Python基础语法全解析：从入门到实践

news2025/3/19 13:36:42

Python作为一门简洁高效、功能强大的编程语言，凭借其易读性和丰富的生态系统，已成为编程领域的“明星语言”。本文将系统讲解Python的核心语法，涵盖变量、数据类型、控制结构、函数、模块等核心概念，帮助读者快速掌握编程基础。

一、Python语言特性

Python的设计哲学强调代码可读性与简洁性，其核心特点包括：

动态类型：变量无需显式声明类型，解释器自动推断。
强缩进规则：通过缩进（通常为4个空格）定义代码块，替代传统的大括号。
丰富的内置数据结构：列表、字典等容器类型简化复杂操作。
跨平台兼容性：支持Windows、Linux、macOS等多系统运行。

二、变量与数据类型

1. 变量定义

Python变量直接通过赋值创建，无需类型声明：

name = "Alice"    # 字符串
age = 25          # 整数
height = 1.75     # 浮点数
is_student = True # 布尔值

2. 数据类型

基本类型：
- 整型（int）：100, -5
- 浮点型（float）：3.14, -0.001
- 字符串（str）："Hello"（可用单引号或双引号）
- 布尔型（bool）：True或False
容器类型：
- 列表（list）：可变的元素序列，如numbers = [1, 2, 3]
- 元组（tuple）：不可变序列，如colors = ("red", "green")
- 字典（dict）：键值对集合，如person = {"name": "Bob", "age": 30}
- 集合（set）：无序不重复元素，如unique_nums = {1, 2, 3}

3. 类型转换

使用内置函数实现类型转换：

num_str = "123"
num_int = int(num_str)    # 字符串转整数
num_float = float("3.14") # 字符串转浮点数
list_from_str = list("abc") # ['a', 'b', 'c']

三、运算符与表达式

1. 算术运算符

print(10 + 3)   # 加法 → 13
print(10 ** 2)  # 幂运算 → 100
print(10 // 3)  # 整除 → 3

2. 比较运算符

print(5 > 3)    # True
print("apple" == "Apple")  # False（区分大小写）

3. 逻辑运算符

if age >= 18 and is_student:
    print("成年学生")

4. 成员运算符

fruits = ["apple", "banana"]
print("apple" in fruits)  # True

四、流程控制

1. 条件语句（if-elif-else）

score = 85
if score >= 90:
    print("优秀")
elif score >= 60:
    print("及格")
else:
    print("不及格")

2. 循环结构

for循环遍历序列：

for i in range(5):  # 输出0-4
    print(i)

while循环条件控制：

count = 0
while count < 3:
    print(f"第{count+1}次循环")
    count += 1

3. 循环控制

break：跳出整个循环
continue：跳过当前迭代

for num in [1, 2, 3, 4]:
    if num % 2 == 0:
        continue
    print(num)  # 输出1, 3

五、函数与模块

1. 函数定义

def greet(name):
    """返回问候语（文档字符串）"""
    return f"Hello, {name}!"

print(greet("Alice"))  # Hello, Alice!

2. 参数传递

位置参数：def add(a, b): return a + b
关键字参数：add(b=3, a=2)
默认参数：def power(x, n=2): return x ** n

3. 模块导入

导入整个模块：import math
导入特定函数：from random import randint
别名设置：import numpy as np

六、异常处理

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")
except Exception as e:
    print(f"未知错误: {e}")
finally:
    print("执行清理操作")

七、文件操作

1. 文件读写

with open("data.txt", "w") as f:
    f.write("Hello, Python!")

with open("data.txt", "r") as f:
    content = f.read()
    print(content)

2. 文件模式

r：只读
w：写入（覆盖）
a：追加写入
b：二进制模式

八、面向对象编程

1. 类与对象

class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    def bark(self):
        print(f"{self.name}在汪汪叫！")

my_dog = Dog("Buddy")
my_dog.bark()  # Buddy在汪汪叫！

2. 继承与多态

class Bulldog(Dog):
    def bark(self):
        print(f"{self.name}发出低沉的叫声！")

九、高级特性

1. 列表推导式

squares = [x**2 for x in range(10)]  # [0,1,4,...,81]

2. 生成器

even_gen = (x for x in range(100) if x%2 ==0)

3. 装饰器

def log_time(func):
    def wrapper(*args):
        start = time.time()
        result = func(*args)
        print(f"耗时：{time.time()-start}秒")
        return result
    return wrapper

@log_time
def long_task():
    time.sleep(2)