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Python简介

百度百科

Python 是一门优雅而健壮的编程语言，由荷兰国家数学与计算机科学研究中心的吉多·范罗苏姆于1990年代初设计，作为ABC语言的替代品，它继承了传统编译语言的强大性和通用性，同时也借鉴了脚本语言和解释语言的易用性，是一种解释型脚本语言。Guido van Rossum在1995年于国家创新研究公司（CNRI）继续他在Python上的工作，2001年Python软件基金会（PSF）成立。

Python被设计成是 “符合大脑思维习惯” 的，采用极简主义的设计理念，加以统一规范的交互模式。这使得Python易于学习、理解和记忆。Python 开发者的哲学是 “用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事”。它提供高效的数据结构、动态类型及面向对象编程特性，适用于脚本编写与快速开发。对于科研而言，Python的应用非常广泛。众多开源的科学计算软件包都提供了Python的调用接口，例如著名的计算机视觉库OpenCV、三维可视化库VTK、医学图像处理库ITK。而Python专用的科学计算扩展库就更多了，例如十分经典的科学计算扩展库：NumPy、SciPy和matplotlib，它们分别为Python提供了快速数组处理、数值运算以及绘图功能。因此Python语言及其众多的扩展库所构成的开发环境十分适合工程技术、科研人员处理实验数据、制作图表，甚至开发科学计算应用程序。

Python 2于2000年发布，Python 3于2008年发布且不完全兼容前代。 该语言已成为受欢迎的程序设计语言之一，其使用率自2004年起呈线性增长，广泛应用于Web开发、科学计算、金融分析、自动化等领域。

Python 基础知识

推荐书籍：Python 核心编程

推荐工具：PyCharm（环境搭建--Python-PyCharm）、Visual Studio Code 等等（烦请自行选择）

一、变量和简单类型

变量

无论使用什么语言编程，总要处理数据，处理数据就需要使用变量来保存数据；变量就像一个个小容器，用于“盛装”程序中的数据。

在 Python 中有以下六种数据类型：

数字、字符串、列表、字典、元组、集合；

数字类型又分四种小类：整数、浮点数、复数、布尔类型。

变量的定义方式

变量名称 = 变量的值

（“=”等号是赋值符号，意思是把右侧的值赋值给左侧变量）

变量的数据是可以变化的，重新给变量赋值即可；

PyCharm 工具快捷键 Ctrl+Alt+L 重新设置代码格式

注释

注释：对程序代码进行解释说明的文字；

可以用来解释程序某些部分的作用和功能，提高程序的可读性。

注释分为单行注释和多行注释：

单行注释

python 使用 # （井号）表示单行注释的开始，跟在“#”号后面直到这行结束为止的代码都将被解释器忽略。

多行注释

多行注释是指一次性将程序中的多行代码注释掉，在 python 程序中使用三个单引号或三个双引号将注释的内容括起来。

数据类型

python 是弱类型语言，变量的类型是可以改变的；

变量定义成功后，可以使用 type(() 方法来查看变量的类型；

Python数据类型转换

有时候，我们需要对数据内置的类型进行转换，数据类型的转换，你只需要将数据类型作为函数名即可；

以下几个内置的函数可以执行数据类型之间的转换。这些函数返回一个新的对象，表示转换的值。

变量的命名规则

Python 需要使用标识符给变量命名，其实标识符就是用于给程序中变量、类、方法命名的符号（简单来说，标识符就是合法的名字）。python 语言的标识符必须以字母、下划线 _ 开头，后面可以跟任意数量的字母、数字、下划线；这里的字母并不局限于 26 个英文字母，可以包含中文字符（可以是中文，不报错），不过不推荐。

在使用标识符时，需要注意以下规则：

1、标识符可以由字母、数字、下划线组成，但是不能由数字开头；

2、标识符不能是 python 关键字；

3、标识符不能包含空格；

python 常用关键字

系统有一些常用关键字不可以用来当作标识符。

运算符

运算符是一种特殊的符号，用来表示数据的运算、赋值和比较等等；

赋值运算符

赋值运算符用于为变量或常量指定值，python 中使用“=”（一个等号）作为赋值运算符；通常使用赋值运算符将表达式的值赋给另一个变量。

算数运算符

python 支持所有的基本算数运算符，这些算数运算符用于执行基本的数学运算，例如加、减、乘、除和求余、取模等等。

a = 10 b = 21 print("a+b=", a + b) print("a-b=", a - b) print("a*b=", a * b) print("b/a=", b / a) print("b%a=", b % a) print("a**b=", a ** b) print("b//a=", b // a) print("9//2=", 9 // 2) print("9.0//2.0=", 9.0 // 2.0) 运行结果 a+b= 31 a-b= -11 a*b= 210 b/a= 2.1 b%a= 1 a**b= 1000000000000000000000 b//a= 2 9//2= 4 9.0//2.0= 4.0

扩展后的赋值运算符

其他

Python算术运算符

>>> 9//2 4 >>> -9//2 -5

Python 比较（关系）运算符

Python赋值运算符

if (n := len(a)) > 10: print(f"List is too long ({n} elements, expected <= 10)")

Python位运算符

按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python中的按位运算法则如下：

a = 0011 1100 b = 0000 1101 ----------------- a&b = 0000 1100 a|b = 0011 1101 a^b = 0011 0001 ~a = 1100 0011

Python逻辑运算符

Python语言支持逻辑运算符；

Python成员运算符

除了以上的一些运算符之外，Python还支持成员运算符，测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组。

Python身份运算符

身份运算符用于比较两个对象的存储单元

注：id() 函数用于获取对象内存地址。

Python运算符优先级

以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符， 相同单元格内的运算符具有相同优先级。 运算符均指二元运算，除非特别指出。 相同单元格内的运算符从左至右分组（除了幂运算是从右至左分组）：

字符串

字符串的意思就是“一串字符”，python 中要求字符串必须使用引号（单引号、双引号、三引号）括起来，需要两边的引号能配对；

str1 = "python" str2 = 'pycharm' print(str1) print(str2) 运行结果 python pycharm

字符串定义和转义字符

例如：定义的字符串里面含有单引号或者双引号，对于这种情况，有两种解决方案：

1、使用不同的引号将字符串括起来；

2、通过使用 \ 对引号进行转义；

str1 = "python '520'" str2 = 'pycharm "521"' str3 = 'pycharm \'1314\'' print(str1) print(str2) print(str3) 运行结果 python '520' pycharm "521" pycharm '1314'

长字符串的定义

长字符串的写法是使用三个引号（单引号或者双引号），在长字符串中可以放置任意内容，包括放置单引号、双引号等等，若所定义的长字符串没有赋值给任何变量，那么这个长字符串就相当于是一个多行注释，被注释掉了，会被 python 解释器忽略。

str1 = """ 《静夜思》 李白 床前明月光， 疑是地上霜。 举头望明月， 低头思故乡。 """ print(str1)

字符串拼接

在 python 中，使用“+”加号作为字符串的拼接运算符；

str1 = "python" str2 = 'pycharm' print("str1:" + str1 + ",str2:" + str2) 运行结果 str1:python,str2:pycharm

有时需要将字符串与数值进行拼接，而 python 中不允许直接拼接数值和字符串，程序必须先将数值转化成字符串；为了将数值转换成字符串，可以使用 str() 或 repr() 函数；

str1 = "python" str2 = 'pycharm' int_str3 = 123 print("str1:" + str1 + ",str2:" + str2 + ",int_str3:" + str(int_str3)) print("str1:" + str1 + ",str2:" + str2 + ",int_str3:" + repr(int_str3)) 运行结果 str1:python,str2:pycharm,int_str3:123 str1:python,str2:pycharm,int_str3:123

使用 input 获取用户输入

input() 函数用于向用户生成一条提示，然后获取用户输入的内容；由于 input() 函数总会将用户输入的内容放入字符串中，因此用户可以输入任何内容，input() 函数总是返回一个字符串；一般可以通过 int()、float() 等方法来转换类型。

name = input("请输入您的姓名：") print(name, type(name)) age = input("请输入您的年龄：") # 使用int()函数把字符串类型转换成整型 age = int(age) print(age, type(age)) height = input("请输入您的身高（cm）：") # 转换成浮点型 height = float(height) print(height, type(height)) 运行结果 请输入您的姓名：小明 小明 <class 'str'> 请输入您的年龄：15 15 <class 'int'> 请输入您的身高（cm）：177 177.0 <class 'float'>

字符串格式化

前面介绍了字符串拼接，若是简单的 2、3 个字符串拼接那还算好，如果大于 3 个变量的拼接，就会比较麻烦，还有就是字符串无法和其他类型直接拼接，需要先进行类型转换；python 中提供了“%”对各种类型的数据进行格式化输出。

name = "小明" print("姓名是：%s" % name) 运行结果 姓名是：小明

print("姓名是：%s" % name)

这里 “%s”是占位符，第二个“%”是分隔符，后面的 name 就是变量了；

name = "小明" age = 15 print("姓名是：%s,已经%s岁了" % (name, age)) 运行结果 姓名是：小明,已经15岁了

再添加一个 int 类型的 age 变量，输出时使用两个“%s”，中间依然用“%”间隔，后面括号里面两个参数；需要注意参数的顺序不能乱；

除了“%s”以外，还有很多占位符，例如常用的 %s，%d，%f，分别把参数或者表达式转换成字符串，整型，浮点型。

name = "小明" age = 15 height = 177.7 print("姓名是：%s,已经%s岁了,身高%f" % (name, age, height)) 运行结果 姓名是：小明,已经15岁了,身高177.700000

可以看到打印结果中，身高字段后面多了 5 个 0，此处涉及到一个格式化精度控制；

可以使用辅助符号“m,n”来控制数据的宽度和精度：

m，控制宽度（包括小数点），需要注意若设置的宽度小于数字本身，则不会生效；

n，控制小数点精度，若数字的宽度大于小数位数，则需要进行四舍五入；

name = "小明" age = 15 height = 171.55 print("姓名是：%s,已经%s岁了,身高%.1f" % (name, age, height)) 运行结果 姓名是：小明,已经15岁了,身高171.6

快速 format 格式化用法，一种更加简单快捷优雅的格式化方式；

语法是：f"内容{变量}内容"

在字符串前面添加“f”，字符串里面的对应变量使用“{}”大括号括起来；

name = "小明" age = 15 height = 171.55 print(f"姓名是：{name},已经{age}岁了,身高{height:.1f}") 运行结果 姓名是：小明,已经15岁了,身高171.6

未完待续......