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Python 基础教程

城主

9月 28, 2021

Python 是一种高级、解释型编程语言,广泛用于 Web 开发、数据分析、人工智能和科学计算。它以其简单性、可读性和灵活性而闻名。

以下是 Python 中的一些基本概念:

:值是可以存储在变量中的数据。Python 有几种内置值类型,如整数(例如 1、42)、浮点数(例如 3.14、2.718)和字符串(例如 ‘hello’、”world”)。

变量:变量是存储值的命名内存位置。在 Python 中,您可以通过将值赋给名称来创建变量,如下所示:x = 42。

运算符:运算符是表示加法、乘法和赋值等计算的特殊符号。例如,使用 + 运算符来将两个值相加,使用 = 运算符来将值赋给变量。

表达式:表达式是值、变量和运算符的组合,表示单个结果值。例如,2 + 3 是一个表达式,表示值 5。

语句:语句是执行操作或计算的代码单元。在 Python 中,语句通常以换行符结尾,但也可以以分号(;)结尾。

函数:函数是执行特定任务的代码块,可能有或没有返回结果。在 Python 中,可以使用 def 关键字定义函数,如下所示:def greet(name):。函数也可以接受参数(在调用函数时传递给函数的值)和返回结果(使用 return 关键字)。

模块:模块是包含 Python 代码的文件,可以导入到其他 Python 代码中。您可以使用 import 关键字导入模块,如下所示:import math。

对象:对象是类的实例,类是创建对象的模板。对象具有成员变量和成员函数,即与对象相关的变量和函数。在 Python 中,可以使用 class 关键字定义类,如下所示:class Dog:。

分支:分支是在程序中执行不同代码的方法。在 Python 中,可以使用 if 语句执行分支,如下所示:

if condition:
# code to execute if condition is True
else:
# code to execute if condition is False

循环:循环是在程序中重复执行代码的方法。在 Python 中,有两种主要类型的循环:for 循环和 while 循环。

# For loop
for item in iterable:
    # code to execute for each item in the iterable

# While loop
while condition:
    # code to execute while condition is True

异常处理:异常处理是在程序中处理错误的方法。在 Python 中,可以使用 try 和 except 语句来处理异常,如下所示:

try:
    # code that may raise an exception
except ExceptionType:
    # code to handle the exception

列表:列表是 Python 中的可变序列数据类型,用于存储多个值。列表中的元素可以是任何类型,并且可以使用索引访问列表中的单个元素。列表可以使用方括号([])表示,并使用逗号分隔元素,如下所示:

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
words = ['apple', 'banana', 'cherry']
mixed = [1, 'apple', 3.14, True]

元组:元组是 Python 中的不可变序列数据类型,用于存储多个值。元组与列表类似,但是一旦创建,就无法修改。元组可以使用圆括号(())表示,并使用逗号分隔元素,如下所示:

numbers = (1, 2, 3, 4, 5)
words = ('apple', 'banana', 'cherry')
mixed = (1, 'apple', 3.14, True)

字典:字典是 Python 中的映射数据类型,用于存储键-值对。字典中的键必须是唯一的,并且可以使用键访问字典中的单个值。字典可以使用花括号({})表示,并使用逗号分隔键-值对,如下所示:

person = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}

集合:集合是 Python 中的无序数据类型,用于存储唯一的值。集合中的元素是不可重复的,并且可以使用集合运算(如并集、交集和差集)来执行集合操作。集合可以使用花括号({})表示,并使用逗号分隔元素,如下所示:

numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
words = {'apple', 'banana', 'cherry'}
mixed = {1, 'apple', 3.14, True}

列表推导式:列表推导式是 Python 中的简单方法,用于创建列表。列表推导式使用一组表达式,按顺序计算每个元素,然后将结果放入新列表中。列表推导式使用方括号([])表示,如下所示:


numbers = [x**2 for x in range(1, 6)]
# numbers is now [1, 4, 9, 16, 25]

words = [word.upper() for word in ['apple', 'banana', 'cherry']

生成器表达式:生成器表达式是 Python 中的简单方法,用于创建生成器。生成器表达式使用一组表达式,按顺序计算每个元素,然后在迭代过程中生成值。生成器表达式使用小括号(())表示,如下所示:

numbers = (x**2 for x in range(1, 6))
# numbers is now a generator that generates the values 1, 4, 9, 16, 25

words = (word.upper() for word in ['apple', 'banana', 'cherry'])
# words is now a generator that generates the values 'APPLE', 'BANANA', 'CHERRY'

lambda 函数:lambda 函数是 Python 中的匿名函数。lambda 函数可以在不创建函数的情况下执行简单的任务。lambda 函数使用关键字 lambda 定义,如下所示:

add = lambda x, y: x + y
# add is now a function that adds two numbers

result = add(3, 4)
# result is now 7

文件:文件是用于存储数据的文本或二进制文件。在 Python 中,可以使用内置的 open 函数打开文件,然后使用方法读取或写入数据。

阅读  python 字典的详细用法

迭代器:迭代器是 Python 中的对象,用于遍历序列。迭代器具有 next 方法,可以在序列中不断调用,以获取序列中的下一个元素。当到达序列末尾时,迭代器会抛出 StopIteration 异常。

装饰器:装饰器是 Python 中的函数,用于包装其他函数,以添加额外的功能。装饰器使用 @ 符号和函数名称标识,如下所示:

@decorator
def function():
    # code to be decorated

枚举:枚举是 Python 中的常量集合,用于存储一组命名的常量。枚举可以使用内置的 Enum 类创建,如下所示:

from enum import Enum

class Color(Enum):
    RED = 1
    GREEN = 2
    BLUE = 3

# Color.RED is now an enumeration with a value of 1
# Color.GREEN is now an enumeration with a value of 2
# Color.BLUE is now an enumeration with a value of 3

上下文管理器:上下文管理器是 Python 中的对象,用于管理与代码块相关的资源。上下文管理器使用 with 语句与代码块关联,如下所示:

with open('file.txt', 'r') as f:
    # code to read from the file

垃圾收集:垃圾收集是 Python 中的自动内存管理机制。垃圾收集器负责回收不再使用的内存,以避免内存泄漏。

:包是 Python 中的目录,用于组织模块。包中的模块可以通过使用相对导入的方式导入到其他 Python 程序中。

正则表达式:正则表达式是 Python 中的模式匹配字符串。正则表达式可以使用内置的 re 模块来创建和使用。

类和对象:类是 Python 中的模板,用于创建对象。对象是类的实例,包含类定义的属性和方法。类和对象是 Python 中的面向对象编程(OOP)的基础。

继承:继承是 Python 中的 OOP 特性,允许创建一个类(子类),并继承另一个类(父类)的属性和方法。子类可以重写或扩展父类的属性和方法。

多态:多态是 Python 中的 OOP 特性,允许在不同的类之间共享相同的方法名称。多态使用方法重写和方法重载实现。

抽象基类:抽象基类是 Python 中的特殊类,不能直接创建对象。抽象基类包含抽象方法,必须在子类中实现。抽象基类使用内置的 abc 模块创建。

类型注解:类型注解是 Python 中的语法,用于声明变量、函数参数和返回值的数据类型。类型注解使用冒号(:)和类型名称标识,如下所示:

def greeting(name: str) -> str:
    return 'Hello, ' + name

单元测试:单元测试是 Python 中的测试程序功能的方法。单元测试使用内置的 unittest 模块创建和使用。

阅读  Python 类和对象的使用详解

文档字符串:文档字符串是 Python 中的注释,用于解释代码的功能。文档字符串使用三个引号(”’ 或 “””)标识,如下所示:

def greeting(name: str) -> str:
    '''Returns a greeting for the specified name.'''
    return 'Hello, ' + name

标准库:标准库是 Python 中的内置模块集合,用于实现常见任务。标准库包括数学、字符串处理、文件 I/O 等功能。

虚拟环境:虚拟环境是 Python 中的隔离的 Python 环境,用于分开不同项目的依赖关系。虚拟环境使用内置的 venv 模块创建和使用。

包管理器:包管理器是 Python 中的工具,用于安装、卸载和管理 Python 包。常用的包管理器包括 pip 和 conda。

解释器:解释器是 Python 中的程序,用于执行 Python 代码。Python 有多种解释器可供使用,包括 CPython、IronPython 和 PyPy。

第三方库:第三方库是 Python 中的额外的模块集合,由第三方开发者提供。第三方库可以使用包管理器安装。

命令行参数:命令行参数是 Python 中的传递给程序的参数,用于控制程序的行为。命令行参数可以使用内置的 sys 模块访问。

环境变量:环境变量是 Python 中的全局变量,用于存储系统信息或程序配置。环境变量可以使用内置的 os 模块访问。

调试器:调试器是 Python 中的工具,用于跟踪程序的执行并找出错误。Python 内置了调试器,可以使用 pdb 模块访问。

集成开发环境(IDE):集成开发环境是 Python 中的编写、调试和测试代码的软件。常用的 Python IDE 包括 PyCharm、Eclipse 和 Visual Studio Code。

断言:断言是 Python 中的测试程序功能的方法。断言使用内置的 assert 语句实现。

日志记录:日志记录是 Python 中的记录程序运行信息的方法。日志记录使用内置的 logging 模块实现。

单元测试框架:单元测试框架是 Python 中的测试程序功能的工具。常用的单元测试框架包括 PyTest 和 nose。

补丁:补丁是 Python 中的修改现有代码的小更改。补丁可以使用内置的 difflib 模块创建和应用。

集成测试:集成测试是 Python 中的测试程序功能的方法。集成测试使用内置的 unittest 模块创建和使用。

代码覆盖:代码覆盖是 Python 中的测试程序功能的方法。代码覆盖使用内置的 coverage 模块创建和使用。

性能分析:性能分析是 Python 中的测量程序运行时间和内存使用情况的方法。性能分析使用内置的 timeit 和 memory_profiler 模块进行。

文档生成:文档生成是 Python 中的生成代码文档的方法。常用的文档生成工具包括 Sphinx 和 Pydoc。

静态代码分析:静态代码分析是 Python 中的检测代码错误和缺陷的方法。常用的静态代码分析工具包括 PyLint 和 PyChecker。

构建系统:构建系统是 Python 中的自动化代码构建的工具。常用的构建系统包括 Make 和 SCons。 版本控制:版本控制是 Python 中的跟踪文件更改的方法。常用的版本控制系统包括 Git 和 Subversion。

发布流程:发布流程是 Python 中的发布程序的方法。常用的发布流程包括打包、测试、部署和维护。

项目管理:项目管理是 Python 中的组织和跟踪项目的方法。常用的项目管理工具包括 JIRA 和 Trello。

云服务:云服务是 Python 中的在云端运行程序的方法。常用的云服务提供商包括 Amazon Web Services、Microsoft Azure 和 Google Cloud Platform。

多线程编程:多线程编程是 Python 中的使用多个线程并发执行任务的方法。Python 有多种实现多线程的方法,包括使用内置的 threading 模块和使用第三方库如 concurrent.futures。

多进程编程:多进程编程是 Python 中的使用多个进程并发执行任务的方法。Python 有多种实现多进程的方法,包括使用内置的 multiprocessing 模块和使用第三方库如 concurrent.futures。

并发编程:并发编程是 Python 中的编写能够同时执行多个任务的程序的方法。并发编程可以使用多线程和多进程实现,也可以使用内置的 asyncio 模块和第三方库如 trio 和 curio 实现。

阅读  Python 网络爬虫

远程过程调用(RPC):远程过程调用是 Python 中的在不同程序之间进行通信的方法。Python 有多种实现远程过程调用的方法,包括使用内置的 xmlrpc 和 jsonrpc 模块以及第三方库如 zerorpc 和 grpc。

软件包:软件包是 Python 中的代码的组织方式。软件包是一组相关模块的集合,可以使用内置的 import 语句导入。

项目:项目是 Python 中的代码的组织方式。项目是一组软件包的集合,可以使用工具如 pip 和 conda 安装和管理。

调试:调试是 Python 中的检测和修复程序错误的方法。Python 提供了多种调试工具,包括内置的 pdb 和第三方库如 pudb 和 ipdb。

性能优化:性能优化是 Python 中的提升程序运行效率的方法。Python 有多种性能优化方法,包括使用高效的算法和数据结构、使用优化工具如 cython 和 numba 以及使用优化策略如缓存和预热。

可视化:可视化是 Python 中的通过图表和图形展示数据的方法。Python 有多种可视化工具,包括内置的 matplotlib 和第三方库如 seaborn 和 plotly。

网络编程:网络编程是 Python 中的通过网络连接两台计算机的方法。Python 有多种网络编程工具,包括内置的 socket 和第三方库如 twisted 和 asyncio。

数据结构:数据结构是 Python 中的存储和组织数据的方法。Python 有多种内置的数据结构,包括列表、元组、字典和集合。

算法:算法是 Python 中的解决特定问题的步骤的集合。Python 中有许多内置的算法,包括排序、搜索、哈希和图论算法。

模板引擎:模板引擎是 Python 中的生成动态内容的工具。Python 中有多种模板引擎。

操作系统:操作系统是计算机系统的基本软件,负责管理计算机的硬件和软件资源,提供用户界面和系统服务。常见的操作系统包括 Windows、MacOS 和 Linux。

网络协议:网络协议是计算机网络中通信的规则。常见的网络协议包括 TCP/IP、HTTP 和 FTP。

数据库:数据库是计算机系统中的一种数据存储方式,负责组织和管理大量的结构化数据。常见的数据库包括 MySQL、PostgreSQL 和 SQLite。

Web 开发:Web 开发是 Python 中的创建和维护网站的方法。Python 有多种用于 Web 开发的库,包括内置的 http.server 和第三方库如 django 和 flask。

科学计算:科学计算是 Python 中的使用计算机进行数学和科学研究的方法。Python 有多种用于科学计算的库,包括内置的 math 和 cmath 模块和第三方库如 numpy 和 scipy。

人工智能:人工智能是 Python 中的使用计算机进行模拟人类智能的方法。Python 有多种用于人工智能的库,包括内置的 math 和 cmath 模块和第三方库如 tensorflow 和 pytorch。

图形用户界面(GUI):图形用户界面是 Python 中的使用图形元素进行交互的方法。Python 有多种用于创建 GUI 程序的库,包括内置的 tkinter 和第三方库如 pyqt 和 wxpython。

数据分析:数据分析是 Python 中的使用计算机进行数据挖掘、清洗、可视化和建模的方法。Python 有多种用于数据分析的库,包括内置的 csv 模块和第三方库如 pandas 和 statsmodels。

计算机视觉:计算机视觉是 Python 中的使用计算机进行图像处理和识别的方法。Python 有多种用于计算机视觉的库,包括内置的 pillow 和第三方库如 opencv 和 scikit-image。

自然语言处理(NLP):自然语言处理是 Python 中的使用计算机进行语音识别、文本分析和机器翻译的方法。Python 有多种用于自然语言处理的库,包括内置的 re 模块和第三方库如 nltk 和 spacy。

机器学习:机器学习是 Python 中的使用计算机进行自动化学习和预测的方法。Python 有多种用于机器学习的库,包括内置的 math 和 cmath 模块和第三方库如 scikit-learn 和 tensorflow。

网络爬虫:网络爬虫是 Python 中的使用计算机自动抓取网站数据的方法。Python 有多种用于网络爬虫的库,包括内置的 urllib 和第三方库如 scrapy 和 beautifulsoup4。

协程:协程是 Python 中的使用更少的资源实现并发执行的方法。Python 使用第三方库如 asyncio 和 trio 支持协程。

这些是 Python 中的一些基本概念。学习 Python 编程还包括学习如何使用这些概念来编写有用的程序。