第一章 Python语言基础

1.1 Python概述

Python是一种解释型、动态类型的高级编程语言，以简洁语法和强大生态著称。特点包括：

• 跨平台：支持Windows/Linux/macOS

• 易读性：强制缩进规范代码结构

• 扩展性：可通过模块轻松扩展功能

• 应用领域：Web开发、数据分析、人工智能、自动化脚本等

1.2 表达式与运算符

表达式是代码的基本计算单元：

3 + 4 * 2  # 算术表达式（结果为11）
(5 > 3) and (2 == 2)  # 逻辑表达式（结果为True）
"Py" + "thon"  # 字符串表达式（结果为"Python"）

运算符优先级（从高到低）：

1. ** 幂运算

2. * / // %

3. + -

4. > < >= <=

5. == !=

6. not and or

1.3 数据类型

Python是强类型语言，主要数据类型：

类型	示例	特性
int	42	任意大小整数
float	3.14	双精度浮点数
str	"Hello"	不可变文本序列
bool	True/False	逻辑值
list	[1, 2, 3]	可变有序集合
tuple	(1, "a")	不可变有序集合
dict	{"key": "val"}	键值对映射

类型重要性：

1. 决定数据操作合法性

2. 影响内存占用

3. 自动类型转换：1 + 2.5 → float

1.4 变量与赋值

message = "Hello World"  # 字符串赋值
counter = 0              # 整型赋值
pi = 3.1415              # 浮点型赋值

# 多重赋值
x, y = 10, 20
a = b = 100

# 动态类型
var = 42     # 当前类型为int
var = "42"   # 变为str类型

变量命名规则：

• 区分大小写

• 可包含字母/数字/下划线

• 不能以数字开头

• 避免使用关键字（如class/def等）

1.5 错误调试

常见错误类型及处理：

错误类型	示例	解决方法
SyntaxError	print("Hello)	检查引号/括号是否闭合
NameError	print(undeclared_var)	确认变量已声明
TypeError	"1" + 2	检查数据类型是否匹配
IndexError	lst[5] (lst长度3)	验证索引是否在有效范围内

调试技巧：

1. 仔细阅读错误提示的最后一行

2. 使用print()输出中间变量

3. 注释法逐步排查问题代码

4. 使用type()检查变量类型

1.6 函数基础

def calculate_area(width, height=1):
    """计算矩形面积"""
    area = width * height
    return area

# 调用示例
print(calculate_area(5, 3))  # 输出15
print(calculate_area(7))     # 使用默认参数，输出7

函数要点：

• 参数传递：位置参数 → 关键字参数

• 返回值：可用return返回多个值（返回元组）

• 作用域：函数内定义的变量为局部变量

• 文档字符串：使用三引号编写函数说明

1.7 常用内置函数

函数	作用	示例
print()	输出内容	print("Hello", end=' ')
len()	获取容器长度	len([1,2,3]) → 3
type()	查看对象类型	type(10) → <class 'int'>
input()	获取用户输入	name = input("姓名：")
int()/str()	类型转换	int("42") → 42
range()	生成整数序列	list(range(1,5)) → [1,2,3,4]
round()	四舍五入	round(3.1415, 2) → 3.14

组合示例：

# 用户输入转换为数值计算
radius = float(input("请输入半径："))
area = round(3.14159 * radius**2, 2)
print(f"圆面积：{area}")