 1000# 比较运算符
print(a == b) # False
print(a != b) # True
print(a > b)  # True
print(a < b)  # False
print(a >= b) # True
print(a <= b) # False# 逻辑运算符
c = True
d = False
print(c and d) # False
print(c or d)  # True
print(not c)   # False# 赋值运算符
e = 5
e += 2  # 等同于 e = e + 2
print(e) # 7

字符串

字符串是字符的序列，可以使用单引号或双引号定义。Python 提供了丰富的字符串操作方法。

# 字符串定义
s1 = 'Hello'
s2 = "World"# 字符串拼接
s3 = s1 + ' ' + s2
print(s3) # Hello World# 字符串长度
print(len(s3)) # 11# 字符串切片
print(s3[0:5])  # Hello
print(s3[6:11]) # World# 字符串方法
print(s3.lower())     # hello world
print(s3.upper())     # HELLO WORLD
print(s3.startswith('He')) # True
print(s3.endswith('ld'))   # True
print(s3.replace('World', 'Python')) # Hello Python

控制结构

条件语句

条件语句用于根据条件的真假来执行不同的代码块。常用的条件语句有 if、elif 和 else。

age = 18if age < 18:print("You are a minor.")
elif age >= 18 and age < 65:print("You are an adult.")
else:print("You are a senior.")

循环语句

循环语句用于重复执行代码块。常用的循环语句有 for 和 while。

# for 循环
for i in range(5):print(i) # 0 1 2 3 4# while 循环
count = 0
while count < 5:print(count) # 0 1 2 3 4count += 1

函数

定义与调用

函数是代码的可重用块，可以通过 def 关键字定义。

def greet(name):print(f"Hello, {name}!")greet("Alice") # Hello, Alice!

参数

函数可以接受多个参数，支持位置参数、关键字参数和默认参数。

def add(a, b=0):return a + bprint(add(1, 2)) # 3
print(add(1))    # 1

返回值

函数可以返回一个或多个值，使用 return 关键字。

def swap(a, b):return b, ax, y = swap(1, 2)
print(x, y) # 2 1

数据结构

列表

列表是有序的可变集合，用方括号定义。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print(fruits)            # ['apple', 'banana', 'cherry']
fruits.append("date")
print(fruits)            # ['apple', 'banana', 'cherry', 'date']
print(fruits[1])         # banana
fruits[1] = "blueberry"
print(fruits)            # ['apple', 'blueberry', 'cherry', 'date']
print(fruits[1:3])       # ['blueberry', 'cherry']
del fruits[2]
print(fruits)            # ['apple', 'blueberry', 'date']

元组

元组是有序的不可变集合，用圆括号定义。

colors = ("red", "green", "blue")
print(colors)          # ('red', 'green', 'blue')
print(colors[1])       # green

集合

集合是无序的唯一元素集合，用花括号定义。

animals = {"cat", "dog", "bird"}
print(animals)           # {'cat', 'dog', 'bird'}
animals.add("fish")
print(animals)           # {'cat', 'dog', 'bird', 'fish'}
animals.remove("dog")
print(animals)           # {'cat', 'bird', 'fish'}

字典

字典是键值对集合，用花括号定义。

person = {"name": "Alice", "age": 25}
print(person)             # {'name': 'Alice', 'age': 25}
print(person["name"])     # Alice
person["age"] = 26
print(person)             # {'name': 'Alice', 'age': 26}
del person["name"]
print(person)             # {'age': 26}

模块与包

模块是一个包含 Python 代码的文件，可以使用 import 语句导入。

# 导入整个模块
import math
print(math.sqrt(16)) # 4.0# 从模块中导入特定的函数
from math import pi
print(pi) # 3.141592653589793

包是一个包含多个模块的目录，目录下有一个 __init__.py 文件。

文件操作

Python 提供了丰富的文件操作函数，可以轻松实现文件的读写操作。

# 写入文件
with open("example.txt", "w") as file:file.write("Hello, Python!")# 读取文件
with open("example.txt", "r") as file:content = file.read()print(content) # Hello, Python!

面向对象编程

类与对象

Python 是一种面向对象的编程语言，支持类和对象的概念。

class Person:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef greet(self):print(f"Hello, my name is {self.name} and I am {self.age} years old.")p = Person("Alice", 25)
p.greet() # Hello, my name is Alice and I am 25 years old.

继承

继承是面向对象编程中的一个重要概念，可以通过子类继承父类的属性和方法。

class Student(Person):def __init__(self, name, age, student_id):super().__init__(name, age)self.student_id = student_iddef study(self):print(f"{self.name} is studying.")s = Student("Bob", 20, "S12345")
s.greet()  # Hello, my name is Bob and I am 20 years old.
s.study()  # Bob is studying.

多态

多态是面向对象编程中的另一个重要概念，可以通过不同的类实现相同的方法。

class Animal:def speak(self):passclass Dog(Animal):def speak(self):return "Woof!"class Cat(Animal):def speak(self):return "Meow!"animals = [Dog(), Cat()]
for animal in animals:print(animal.speak()) # Woof! Meow!

异常处理

异常处理用于捕获和处理程序运行时的错误，避免程序崩溃。

try:x = 1 / 0
except ZeroDivisionError as e:print(f"Error: {e}")
finally:print("This block will always execute.")

常用标准库

Python 提供了丰富的标准库，涵盖了从文件操作到网络通信的各个方面。以下是几个常用的标准库示例：

`os` 模块

os 模块提供了与操作系统交互的功能。

import os# 获取当前工作目录
print(os.getcwd())# 列出当前目录中的文件
print(os.listdir("."))

`sys` 模块

sys 模块提供了与 Python 解释器交互的功能。

import sys# 获取命令行参数
print(sys.argv)# 退出程序
sys.exit()

`datetime` 模块

datetime 模块提供了日期和时间操作的功能。

from datetime import datetime, timedelta# 获取当前日期和时间
now = datetime.now()
print(now)# 日期和时间的加减
future = now + timedelta(days=5)
print(future)

`json` 模块

json 模块提供了 JSON 数据的编码和解码功能。

import json# 将 Python 对象转换为 JSON 字符串
data = {"name": "Alice", "age": 25}
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)# 将 JSON 字符串转换为 Python 对象
json_data = '{"name": "Alice", "age": 25}'
data = json.loads(json_data)
print(data)