Python从零到一：基础语法趣味入门指南

在当前 AI 大环境下Python 语言在编程语言中的比重大幅增长学习 Python 语言已经成为做 AI 应用开发的重要前置条件。学习 Python 语言就从此刻开始随我来一起学习了解一下它吧。本文从 Python 语言的基础语法使用开始介绍逐步扩展帮助你快速掌握这门语言。1.1.1 变量与基本数据类型给数据起个“外号”想象一下你刚认识一个新朋友你总不能一直叫他“喂”吧变量就是给数据起的“外号”方便我们随时召唤它。# 变量赋值就像贴标签 name Python小王子 # 字符串用引号包裹 age 18 # 整数 height 1.75 # 浮点数带小数点的数 is_cool True # 布尔值只有 True 或 False print(f大家好我是{name}今年{age}岁身高{height}米。) print(f我酷吗答案是{is_cool})小贴士Python 是动态类型语言变量类型不用提前声明它会根据你赋的值自动判断。是不是很“善解人意”1.1.2 控制流让程序学会“做选择”和“重复劳动”程序不能像木头一样呆着得会根据情况做决定还能不厌其烦地重复干活。# if-elif-else人生选择题 score 85 if score 90: print(优秀奖励一顿火锅) elif score 60: print(及格了奖励一杯奶茶。) else: print(下次努力奖励一本习题册。) for 循环重复的快乐 print(\n--- 数鸭子 ---) for i in range(1, 6): # range(1, 6) 生成 1,2,3,4,5 print(f第{i}只鸭子嘎嘎嘎) while 循环不达目的不罢休 print(\n--- 倒计时 ---) countdown 3 while countdown 0: print(f{countdown}...) countdown - 1 # 等价于 countdown countdown - 1 print(发射)1.1.3 函数把你的代码打包成“魔法咒语”重复写一样的代码太累了函数就像你自定义的“魔法咒语”念一次调用一次就能执行一系列操作。# 定义一个打招呼的函数 def greet(name, time_of_day早上): 向某人问好这是一个文档字符串说明函数干嘛的 return f{time_of_day}好{name}今天也要元气满满哦 使用调用函数 message1 greet(小明) print(message1) # 输出早上好小明今天也要元气满满哦 message2 greet(小红, 下午) print(message2) # 输出下午好小红今天也要元气满满哦 函数也可以没有返回值默认返回 None def make_noise(animal): if animal 狗: print(汪汪) elif animal 猫: print(喵~) else: print(未知生物) make_noise(猫) # 输出喵~1.1.4 类与面向对象创造你自己的“小世界”类Class是创建对象的蓝图。对象Object是类的具体实例。面向对象编程OOP让我们用“事物”的思维来组织代码。# 定义一个“学生”类 class Student: # __init__ 是构造方法创建对象时自动调用 def __init__(self, name, major): self.name name # self 代表实例本身 self.major major self.energy 100 # 初始能量值 # 方法类里面的函数 def study(self, hours): cost hours * 10 if self.energy gt; cost: self.energy - cost print(f{self.name}学习了{hours}小时消耗{cost}点能量剩余{self.energy}点。) else: print(f{self.name}能量不足需要休息) def rest(self): self.energy min(100, self.energy 30) print(f{self.name}休息了一下能量恢复至{self.energy}点。) 创建类的实例对象 stu1 Student(张三, 计算机科学) stu2 Student(李四, 人工智能) 调用对象的方法 stu1.study(2) # 输出张三学习了2小时消耗20点能量剩余80点。 stu2.rest() # 输出李四休息了一下能量恢复至100点。1.1.5 数据结构与推导式高效处理数据的“瑞士军刀”Python 提供了几种强大的内置数据结构以及一种简洁的创建方式——推导式。# 列表List有序的可变集合像购物车 shopping_cart [苹果, 香蕉, 牛奶] shopping_cart.append(面包) # 添加元素 print(f购物车{shopping_cart}) 字典Dict键值对集合像通讯录 contact {张三: 13800138000, 李四: 13900139000} print(f李四的电话是{contact[李四]}) 集合Set无序的唯一元素集合像数学里的集合 my_set {1, 2, 2, 3, 3} # 重复元素自动去重 print(f集合内容{my_set}) # 输出{1, 2, 3} 元组Tuple有序的不可变集合像固定套餐 fixed_menu (汉堡, 薯条, 可乐) fixed_menu[0] 鸡翅 # 这行会报错元组不可修改 列表推导式一行代码生成新列表优雅 numbers [1, 2, 3, 4, 5] squared [x ** 2 for x in numbers] # 计算每个数的平方 print(f平方数列表{squared}) # 输出[1, 4, 9, 16, 25] 字典推导式一行代码生成新字典 name_list [Alice, Bob, Charlie] name_length {name: len(name) for name in name_list} print(f名字长度字典{name_length}) # 输出{Alice: 5, Bob: 3, Charlie: 7}1.1.6 装饰器Decorator给函数穿“皮肤”或加“Buff”装饰器本质上是一个函数它接收一个函数作为参数并返回一个新的函数。可以在不修改原函数代码的情况下为函数增加新功能。# 定义一个简单的装饰器给函数执行计时 import time def timer_decorator(func): 装饰器打印函数运行时间 def wrapper(*args, **kwargs): # *args 和 **kwargs 可以接收任意参数 start_time time.time() result func(*args, **kwargs) # 执行原函数 end_time time.time() print(f函数 {func.name} 运行耗时{end_time - start_time:.4f} 秒) return result return wrapper 使用装饰器语法糖 timer_decorator def slow_function(): 一个假装很慢的函数 time.sleep(1) # 休眠1秒 print(任务完成) 调用被装饰的函数 slow_function() 输出 任务完成 函数 slow_function 运行耗时1.0012 秒 另一个例子权限检查装饰器 def require_login(func): def wrapper(user): if user.get(is_login): return func(user) else: return 请先登录 return wrapper require_login def view_profile(user): return f欢迎回来{user[name]} user1 {name: 小明, is_login: True} user2 {name: 小红, is_login: False} print(view_profile(user1)) # 输出欢迎回来小明 print(view_profile(user2)) # 输出请先登录1.1.7 上下文管理器with 语句帮你自动“打扫战场”打开文件、连接数据库后总得记得关闭它们不然会资源泄露。with语句和上下文管理器能帮你自动处理这些“收尾”工作。# 最经典的例子文件操作 # 不用 with 的写法容易忘记关闭文件 file open(test.txt, w) try: file.write(Hello, World!) finally: file.close() # 必须手动关闭 使用 with 语句的写法推荐 with open(test.txt, w) as file: file.write(Hello, World!) 退出 with 代码块后文件会自动关闭即使发生异常也会关 自定义一个简单的上下文管理器 class SimpleTimer: 一个计时上下文管理器 def enter(self): self.start time.time() print(计时开始...) return self # as 后面的变量会接收这个返回值 def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb): self.end time.time() print(f计时结束总共耗时{self.end - self.start:.2f} 秒) 使用自定义的上下文管理器 print(\n--- 使用自定义上下文管理器 ---) with SimpleTimer() as timer: time.sleep(0.5) # 模拟一个耗时操作 print(正在执行一些操作...) 输出 计时开始... 正在执行一些操作... 计时结束总共耗时0.50 秒1.1.8 类型注解Type Hints基础给代码加上“说明书”Python 是动态类型但我们可以用类型注解Type Hints来注明变量、函数参数和返回值的期望类型。这不会影响程序运行但能让代码更清晰方便 IDE 提示和静态检查工具如 mypy发现潜在错误。# 给变量加上类型注解Python 3.6 name: str Python age: int 10 height: float 1.75 is_fun: bool True 给函数加上类型注解 def greet_person(name: str, age: int) - str: 向一个人问好并返回问候语 return f你好{name}听说你{age}岁了。 调用带类型注解的函数 message greet_person(小王, 20) print(message) # 输出你好小王听说你20岁了。 更复杂的类型注解需要从 typing 模块导入 from typing import List, Dict, Optional, Union def process_data( numbers: List[int], # 一个整数列表 config: Dict[str, Union[int, str]], # 字典键是字符串值是整数或字符串 threshold: Optional[float] None # 可选的浮点数默认为 None ) - bool: 处理数据返回是否成功 if threshold is None: threshold 0.5 avg sum(numbers) / len(numbers) return avg threshold 使用 result process_data([1, 2, 3], {mode: fast, retry: 3}, 1.0) print(f处理结果{result}) 类型注解只是“提示”不会强制检查下面代码能运行但类型不对 wrong greet_person(123, 二十) # 参数类型不对但能运行mypy 会警告结语恭喜你一口气看完了 Python 基础语法的八大核心板块。从给数据起外号变量到让程序做选择控制流再到创造自己的小世界类最后还给代码加上了“说明书”类型注解。记住编程就像学做饭光看菜谱教程是不够的一定要动手“炒”几次。打开你的代码编辑器把上面的例子都敲一遍再试着改改参数看看会发生什么。遇到报错别怕那是 Python 在教你呢接下来你可以尝试用这些基础知识去写一个小项目比如一个简单的待办事项列表或者一个猜数字的小游戏。实践出真知祝你编程愉快