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一、为什么选择 Python
在编程的广阔天地里,Python 就像一颗璀璨的明星,散发着独特的魅力,吸引着无数开发者投身其中 。在 TIOBE 编程语言排行榜中,Python 长期稳居前列,在 2025 年 2 月更是稳坐榜首,其受欢迎程度可见一斑。它能在众多编程语言中脱颖而出,主要源于以下几个显著优势:
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简洁优雅的语法:Python 以其简洁而优雅的语法闻名,采用清晰、易读的代码风格,使得代码编写和阅读都变得简单直观。它使用缩进来表示代码块的层次结构,而非大括号或关键字界定,这使得代码风格统一,可读性极高。比如,实现一个简单的判断语句:
x = 10
if x > 5:
print("x大于5")
else:
print("x小于等于5")
这段代码逻辑清晰,一目了然,就像在阅读自然语言一样,大大降低了编程的门槛,让开发者能够更专注于解决实际问题。
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广泛的应用领域:Python 是名副其实的 “多面手”,应用领域极为广泛。在 Web 开发领域,Django 和 Flask 等强大的框架,让开发者可以高效地构建功能丰富的网站和 Web 应用;网络爬虫方面,借助 Python 丰富的库,如 requests、Scrapy 等,能够轻松从网页中提取所需数据,为数据分析和信息收集提供支持;在数据科学与人工智能领域,Python 更是成为了主流语言,NumPy、Pandas、Matplotlib 等库为数据分析和可视化提供了强大工具,而 TensorFlow、PyTorch 等深度学习框架则让开发者能够构建和训练复杂的神经网络模型,实现图像识别、自然语言处理等前沿应用。
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丰富的库和框架:Python 拥有庞大的标准库和丰富的第三方库,涵盖了从基础数据处理到高级机器学习等各个方面。这些库就像是一个个功能强大的工具箱,为开发者提供了大量的预编写代码和工具,大大节省了开发时间和精力。无论是处理文件、操作数据库,还是进行复杂的科学计算和数据分析,都能找到相应的库来实现。例如,在数据分析中,使用 Pandas 库可以轻松地读取、清洗和处理数据,使用 Matplotlib 库可以快速生成各种精美的数据可视化图表;在机器学习领域,Scikit-learn 库提供了丰富的机器学习算法和工具,让开发者能够快速搭建和训练模型。
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强大的社区支持:Python 拥有一个庞大且活跃的社区,社区成员来自世界各地,涵盖了从初学者到资深专家的各个层次。在这个社区中,大家积极分享自己的经验、代码和知识,共同解决遇到的问题。当你在编程过程中遇到困难时,只需在搜索引擎中输入问题,往往就能在社区论坛、技术博客等地方找到详细的解答和相关的代码示例。此外,社区还会定期举办各种线上线下的活动,如技术交流会议、编程竞赛等,为开发者提供了良好的学习和交流平台,促进了技术的不断发展和创新。
二、基础语法入门
2.1 变量与数据类型
在 Python 中,变量是存储数据的容器,它不需要事先声明类型,Python 会根据赋值自动推断变量的类型 。常见的数据类型有:
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数值类型:包含整型(int)、浮点型(float)和复数型(complex)。例如,age = 25 定义了一个整型变量 age;pi = 3.14 定义了一个浮点型变量 pi;z = 1 + 2j 则定义了一个复数型变量 z。
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字符串类型(str):用于表示文本,由一系列字符组成,可以使用单引号、双引号或三引号括起来。如 name = "Alice" 或 message = 'Hello, World!',三引号常用于定义多行字符串,例如:
poem = """
静夜思
床前明月光,
疑是地上霜。
举头望明月,
低头思故乡。
"""
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列表类型(list):是一种有序且可变的集合,可以包含不同类型的元素,使用方括号 [] 表示。比如 fruits = ['apple', 'banana', 'cherry'],我们可以通过索引访问列表中的元素,fruits[0] 会返回 'apple',还能使用 append() 方法添加元素,fruits.append('date') 后,fruits 变为 ['apple', 'banana', 'cherry', 'date']。
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元组类型(tuple):也是有序的集合,但它是不可变的,一旦创建就不能修改其内容,使用圆括号 () 表示。例如 coordinates = (10, 20),如果尝试 coordinates[0] = 15 会引发错误。
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集合类型(set):是无序且不重复的集合,使用大括号 {} 或 set() 函数来创建。如 s = {1, 2, 3, 3},集合会自动去除重复元素,最终 s 为 {1, 2, 3}。
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字典类型(dict):由键值对组成的无序集合,使用大括号 {} 表示,每个键值对之间用冒号:隔开。比如 person = {'name': 'Bob', 'age': 30, 'city': 'Shanghai'},可以通过键来访问对应的值,person['name'] 返回 'Bob' 。
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布尔类型(bool):只有两个值 True 和 False,常用于条件判断和逻辑运算。例如 is_student = True 。
2.2 运算符与表达式
Python 提供了丰富的运算符,用于对数据进行各种操作,主要包括:
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算术运算符:进行基本的数学运算,如 +(加)、-(减)、*(乘)、/(除)、//(整除)、%(取余)、**(幂运算)。例如,5 + 3 结果为 8;10 / 3 结果为 3.3333333333333335;10 // 3 结果为 3;10 % 3 结果为 1;2 ** 3 结果为 8 。
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比较运算符:用于比较两个值的大小或是否相等,返回布尔值,包括 ==(等于)、!=(不等于)、>(大于)、<(小于)、>=(大于等于)、<=(小于等于)。比如 5 > 3 返回 True;'apple' == 'banana' 返回 False 。
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逻辑运算符:用于连接多个逻辑表达式,包括 and(与)、or(或)、not(非)。(5 > 3) and (2 < 4) 返回 True,因为两个条件都为真;(5 > 3) or (2 > 4) 也返回 True,只要其中一个条件为真即可;not (5 > 3) 返回 False 。
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赋值运算符:用于给变量赋值,基本的赋值运算符是 =,还有一些复合赋值运算符,如 +=、-=、*=、/= 等。例如 x = 5,x += 3 相当于 x = x + 3,执行后 x 的值变为 8 。
通过运算符可以构建各种表达式,表达式是由运算符和操作数组成的计算式,例如 (2 + 3) * 4 就