Python基础语法全解！2.6万字，38张图！

前言：

1. 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。
2. 本博文主要涉及Python基础入门、流程控制（条件语句、循环语句）、数据序列等知识。
3. 本博文若存在任何知识错误，请读者第一时间在评论区指出，方便我修正内容！
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一、Python简介

1. 了解Python

Python是一种解释型（这意味着开发过程中没有了编译这个环节）、面向对象（支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术）、动态数据类型的交互式（可在命令行中通过Python提示符及直接代码执行程序）高级程序设计语言。

2. Python介绍

Python是时下最流行、最火爆的编程语言，具体原因：

• 简单、易学，适应人群广泛
  
• 免费、开源
• 应用领域广泛
  

备注：以下知名框架均是Python语言开发。

1. Google开源机器学习框架：TensorFlow
2. 开源社区主推学习框架：Scikit-learn
3. 百度开源深度学习框架：Paddle

3. Python特点

1. 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。
2. 易于阅读：Python代码定义的更清晰。
3. 易于维护：Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 数据库：Python提供所有主要的商业数据库的接口。
9. GUI编程：Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。
10. 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。

4. Python发展历史

Python发展历史：https://baike.baidu.com/item/Python/407313?fr=aladdin

5. Python版本

• Python 2.X
• Python 3.X

二、Python解释器

1. 解释器的作用

• Python解释器作用：运行文件

• Python解释器种类

  • PyPy，基于Python语言开发的解释器。
  • Jython，运行在Java平台的解释器，直接把Python代码编译成Java字节码执行。
  • IronPython，运行在微软.Net平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。
• 1. CPython，C语言开发的解释器[官方]，应用广泛的解释器。
  2. IPython，基于CPython的一种交互式解释器。
  3. 其他解释器

2. 解释器的安装

Python解释器的安装：https://blog.csdn.net/weixin_43495473/article/details/103559812

三、PyCharm安装与使用

1. PyCharm的作用

PyCharm是一种Python IDE（集成开发环境），带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具，内部集成的功能如下：

• Project管理
• 智能提示
• 语法高亮
• 代码跳转
• 调试代码
• 解释代码(解释器)
• 框架和库
• …

2. PyCharm安装与使用

PyCharm的安装：https://blog.csdn.net/weixin_43495473/article/details/103560198

四、注释

1. 注释的作用

通过用自己熟悉的语言，在程序中对某些代码进行标注说明，这就是注释的作用，能够大大增强程序的可读性。

2. 注释的分类及语法

注释分为两类：单行注释 和 多行注释。

• 单行注释

只能注释一行内容，语法如下：

• 多行注释

可以注释多行内容，一般用在注释一段代码的情况， 语法如下：

快捷键： ctrl + /

注意：解释器不执行任何的注释内容。

五、变量

1. 变量的作用

变量，简单来说，其实就是计算机内存中的一块储存空间，用来存储CPU需要使用的数据。而这个储存空间需要一个名字，这个名字的统称就叫变量。

作用：

1. 用来临时保存数据
2. 便于项目的后期升级维护
3. 节约内存

2. 定义变量

变量名自定义，要满足标识符命名规则。

2.1 标识符

标识符命名规则是Python中定义各种名字的时候的统一规范，具体如下：

• 由数字、字母、下划线组成
• 不能数字开头
• 不能使用内置关键字
• 严格区分大小写

2.2 命名习惯

• 见名知义。
• 大驼峰：即每个单词首字母都大写，例如：MyName。
• 小驼峰：第二个（含）以后的单词首字母大写，例如：myName。
• 下划线：例如：my_name。

2.3 使用变量

2.4 认识bug

所谓bug，就是程序中的错误。如果程序有错误，需要程序员排查问题，纠正错误。

2.5 Debug工具

Debug工具是PyCharm IDE中集成的用来调试程序的工具，在这里程序员可以查看程序的执行细节和流程或者调解bug。

Debug工具使用步骤：

1. 打断点
2. Debug调试

六、数据类型

在 Python 里为了应对不同的业务需求，也把数据分为不同的类型。

检测数据类型的方法：type(变量名或者数值)

思考：

1. 为什么Python会提出这么多种的数据类型?

有限的内存, 无限的变量, 合理的使用内存

2. Python中，程序员定义变量需要关心变量的类型吗?

• Python弱类型语言
• 程序员不需要关心变量的类型, 只需要把数据书写正确即可，python会通过自动推到出您变量的类型。

七、输出

作用：程序输出内容给用户。

1. 格式化输出

• %06d，表示输出的整数显示位数，不足以0补全，超出当前位数则原样输出。
• %.2f，表示小数点后显示的小数位数。

2. 内置函数format

format()用于字符串格式化，功能非常强大，格式是str.format()，format函数可以接受不限个参数，位置可以不按顺序。

3. f-格式化字符串

f-string是格式化字符串的一种很好的新方法。与其他格式化方式相比，它不仅更易读，更简洁，不易出错，而且速度更快！格式为：f'{表达式}'。

4. 体验格式化字符串

5. 补充知识

字符串输出的本质其实就是拼接字符串，那么我们都用%s完全也是可以的。很多时候，我们不用区分整型、浮点型等，直接用%s输出就可以了。

6. 转义字符

• n：换行。
• t：制表符，一个tab键（4个空格）的距离。

7. 结束符

在Python中，print()， 默认自带end="n"这个换行结束符，所以导致每两个print直接会换行展示，用户可以按需求更改结束符。

八、输入

在Python中，程序接收用户输入的数据的功能即是输入。

1. 输入的语法

2. 输入的特点

• 当程序执行到input，等待用户输入，输入完成之后才继续向下执行。
• 在Python中，input接收用户输入后，一般存储到变量，方便使用。
• 在Python中，input会把接收到的任意用户输入的数据都当做字符串处理。

九、转换数据类型

1. 转换数据类型的作用

问：input()接收用户输入的数据都是字符串类型，如果用户输入1，想得到整型该如何操作？

答：转换数据类型即可，即将字符串类型转换成整型。

2. 转换数据类型的函数

3. 体验转换数据类型

需求：input接收用户输入，用户输入“1”，将这个数据1转换成整型。

十、运算符

1. 运算符的分类

• 算数运算符
• 赋值运算符
• 复合赋值运算符
• 比较运算符
• 逻辑运算符

2. 算数运算符

混合运算优先级顺序：()高于 ** 高于 * / // % 高于 + -

3. 赋值运算符

1.单个变量赋值

2. 多个变量赋值

3. 多变量赋相同值

4. 复合赋值运算符

5. 比较运算符

比较运算符也叫关系运算符， 通常用来判断。

6. 逻辑运算符

7. 补充知识

数字之间的逻辑运算

十一、条件语句

1. 了解条件语句

Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。

2. if语法

2.1 体验if语句

2.2 简单版：网吧上网

需求分析：如果用户年龄大于等于18岁，即成年，输出"已经成年，可以上网"。

2.3 进阶版：网吧上网

新增需求：用户可以输出自己的年龄，然后系统进行判断是否成年，成年则输出"您的年龄是’用户输入的年龄’，已经成年，可以上网"。

3. if…else…

作用：条件成立执行if下方的代码; 条件不成立执行else下方的代码。

思考：网吧上网的实例，如果成年，允许上网，如果不成年呢？是不是应该回复用户不能上网？

3.1 实用版：网吧上网

注意：如果条件成立执行了某些代码，那么其他的情况的代码将不会执行。

4. 多重判断

多重判断也可以和else配合使用。一般else放在整个if语句的最后，表示以上条件都不成立的时候执行的代码。

思考：中国合法工作年龄为18-60岁，即如果年龄小于18的情况为童工，不合法；如果年龄在18-60岁之间为合法工龄；大于60岁为法定退休年龄。

4.1 实例：工龄判断

拓展：age >= 18 and age <= 60可以化简为18 <= age <= 60。

5. if嵌套

注意：条件2的if也是出于条件1的缩进关系内部。

思考：坐公交：如果有钱可以上车，没钱不能上车；上车后如果有空座，则可以坐下；如果没空座，就要站着。怎么书写程序？

5.1 实例：坐公交

1.判断是否能上车

2. 判断是否能坐下

5.2 if嵌套执行流程

6. 应用：猜拳游戏

需求分析：

• 参与游戏的角色

  • 随机出拳
  • 手动出拳
  • 玩家
  • 电脑

• 判断输赢

  玩家	电脑
  石头	剪刀
  剪刀	布
  布	石头

  • 玩家出拳 和 电脑出拳相同
  • 平局
  • 电脑获胜
  • 玩家获胜

随机做法：

1.导出random模块

2. 使用random模块中的随机整数功能

6.1 初始版：猜拳游戏

6.2 进阶版：猜拳游戏

7. 三目运算符

三目运算符也叫三元运算符。

语法如下：

快速体验：

十二、循环简介

1. 循环的作用

让代码更高效的重复执行。

2. 循环的分类

在Python中，循环分为while和for两种，最终实现效果相同。

3. while的语法

4. while循环快速体验

需求：复现重复执行10次print('Hello World')。

分析：初始值是0次，终点是10次，重复做的事情输出“Hello World”。

5. while的应用

5.1 应用一：计算1-100累加和

分析：1-100的累加和，即1 + 2 + 3 + 4 +….，即前两个数字的相加结果 + 下一个数字( 前一个数字 + 1)。

注意：为了验证程序的准确性，可以先改小数值，验证结果正确后，再改成1-100做累加。

5.2 应用二：计算1-100偶数累加和

分析：1-100的偶数和，即 2 + 4 + 6 + 8…，得到偶数的方法如下：

• 偶数即是和2取余结果为0的数字，可以加入条件语句判断是否为偶数，为偶数则累加
• 初始值为0 / 2 , 计数器每次累加2

方法一：条件判断和2取余数则累加

方法二：计数器控制

6. break和continue

break和continue是循环中满足一定条件退出循环的两种不同方式。

6.1 理解

举例：一共吃5个苹果，吃完第一个，吃第二个…，这里"吃苹果"的动作是不是重复执行？

情况一：如果吃的过程中，吃完第三个吃饱了，则不需要再吃第4个和第五个苹果，即是吃苹果的动作停止，这里就是break控制循环流程，即终止此循环。

情况二：如果吃的过程中，吃到第三个吃出一个大虫子…,是不是这个苹果就不吃了，开始吃第四个苹果，这里就是continue控制循环流程，即退出当前一次循环继而执行下一次循环代码。

6.2 break实例

6.3 continue实例

7. while循环嵌套

7.1 语法

总结：所谓while循环嵌套，就是一个while里面嵌套一个while的写法，每个while和之前的基础语法是相同的。

7.2 执行过程

当内部循环执行完成之后，再执行下一次外部循环的条件判断。

7.3 while循环嵌套应用

应用一：打印星号（正方形）

应用二：打印星号（三角形）

应用二：九九乘法表

8. for循环

8.1 语法

8.2 快速体验

8.3 break

8.4 continue

十三、else

循环可以和else配合使用，else下方缩进的代码指的是当循环正常结束之后要执行的代码。

1. while…else

1.1 语法

1.2 示例

1.3 退出循环的方式

1.break终止循环

所谓else指的是循环正常结束之后要执行的代码，即如果是break终止循环的情况，else下方缩进的代码将不执行。

2.continue控制循环

因为continue是退出当前一次循环，继续下一次循环，所以该循环在continue控制下是可以正常结束的，当循环结束后，则执行了else缩进的代码。

2. for…else

2.1 语法

所谓else指的是循环正常结束之后要执行的代码，即如果是break终止循环的情况，else下方缩进的代码将不执行。

2.2 示例

2.3 退出循环的方式

1.break终止循环

没有执行else缩进的代码。

2.continue控制循环

因为continue是退出当前一次循环，继续下一次循环，所以该循环在continue控制下是可以正常结束的，当循环结束后，则执行了else缩进的代码。

十四、字符串

1. 认识字符串

字符串是 Python 中最常用的数据类型。我们一般使用引号来创建字符串。创建字符串很简单，只要为变量分配一个值即可。

注意：控制台显示结果为<class 'str'>， 即数据类型为str(字符串)。

2. 字符串特征

• 一对引号字符串

• 三引号字符串

注意：三引号形式的字符串支持换行。

思考：如果创建一个字符串I'm Tom?

3. 字符串输出

4. 字符串输入

在Python中，使用input()接收用户输入。

5. 下标

5.1 概念

“下标”又叫“索引”，就是编号。比如火车座位号，座位号的作用：按照编号快速找到对应的座位。同理，下标的作用即是通过下标快速找到对应的数据。

5.2 快速体验

需求：字符串name = "abcdef"，取到不同下标对应的数据。

• 代码

• 输出结果
  

注意：下标从0开始。

6. 切片

切片是指对操作的对象截取其中一部分的操作。字符串、列表、元组都支持切片操作。

6.1 语法

注意：

• 不包含结束位置下标对应的数据， 正负整数均可；
  步长是选取间隔，正负整数均可，默认步长为1。

6.2 示例

7. 常用操作方法

字符串的常用操作方法有查找、修改和判断三大类。

7.1 查找

所谓字符串查找方法即是查找子串在字符串中的位置或出现的次数。

• find()：检测某个子串是否包含在这个字符串中，如果在返回这个子串开始的位置下标，否则则返回-1。

1. 语法

注意：开始和结束位置下标可以省略，表示在整个字符串序列中查找。

2. 快速体验

• index()：检测某个子串是否包含在这个字符串中，如果在返回这个子串开始的位置下标，否则则报异常。

1. 语法

注意：开始和结束位置下标可以省略，表示在整个字符串序列中查找。

2. 快速体验

• rfind()：和find()功能相同，但查找方向为右侧

  开始。

• rindex()：和index()功能相同，但查找方向为右侧

  开始。

• count()：返回某个子串在字符串中出现的次数。

1. 语法

注意：开始和结束位置下标可以省略，表示在整个字符串序列中查找。

2. 快速体验

7.2 修改

所谓修改字符串，指的就是通过函数的形式修改字符串中的数据。

• replace()：替换字符串。

1. 语法

注意：替换次数如果查出子串出现次数，则替换次数为该子串出现次数。

2. 快速体验

注意：数据按照是否能直接修改分为可变类型和不可变类型两种。字符串类型的数据修改的时候不能改变原有字符串，属于不能直接修改数据的类型即是不可变类型。

• split()：按照指定字符分割字符串。

1. 语法

注意：num表示的是分割字符出现的次数，即将来返回数据个数为num+1个。

2. 快速体验

注意：如果分割字符是原有字符串中的子串，分割后则丢失该子串。

• join()：用一个字符或子串合并字符串，即是将多个字符串合并为一个新的字符串。

1.语法

2. 快速体验

capitalize()：将字符串第一个字符转换成大写。

注意：capitalize()函数转换后，只字符串第一个字符大写，其他的字符全都小写。

• title()：将字符串每个单词首字母转换成大写。

• lower()：将字符串中大写转小写。

• upper()：将字符串中小写转大写。

• lstrip()：删除字符串左侧空白字符。
• rstrip()：删除字符串右侧空白字符。
• strip()：删除字符串两侧空白字符。
• ljust()：返回一个原字符串左对齐,并使用指定字符(默认空格)填充至对应长度 的新字符串。
• rjust()：返回一个原字符串右对齐,并使用指定字符(默认空格)填充至对应长度 的新字符串，语法和ljust()相同。
• center()：返回一个原字符串居中对齐,并使用指定字符(默认空格)填充至对应长度 的新字符串，语法和ljust()相同。

7.3 判断

所谓判断即是判断真假，返回的结果是布尔型数据类型：True 或 False。

• startswith()：检查字符串是否是以指定子串开头，是则返回 True，否则返回 False。如果设置开始和结束位置下标，则在指定范围内检查。

1. 语法

2. 快速体验

• endswith()：：检查字符串是否是以指定子串结尾，是则返回 True，否则返回 False。如果设置开始和结束位置下标，则在指定范围内检查。

1. 语法

2. 快速体验

• isalpha()：如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回 True, 否则返回 False。

• isdigit()：如果字符串只包含数字则返回 True 否则返回 False。

• isalnum()：如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返 回 True,否则返回 False。

• isspace()：如果字符串中只包含空白，则返回 True，否则返回 False。

十五、列表

1. 列表的格式

列表可以一次性有序存储多个不同类型的数据。

2. 列表的常用操作

列表的作用是一次性存储多个数据，程序员可以对这些数据进行的操作有：增、删、改、查。

2.1 查找

1. 下标

2. 函数

• index()：返回指定数据所在位置的下标 。

注意：如果查找的数据不存在则报错。

• count()：统计指定数据在当前列表中出现的次数。

• len()：访问列表长度，即列表中数据的个数。

2.2 判断是否存在

• in：判断指定数据在某个列表序列，如果在返回True，否则返回False。

• not in：判断指定数据不在某个列表序列，如果不在返回True，否则返回False。

2.2 增加

作用：增加指定数据到列表中。

• append()：列表结尾追加数据。

列表追加数据的时候，直接在原列表里面追加了指定数据，即修改了原列表，故列表为可变类型数据。

注意点：如果append()追加的数据是一个序列，则追加整个序列到列表。

• extend()：列表结尾追加数据，如果数据是一个序列，则将这个序列的数据逐一添加到列表。

单个数据：

序列数据：

insert()：指定位置新增数据。

2.3 删除

• del

删除列表：

删除指定数据：

• pop()：删除指定下标的数据(默认为最后一个)，并返回该数据。

• remove()：移除列表中某个数据的第一个匹配项。

• clear()：清空列表

2.4 修改

• 修改指定下标数据

• 逆置：reverse()

• 排序：sort()

注意：reverse表示排序规则，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认）

2.5 复制

• 函数：copy()

3. 列表的循环遍历

需求：依次打印列表中的各个数据。

3.1 while

3.2 for

4. 列表嵌套

所谓列表嵌套指的就是一个列表里面包含了其他的子列表。

应用场景：要存储班级一、二、三三个班级学生姓名，且每个班级的学生姓名在一个列表。

思考：如何查找到数据"李四"？

十六、元组

一个元组可以存储多个数据，元组内的数据是不能修改的。

1. 定义元组

元组特点：定义元组使用小括号，且逗号隔开各个数据，数据可以是不同的数据类型。

注意：如果定义的元组只有一个数据，那么这个数据后面也好添加逗号，否则数据类型为唯一的这个数据的数据类型。

2. 元组的常见操作

元组数据不支持修改，只支持查找，具体如下：

• 按下标查找数据

• index()：查找某个数据，如果数据存在返回对应的下标，否则报错，语法和列表、字符串的index方法相同。

• count()：统计某个数据在当前元组出现的次数。

• len()：统计元组中数据的个数。

3. 元组的注意事项

元组内的直接数据如果修改则立即报错。

但是如果元组里面有列表，修改列表里面的数据则是支持的，故自觉很重要。

十七、字典

字典里面的数据是以“键值对”形式出现，字典数据和数据顺序没有关系，即字典不支持下标，后期无论数据如何变化，只需要按照对应的键的名字查找数据即可。

1. 创建字典的语法

字典特点：

• 符号为大括号
• 数据为键值对

  形式出现

• 各个键值对之间用逗号

  隔开

注意：一般称冒号前面的为键(key)，简称k；冒号后面的为值(value)，简称v。

2. 字典常见操作

2.1 增

写法：字典序列[key] = 值

注意：如果key存在则修改这个key对应的值；如果key不存在则新增此键值对。

注意：字典为可变类型。

2.2 删

• del() / del：删除字典或删除字典中指定键值对。

• clear()：清空字典

2.3 改

写法：字典序列[key] = 值

注意：如果key存在则修改这个key对应的值 ；如果key不存在则新增此键值对。

2.4 查

1. key值查找

如果当前查找的key存在，则返回对应的值；否则则报错。

2. get()

注意：如果当前查找的key不存在则返回第二个参数(默认值)，如果省略第二个参数，则返回None。

3. keys()

4. values()

5. items()

3. 字典的循环遍历

3.1 遍历字典的key

3.2 遍历字典的value

3.3 遍历字典的元素

3.4 遍历字典的键值对

十八、集合

集合具有确定性，无序性和去重性。

1. 创建集合

创建集合使用{}或set()， 但是如果要创建空集合只能使用set()，因为{}用来创建空字典。

特点：

1. 集合可以去掉重复数据；
2. 集合数据是无序的，故不支持下标。

2. 集合常见操作方法

2.1 增加数据

• add()

因为集合有去重功能，所以，当向集合内追加的数据是当前集合已有数据的话，则不进行任何操作。

• update(), 追加的数据是序列。

2.2 删除数据

• remove()，删除集合中的指定数据，如果数据不存在则报错。

• discard()，删除集合中的指定数据，如果数据不存在也不会报错。

• pop()，随机删除集合中的某个数据，并返回这个数据。

2.3 查找数据

• in：判断数据在集合序列
• not in：判断数据不在集合序列

十九、公共操作

1. 运算符

1.1 +

1.2 *

1.3 in或not in

2. 公共方法

2.1 len()

2.2 del()

2.3 max()

2.4 min()

2.5 range()

注意：range()生成的序列不包含end数字。

2.6 enumerate()

注意：start参数用来设置遍历数据的下标的起始值，默认为0。

3. 容器类型转换

3.1 tuple()

作用：将某个序列转换成元组。

3.2 list()

作用：将某个序列转换成列表。

3.3 set()

作用：将某个序列转换成集合。

注意：

1. 集合可以快速完成列表去重。
2. 集合不支持下标。

二十、推导式

1. 列表推导式

作用：用一个表达式创建一个有规律的列表或控制一个有规律列表。

列表推导式又叫列表生成式。

1.1 快速体验

需求：创建一个0-10的列表。

• while循环实现

• for循环实现

• 列表推导式实现

1.2 带if的列表推导式

需求：创建0-10的偶数列表

• 方法一：range()步长实现

1.3 多个for循环实现列表推导式

需求：创建列表如下：

• 代码如下：

2. 字典推导式

字典推导式作用：快速合并列表为字典或提取字典中目标数据。

2.1 快速体验

1. 创建一个字典：字典key是1-5数字，value是这个数字的2次方。

2. 将两个列表合并为一个字典

3. 提取字典中目标数据

3. 集合推导式

需求：创建一个集合，数据为下方列表的2次方。

代码如下：

注意：集合有数据去重功能。