Python超详细基础教程,从入门到实践

一、变量和简单数据类型

1. 变量的命名只能包含字母、下划线和数字，数字不能打头
2. f字符串：f是format的简写，python会把花括号内的变量变换为其值

name="  yu xiaohui    "
print(f"Hello {name.title().strip()},would you like to learn some Python today?")

（一）修改字符串大小写

1. title():将每个单词的首字母改为大写
2. upper():将字符串全部改为大写
3. lower():将字符串全部改为小写

name="li wenhao"

print(name.title())
print(name.upper())
print(name.lower())

（二）制表符和换行符

1. \t:制表符
2. \n:换行符

print("languages:\n\tPython\n\tC\n\tJava")

（三）删除空白

1. rstrip()：删除字符串末尾空白
2. lstrip()：删除字符串开头空白
3. strip()：删除字符串两边空白

name="  Albert Einstein    "

print(name.lstrip())
print(name.rstrip())
print(name.strip())

（四）数

整数大家都知道，浮点数其实就是小数点可以出现在数的任意位置。

1. 当数值很大时，用下划线将数分组，使其更清晰易读，注意python并不会打印下划线

number=1000_000_000
print(number)

2. 同时给多个变量赋值

x,y,z=0,1,2

二、列表

（一）列表定义

[]：表示列表，并用逗号分隔其中的元素，索引从0而不是1开始

fruits=['apple','orange','banana','pear']

print(fruits)	#访问列表
print(fruits[0])	#访问列表第一个元素

（二）修改、添加和删除元素

1. lst.append()：在列表尾部添加元素

fruits=['apple','orange','banana','pear']

fruits.append('strawberry')
print(fruits)

2. lst.insert(idx,val)：在列表的任意位置idx添加元素val

fruits=['apple','orange','banana','pear']

fruits.insert(0,'strawberry')	#把'strawberry'添加到第一个元素
print(fruits)

3. del lst[idx]：删除列表中的元素

fruits=['apple','orange','banana','pear']

del fruits[0]	#删除第一个元素
print(fruits)

4. lst.pop(idx)：删除idx位置上的元素并返回，默认为结尾

fruits=['apple','orange','banana','pear']

fruit=fruits.pop([1])	#删除列表的第二个元素，并返回第二个元素给fruit变量
print(fruit)
print(fruits)

5. lst.remove(val)：找到元素val在该列表的位置，并删除

fruits=['apple','orange','banana','pear']

fruit='banana'
fruit=fruits.remove(fruit)
print(fruits)

为了能更好的理解这几条语句，编写了一个大合集

party_participator=['Monica','Phoebe','Ross','Chandler','Joey']
party_participator.insert(0,'Rachel')
party_participator.append('Janice')
del party_participator[1]
party_participator.remove('Chandler')
name=party_participator.pop(-2)
print(party_participator)

（三）组织列表

1. lst.sort()：对列表永久排序
2. sorted(lst)：对列表临时排序
3. lst.reverse()：倒着打印列表
4. len(lst)：列表长度
5. set()：找出列表中独一无二的元素构成一个字典（{}表示）

fruits=['apple','orange','banana','pear']

print(sorted(fruits))	#临时排序
print(fruits)	
fruits.sort()	#永久排序
print(fruits)
fruits.reverse()	#顺序颠倒
print(fruits)
print(len(fruits))

三、操作列表

（一）遍历整个列表

使用for循环，从列表中从前往后依次取出一个元素赋给fruit，执行相同的操作，注意缩进：

fruits=['apple','orange','banana','pear']

for fruit in fruits：
	print(fruit)

（二）创建数值列表

1. 使用range()函数，从开始的数到结束的数的前一个数

for value in range(1,5)		#从1到4
	print(value)

2. 创建数字列表，list()将结果转化为列表

numbers=list(range(1,6))	#从1到5
print(numbers)

numbers=list(range(1,10,2))	#加入步长，列表相邻的数值相差2
print(numbers)

3. 对数字列表进行简单的统计运算

numbers=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

print(min(numbers))	#列表最小值
print(max(numbers))	#列表最大值
print(sum(numbers))	#对列表元素求和

4. 列表解析：将for循环和创建新元素的代码合并成一行

squares=[value**2 for value in range(1,11)]
print(squares)

（三）使用列表的一部分

1. 切片

fruits=['apple','orange','banana','pear']

print(fruits[0:3]) #该切片包含从0到2三个元素
for fruit in fruits[0:3]:
	print(fruit)

2. 复制列表：[:]在新列表上进行的操作对原列表无影响

fruits=['apple','orange','banana','pear']
copy_fruits=fruits[:]
print(copy_fruits)

（四）元组

1. 使用圆括号而非列表使用的方括号
2. 元组的元素不可修改

numbers=(1,2,3,4,5)
for number in numbers:
	print(number)

四、if语句

（一）if语句

1. if-else：要么执行if语句，要么执行else语句
2. if-elif-else:多个条件测试

(二）条件测试

1. ==：判断两个值是否相等
2. !=：判断两个值是否不等
3. < >= <= >：数值比较
4. and or ：检查多个比较
5. 布尔表达式：结果要么为True，要么为False

fruits=['apple','orange','banana','pear']
fruit='apple'

if fruit in fruits:
	print("Get it!")
else :
	print("Error!")
	
if fruit == 'apple':
	print("fruit is apple")
elif fruit == 'orange':
	print("fruit is orange")
else:
	print("Cannot find it!")

五、字典

（一）使用字典

键和值之间用冒号分割，而键值对之间用逗号分隔

1. 访问字典

alien={'color':'green','point':5}
print(alien['color'])

2. 添加键值对

alien={'color':'green','point':5}
alien['weight']=80
alien['height']=200
print(alien)

3. 修改字典中的值

alien={'color':'green','point':5}
alien['color']='yellow'
print(alien['color'])

4. 删除键值对

alien={'color':'green','point':5}
del alien['color']
print(alien)

5. 使用get()来访问值，如果字典中有键’height’，则返回对应的值，否则返回’No point value assigned.‘

alien={'color':'green','point':5}
value=alien.get('height','No point value assigned.')
print(value)

6. 更清晰明了的字典，注意锁进和逗号

favorite_languages={
	'Bob':'C',
	'Alice':'Python',
	'Joey':'Java',
	}

（二）遍历字典

1. 遍历所有键值对items()

languages={
    'Bob':'Python',
    'Alice':'C',
    'David':'Java'
}

for name,language in languages.items():	#items()返回一个键值对列表
    print(f"\nname:{name}")
    print(f"language:{language}")

2. 遍历所有键keys()

languages={
    'Bob':'Python',
    'Alice':'C',
    'David':'Java'
}

for name in languages.keys():	#返回所有的键
    print(name.title())

3. 遍历所有值values()

languages={
    'Bob':'Python',
    'Alice':'C',
    'David':'Java'
}

for language in languages.values():	#返回所有的值
    print(language)	

（三）嵌套

1. 存储字典的列表：每个字典代表一个人的所有信息

aliens=[]   #创建列表

for number in range(30):	#批量创建字典
    new_alien={'color':'green','points':5,'speed':'slow'}
    aliens.append(new_alien)

for alien in aliens[:3]:	#批量修改字典
    if alien['color']=='green':
        alien['color']='yellow'
        alien['points']=10
        alien['speed']='medium'

for alien in aliens[:6]:	#展示前六个
    print(alien)

2. 存储列表的字典：每个键对应多个值

pizza={
    'crust':'thick',
    'toppings':['mushrooms','extra cheese'],
}

print(pizza['crust'])
print(pizza['toppings'])

六、用户输入和while循环

（一）函数input（）

1. input()让程序暂停运行，等待用户输入一些文本
2. int()获取数值输入
3. 求模运算符%，将两个数相除并返回余数

height=input("How tall are you?")
height=int(height)

if(height>160):
    print("\nYou are enough height to ride!")
else:
    print("\nYou didn't reach the height to ride!")

（二）使用while循环

1. for循环用于针对集合中的每个元素都执行一个代码块，而while循环则不断运行，直到指定的条件不再满足

number=1

while number<=5:
    print(number)
    number+=1

2. break:不再执行余下的代码并退出整个循环

sentence='Please enter the name of a city you have visited'
sentence+='\n(Enter "quit" when you want to end):'
while True:
    city=input(sentence)

    if city=='quit':
        break
    else:
        print(f"I'd like to go to {city.title()}")

3. continue:不再执行余下的代码并返回至循环开头

number=0

while number<10:
    number+=1
    if number%2==0:
        continue
    print(number)

（三）使用while循环处理列表和字典

1. 在列表之间移动元素

users=['Bob','Alice','Joey']
new_users=[]

while users:
    user=users.pop()
    new_users.append(user)
    
print(users)
print(new_users)

2. 删除为特定值的所有列表元素

pets=['dogs','cat','dog','rabbit','dog','wolf']

while 'dog' in pets:
    pets.remove('dog')
print(pets)

3. 使用用户输入来填充字典

responses={}
flag=True

while flag!='no':
    name=input("What's your name:")
    response=input("Do you like Basketball(yes/no):")
    responses[name]=response
    flag=input("anyone else?(yes/no):")

print(responses)

七、函数

（一）创建函数

函数是带名字的代码块，用于完成具体的工作，使用关键词def来定义。

1. 定义函数

def greet_user():
    print("Hello!")

greet_user()	#调用定义的函数

2. 向函数传递信息

def language(name,language):	#形参
    print(f"{name} is good at {language}")

language('Bob','Python')	#实参
language('Alice','C')

3. 形参指定默认值后，可在函数调用中省去相应的实参

def pet(name,type='dog'):	#'type'为默认值
    print(f"Its name is {name}\nIts type is {type}")

pet('Dabai')

4. 返回函数值

def format_name(first_name,last_name):
    name=f"{first_name.title()} {last_name.title()}"
    return name

name=format_name('li','wasai')
print(name)

5. 传递任意数量的实参

def make_pizza(size,*toppings):
    print(f"\nMaking a {size}-inch pizza with the following toppings:")
    for topping in toppings:
        print(f"- {topping}")
        
make_pizza(16,'mushrooms','green peppers','extra cheese')

6. 使用任意数量的关键字实参

def build_profile(first,last,**user_info):
    user_info['first_name']=first
    user_info['last_name']=last
    return user_info

user_profile=build_profile('Li','Wasai',
                           location='Jining',field='computer')
print(user_profile)

（二）导入函数

1. 导入特定的函数

from numpy import array,arange

2. 使用as指定别名

import numpy as np

np.array([1,2,3,4,5])

3. 导入模块中所有函数

from numpy as *

array([1,2,3,4,5])

八、类

面向对象编程
根据类来创建对象称为实例化

（一）创建和使用类

1. 创建Dog类和实例

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.steps = 0	给属性制定默认值，无需再用形参来定义

    def sit(self):
        print(f"{self.name} is now sitting")

    def roll_over(self):
        print(f"{self.name} rolled over")

    def run(self):
        print(f"{self.name} have run {self.steps} steps")

    def update_run(self,steps):	#通过方法修改属性的值
        self.steps=steps
        
#使用类和实例
my_dog = Dog('Dabai', 6)	
print(f"its name is {my_dog.name}\nits age is {my_dog.age}")
my_dog.sit()    #调用方法
my_dog.roll_over()
my_dog.run()
my_dog.update_run(10000)
my_dog.run()

2. 方法__init__()

方法__init__()是类必不可少的，每当你根据Dog类创建新实例时，Python都会自动运行它。在这个方法的名称中，开头和末尾各有两个下划线，这是一种约定。

（二）继承

1. 父类

class Car:
    def __init__(self,make,model,year):
        self.make=make
        self.model=model
        self.year=year
        self.odometer_reading=0
    
    def get_descriptive_name(self):
        long_name=f"{self.year} {self.make} {self.model}"
        return long_name.title()
    
    def read_odometer(self):
        print(f"This car has {self.odometer_reading} miles on it")
    
    def update_odometer(self,mileage):
        if mileage>=self.odometer_reading:
            self.odometer_reading=mileage
        else:
            print("You can't roll back on adometer!")

    def increment_odometer(self,miles):
        self.odometer_reading+=miles

2. 子类

class Car:
	--snip--
class ElectricCar(Car): #定义子类时，必须在圆括号内指定父类的办法
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)   #super()让你能够调用父类的办法
        self.battery_size=75	#让子类定义属性

    def describe_battery(self):		#让子类定义方法
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kwh battery")
        
    def fill_gas_tank(self):    #重写父类的方法
        print("This car doesn't need a gas tank!")

my_tesla=ElectricCar('tesla','model s',2019)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.describe_battery()

3.将实例用作属性

class Car:
	--snip--
	
class Battery:	#定义一个新类，表示电动汽车电瓶的属性和方法
    def __init__(self,battery_size=75):
        self.battery_size
        
    def describe_battery(self):
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kwh battery")
        
class ElectricCar(Car): #定义子类时，必须在圆括号内指定父类的办法
    def __init__(self,make,model,year):
        super().__init__(make,model,year)   #super()让你能够调用父类的办法
        self.battery=Battery()	#创建Battery实例赋给属性self.battery

    def fill_gas_tank(self):    #重写父类的方法
        print("This car doesn't need a gas tank!")

my_tesla=ElectricCar('tesla','model s',2019)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()