Python 基础语法与控制流程学习笔记

Python 基础语法与控制流程学习笔记

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一、基础语法

1.1 前言

Python 作为一门广受欢迎的编程语言，以其简洁易读的语法和强大的生态，在数据分析、Web 开发、人工智能等众多领域都有广泛应用。下面我们从基础开始，逐步探索 Python 的世界。

1.1.1 Python 简介

Python 由 Guido van Rossum 于 1989 年创立，1991 年正式发布。它支持多种编程范式，拥有丰富的标准库和第三方库，能让开发者高效地实现各种功能，大大降低了编程的门槛。

1.1.2 Python 环境搭建

• 可以从 Python 官方网站（python.org）下载对应操作系统的安装包，按照引导完成安装。安装完成后，在命令行输入 python --version 可查看版本，验证安装成功。
• 也可使用集成开发环境（IDE），如 PyCharm、VS Code 等，这些工具能提供代码高亮、自动补全、调试等便捷功能，提升编码体验。

1.1.3 第一个 Python 程序

打开文本编辑器或 IDE，输入以下代码：

print("Hello, Python!")

将文件保存为 hello.py，在命令行中运行 python hello.py，控制台会输出 “Hello, Python!”，这就是我们的第一个 Python 程序。

1.2 注释

注释是对代码的解释说明，不会被执行。Python 有单行注释和多行注释：

• 单行注释以 # 开头，例如：

  # 这是单行注释
  

• 多行注释用三个单引号 ''' 或三个双引号 """ 包裹，例如：

  '''
  这是
  多行注释
  '''
  

1.3 变量、标识符

1.3.1 变量

变量用于存储数据，Python 无需提前声明变量类型，直接赋值即可，类型会自动推断。例如：

name = "Tom"
age = 20

这里 name 是字符串类型，age 是整数类型。

1.3.2 标识符和命名规范

标识符是变量、函数、类等的名称，可由字母、数字、下划线组成，不能以数字开头，且区分大小写。命名规范：

• 变量、函数名用小写字母和下划线（蛇形命名法），如 student_score。
• 类名用首字母大写的驼峰命名法，如 StudentInfo。

1.4 数据类型

Python 主要有以下基本数据类型：

• 整数（int）：如 10、-5。
• 浮点数（float）：如 3.14、-2.5。
• 字符串（str）：用单引号或双引号包裹，如 "Python"、'Learning'。
• 布尔值（bool）：只有 True 和 False 两个值。
• 列表（list）：有序且可修改的集合，如 [1, 2, "apple"]。
• 元组（tuple）：有序但不可修改的集合，如 (1, 2, 3)。
• 字典（dict）：无序的键值对集合，如 {"name": "Tom", "age": 20}。

1.5 输出和输入

1.5.1 程序的输出

使用 print() 函数输出内容到控制台，可输出单个或多个值，多个值用逗号分隔，例如：

print("Name:", "Tom", "Age:", 20)

1.5.2 程序的输入

input() 函数用于获取用户输入，输入内容为字符串类型，例如：

name = input("请输入你的名字：")
print("你好，" + name)

1.5.3 输出和输入练习

编写程序，获取用户姓名和年龄，输出“[姓名]今年[年龄]岁”。代码如下：

name = input("请输入姓名：")
age = input("请输入年龄：")
print(f"{name}今年{age}岁")

1.6 运算符

Python 支持多种运算符：

• 算术运算符：+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、//（整除）、%（取余）、**（幂）。
• 比较运算符：==（等于）、!=（不等于）、>（大于）、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）。
• 逻辑运算符：and（与）、or（或）、not（非）。
• 赋值运算符：=、+=、-= 等。
• 成员运算符：in（在……内）、not in（不在……内）。
• 身份运算符：is（判断是否为同一对象）、is not（判断是否不为同一对象）。

二、控制流程

2.1 分支

分支结构根据条件执行不同代码块。

2.1.1 if 语句

if 语句判断条件，条件为真则执行代码块，语法：

if 条件:代码块

示例：

age = 18
if age >= 18:print("成年")

2.1.2 if - else 语句

if 条件不成立时，执行 else 代码块，语法：

if 条件:代码块1
else:代码块2

示例：

age = 16
if age >= 18:print("成年")
else:print("未成年")

2.1.3 if - elif - else 语句

多条件判断时使用，语法：

if 条件1:代码块1
elif 条件2:代码块2
...
else:代码块n

示例：

score = 85
if score >= 90:print("优秀")
elif score >= 80:print("良好")
elif score >= 60:print("及格")
else:print("不及格")

2.1.4 判断案例：猜拳游戏

用户输入拳头（0）、剪刀（1）、布（2），与电脑随机出拳比较胜负。代码：

import randomuser_choice = int(input("请出拳（0：拳头，1：剪刀，2：布）："))
computer_choice = random.randint(0, 2)if user_choice == computer_choice:print("平局")
elif (user_choice == 0 and computer_choice == 1) or (user_choice == 1 and computer_choice == 2) or (user_choice == 2 and computer_choice == 0):print("你赢了")
else:print("电脑赢了")

2.2 循环

循环结构重复执行代码块。

2.2.1 while 循环

2.2.1.1 while 循环语法

条件为真时重复执行代码块，语法：

while 条件:代码块

示例，计算 1 到 5 的和：

sum = 0
i = 1
while i <= 5:sum += ii += 1
print(sum)

2.2.1.2 死循环

while 条件始终为真时形成死循环，示例：

while True:print("死循环")

实际开发中需避免，可结合 break 退出。

2.2.2 for 循环

2.2.2.1 for 循环语法

用于遍历可迭代对象（如列表、元组、字符串等），语法：

for 变量 in 可迭代对象:代码块

示例，遍历列表：

fruits = ["apple", "banana", "orange"]
for fruit in fruits:print(fruit)

2.2.2.2 for 循环控制循环次数

用 range() 函数控制次数，range(start, stop, step) 生成 start 到 stop - 1、步长为 step 的整数序列。示例，循环 5 次：

for i in range(5):print(i)

2.2.3 循环的跳转

2.2.3.1 break

break 立即退出当前循环，示例：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
for num in numbers:if num == 3:breakprint(num)

输出 1、2，遇到 3 时退出循环。

2.2.3.2 continue

continue 跳过当前循环剩余部分，进入下一次循环，示例：

for i in range(1, 6):if i % 2 == 0:continueprint(i)

输出 1、3、5，跳过偶数。

2.2.4 循环中的 else

for 或 while 循环正常结束（未被 break 终止）时，执行 else 代码块，示例：

for i in range(3):print(i)
else:print("循环正常结束")

循环执行 3 次后，输出“循环正常结束”。若循环被 break 终止，else 不执行。

2.2.5 循环案例

2.2.5.1 水仙花数

水仙花数是三位数，各位数字的立方和等于该数本身（如 (1^3 + 5^3 + 3^3 = 153)）。找出所有水仙花数的代码：

for num in range(100, 1000):hundreds = num // 100tens = (num // 10) % 10units = num % 10if hundreds ** 3 + tens ** 3 + units ** 3 == num:print(num)