Python知识超级汇总|Python Super Summary of Knowledge

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已于 2025-01-19 12:23:55 修改 · 2.4k 阅读

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#python #开发语言

于 2025-01-19 09:44:46 首次发布

温馨提示：下方的英语标注可能会有一些问题，如果大家看的懂中文建议尽量看中文版的

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Python知识超级汇总

文章目录

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Python知识超级汇总
Python Super Summary of Knowledge

一、引言

Python 是一种高级、解释型、通用的编程语言，以其简洁、易读、易维护的代码风格和强大的功能而受到广泛欢迎。它拥有丰富的库和框架，可应用于多个领域，如 Web 开发、数据科学、人工智能、自动化脚本、游戏开发等。本汇总将全面介绍 Python 的基础知识、高级特性以及常用的库和框架，帮助读者全面掌握 Python 编程。

二、Python 基础

（一）安装与环境配置

下载安装包：从 Python 官方网站https://www.python.org/downloads/下载适合自己操作系统的 Python 安装包。
安装过程：运行安装包，按照提示进行安装。在安装过程中，建议勾选“Add Python to PATH”选项，以便在命令行中直接使用 Python 命令。
环境变量检查：安装完成后，打开命令行，输入“python --version”，如果显示 Python 的版本号，则说明安装成功。

（二）基本语法

注释
- 单行注释：使用“#”符号，例如：
```
# 这是一个单行注释
```
- 多行注释：使用三个单引号（‘’'）或三个双引号（“”"），例如：
```
'''
这是一个
多行注释
'''
"""
这也是一个
多行注释
"""
```
变量与数据类型
- 变量命名规则：变量名由字母、数字和下划线组成，不能以数字开头，且区分大小写。例如：my_variable = 10。
- 常见数据类型：
  - 整数（int）：表示整数，如10、-5。
  - 浮点数（float）：表示小数，如3.14、-2.5。
  - 字符串（str）：用单引号或双引号括起来的文本，如'Hello, World!'、"Python is great"。
  - 布尔值（bool）：只有两个值True和False。
  - 空值（None）：表示空对象。

运算符

算术运算符：+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（取模）、**（幂运算）、//（整除）。例如：

result = 5 + 3  # 加法，结果为8
result = 10 / 3  # 除法，结果为3.3333333333333335
result = 10 % 3  # 取模，结果为1
result = 2 ** 3  # 幂运算，结果为8
result = 10 // 3  # 整除，结果为3

比较运算符：==（等于）、!=（不等于）、>（大于）、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）。例如：

is_equal = 5 == 3  # 比较是否相等，结果为False
is_greater = 5 > 3  # 比较大小，结果为True

逻辑运算符：and（与）、or（或）、not（非）。例如：

result = (5 > 3) and (2 < 4)  # 逻辑与，结果为True
result = (5 > 3) or (2 > 4)  # 逻辑或，结果为True
result = not (5 > 3)  # 逻辑非，结果为False

赋值运算符：=（赋值）、+=（加等于）、-=（减等于）、*=（乘等于）、/=（除等于）、%=（取模等于）、**=（幂等于）、//=（整除等于）。例如：

num = 5
num += 3  # 相当于num = num + 3，结果num为8

（三）流程控制

条件语句（if - elif - else）

age = 18
if age < 18:
    print("未成年人")
elif age == 18:
    print("刚成年")
else:
    print("成年人")

循环语句
- for 循环：用于遍历可迭代对象（如列表、字符串、元组等）。

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for fruit in fruits:
    print(fruit)

while 循环：只要条件为真，就会一直循环执行。

count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1

循环控制语句
- break：用于立即终止循环。

for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    print(i)

continue：用于跳过当前循环的剩余部分，继续下一次循环。

for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
        continue
    print(i)

（四）数据结构

列表（list）
- 是一种有序的可变序列，可以包含不同类型的元素。
- 创建列表：

my_list = [1, 2, 3, 'apple', 3.14]

访问列表元素：通过索引访问，索引从 0 开始。

my_list = [1, 2, 3, 'apple', 3.14]
print(my_list[0])  # 输出1
print(my_list[3])  # 输出'apple'

修改列表元素：

my_list = [1, 2, 3, 'apple', 3.14]
my_list[0] = 10
print(my_list)  # 输出[10, 2, 3, 'apple', 3.14]

列表常用方法：
- append()：在列表末尾添加一个元素。

my_list = [1, 2, 3]
my_list.append(4)
print(my_list)  # 输出[1, 2, 3, 4]

 - `extend()`：将一个可迭代对象的元素添加到列表中。

my_list = [1, 2, 3]
new_list = [4, 5]
my_list.extend(new_list)
print(my_list)  # 输出[1, 2, 3, 4, 5]

 - `insert()`：在指定位置插入一个元素。

my_list = [1, 2, 3]
my_list.insert(1, 1.5)
print(my_list)  # 输出[1, 1.5, 2, 3]

 - `remove()`：移除列表中第一个匹配的元素。

my_list = [1, 2, 3, 2]
my_list.remove(2)
print(my_list)  # 输出[1, 3, 2]

 - `pop()`：移除并返回指定位置的元素，默认移除最后一个元素。

my_list = [1, 2, 3]
element = my_list.pop(1)
print(element)  # 输出2
print(my_list)  # 输出[1, 3]

元组（tuple）
- 是一种有序的不可变序列，通常用于存储一组相关的数据。
- 创建元组：

my_tuple = (1, 2, 3, 'apple')
# 也可以省略括号
my_tuple = 1, 2, 3, 'apple'

访问元组元素：与列表类似，通过索引访问。

my_tuple = (1, 2, 3, 'apple')
print(my_tuple[0])  # 输出1
print(my_tuple[3])  # 输出'apple'

集合（set）
- 是一种无序的、不重复的数据集合，常用于去重和集合运算。
- 创建集合：

my_set = {
   
   1, 2, 3, 3}  # 自动去重，实际集合为{1, 2, 3}
# 也可以使用set()函数创建
my_set = set([1, 2, 3, 3])

集合常用方法：
- add()：添加一个元素。

my_set = {
   
   1, 2, 3}
my_set.add(4)
print(my_set)  # 输出{1, 2, 3, 4}

 - `remove()`：移除一个元素，如果元素不存在会报错。

my_set = {
   
   1, 2, 3}
my_set.remove(2)
print(my_set)  # 输出{1, 3}

 - `discard()`：移除一个元素，如果元素不存在不会报错。

my_set = {
   
   1, 2, 3}
my_set.discard(4)
print(my_set)  # 输出{1, 2, 3}

 - `union()`：返回两个集合的并集。

set1 = {
   
   1, 2, 3}
set2 = {
   
   3, 4, 5}
result = set1.union(set2)
print(result)  # 输出{1, 2, 3, 4, 5}

 - `intersection()`：返回两个集合的交集。

set1 = {
   
   1, 2, 3}
set2 = {
   
   3, 4, 5}
result = set1.intersection(set2)
print(result)  # 输出{3}

字典（dict）
- 是一种无序的键值对集合，用于存储和查找数据。
- 创建字典：

my_dict = {
   
   'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}

访问字典元素：通过键访问。

my_dict = {
   
   'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}
print(my_dict['name'])  # 输出'John'

修改字典元素：

my_dict = {
   
   'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}
my_dict['age'] = 26
print(my_dict)  # 输出{'name': 'John', 'age': 26, 'city': 'New York'}

字典常用方法：
- keys()：返回字典的所有键。

my_dict = {
   
   'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}
keys = my_dict.keys()
print(keys)  # 输出dict_keys(['name', 'age', 'city'])

 - `values()`：返回字典的所有值。

my_dict = {
   
   'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}
values = my_dict.values()
print(values)  # 输出dict_values(['John', 25, 'New York'])

 - `items()`：返回字典的所有键值对。

my_dict = {
   
   'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}
items = my_dict.items()
print(items)  # 输出dict_items([('name', 'John'), ('age', 25), ('city', 'New York')])

 - `get()`：通过键获取值，如果键不存在返回默认值（默认为 None）。

my_dict = {
   
   'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}
value = my_dict.get('name')
print(value)  # 输出'John'
value = my_dict.get('gender', 'Unknown')
print(value)  # 输出'Unknown'

三、Python 高级特性

（一）函数

定义函数

def add_numbers(a, b):
    return a + b

函数参数
- 位置参数：按顺序传递的参数。

def greet(name, message):
    print(f"{
     
     name}, {
     
     message}")


greet('John', 'Hello!')

默认参数：在定义函数时为参数设置默认值。

def greet(name, message='Hello!'):
    print(f"{
     
     name}, {
     
     message}")


greet('John')
greet('John', 'How are you?')

可变参数（*args）：用于接收任意数量的位置参数，以元组形式传递。

def sum_numbers(*args):
    result = 0
    for num in args:
        result += num
    return result


print(sum_numbers(1, 2, 3))
print(sum_numbers(1, 2, 3, 4, 5))

**关键字参数（kwargs）：用于接收任意数量的关键字参数，以字典形式传递。

def print_info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{
     
     key}: {
     
     value}")


print_info(name='John', age=25, city='New York')

匿名函数（lambda 函数）
- 是一种没有名字的小函数，通常用于简单的表达式。

add = lambda a, b: a + b
print(add(3, 5))

（二）迭代器与生成器

迭代器
- 是一个可以被迭代（遍历）的对象，实现了__iter__()和__next__()方法。
- 创建迭代器：

my_list = [1, 2, 3]
my_iterator = iter(my_list)
print(next(my_iterator))  # 输出1
print(next(my_iterator))  # 输出2
print(next(my_iterator))  # 输出3
# 当没有更多元素时，会抛出StopIteration异常
# print(next(my_iterator))

生成器
- 是一种特殊的迭代器，使用yield关键字来生成值，而不是使用return。
- 生成器函数：

def fibonacci():
    a, b = 0, 1
    while True:
        yield a
        a, b = b, a + b


fib = fibonacci()
print(next(fib))  # 输出0
print(next(fib))  # 输出1
print(next(fib))  # 输出1
print(next(fib))  # 输出2

生成器表达式：

squares = (i ** 2 for i in range(10))
print(next(squares))  # 输出0
print(next(squares))  # 输出1
print(next(squares))  # 输出4

（三）装饰器

定义装饰器
- 是一种特殊的函数，用于修改其他函数的行为，而不修改函数的源代码。

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