python语法基础

第1章 Python简介

Python是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言。由Guido van Rossum于1989年底发明，第一个公开发行版发行于1991年。

Python的特点

• 简单易学：语法清晰，接近自然语言，适合初学者。
• 免费开源：可以自由使用、修改和分发。
• 可移植性：几乎可以在所有操作系统上运行。
• 丰富的库：拥有大量标准库和第三方库（如turtle、random、numpy等）。
• 解释型语言：代码逐行执行，便于调试。

应用领域

• Web开发（Django、Flask）
• 数据分析与人工智能（Pandas、TensorFlow）
• 自动化脚本
• 科学计算
• 游戏开发
• 网络爬虫

安装与环境

建议安装Python 3.6以上版本，并配置好环境变量。可以使用IDLE、PyCharm、VS Code等编辑器编写代码。

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第2章 输出语句

print()函数用于在屏幕上输出信息。

基本用法

print("hello")

• print 是函数名（Python 3中必须加括号）。
• 双引号中的内容称为字符串，会原封不动输出。
• 也可以用单引号：print('hello')

输出多个内容

print("你好", "世界", 2024)
# 输出：你好 世界 2024

默认用空格分隔，可通过sep参数修改分隔符：

print("a", "b", "c", sep="-")  # 输出 a-b-c

输出后不换行

print("hello", end="")
print("world")  # 输出 helloworld

end参数指定结尾字符，默认为换行符\n。

练习

1. 输出你的姓名和年龄。
2. 输出一首诗，每句占一行。

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第3章 变量

3.1 定义

变量是存储数据的一个“盒子”，有一个名字，可以存放不同类型的数据（数字、字符串、布尔值等）。Python中变量不需要提前声明类型，直接赋值即可。

3.2 赋值

使用等号=给变量赋值。

a = 0       # 整数
b = 3.14    # 浮点数
c = "你好"  # 字符串
d = True    # 布尔值

变量可以重新赋值，改变其值：

a = 2
print(a)    # 输出 2

命名规则：

• 只能包含字母、数字、下划线，且不能以数字开头。
• 区分大小写（age和Age不同）。
• 不要使用Python关键字（如print、if、while等）。
• 建议使用有意义的名称，例如student_name而非sn。

多个变量同时赋值

x, y, z = 1, 2, 3
a = b = c = 10

练习

1. 定义变量price = 25.5，quantity = 3，计算总价并输出。
2. 交换两个变量x = 5，y = 10的值。

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第4章 输入

input()函数用于从键盘获取用户输入。输入的内容默认以字符串类型返回。

基本用法

name = input("请输入您的名字：")
print("你好，" + name)

括号中的字符串是提示语，会在等待输入前显示。

类型转换

因为input()返回字符串，如果需要数字，必须用int()或float()转换。

age = int(input("请输入年龄："))   # 将字符串转为整数
height = float(input("请输入身高（米）："))

如果不转换直接做数学运算会出错（字符串不能和数字相加）。

完整示例

a = int(input("请输入第一个整数："))
b = int(input("请输入第二个整数："))
print("两数之和为：", a + b)

注意

• 如果用户输入的内容无法转换成数字（如输入字母），程序会报错（ValueError）。
• 后续学习异常处理可以解决这个问题。

练习

1. 输入半径，计算圆的面积（π取3.14）。
2. 输入两个数字，输出它们的乘积。

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第5章 分支语句

分支语句根据条件是否成立，决定执行哪一段代码。

5.1 单分支语句（if）

格式：

if 条件:
    语句块

当条件为True时执行语句块，否则跳过。

score = 85
if score >= 60:
    print("及格了！")

注意：冒号和缩进（通常4个空格）是Python语法的重要组成部分。

5.2 双分支语句（if-else）

if 条件:
    语句块1
else:
    语句块2

num = int(input("输入一个整数："))
if num % 2 == 0:
    print("偶数")
else:
    print("奇数")

5.3 多分支语句（if-elif-else）

用于多个互斥的条件判断。

if 条件1:
    语句块1
elif 条件2:
    语句块2
elif 条件3:
    语句块3
else:
    语句块4

示例：成绩等级评定

score = int(input("请输入成绩（0-100）："))
if score >= 90:
    print("优秀")
elif score >= 75:
    print("良好")
elif score >= 60:
    print("及格")
else:
    print("不及格")

• elif可以有多个。
• else可选。
• 条件依次判断，一旦满足就退出整个结构。

练习

1. 输入一个年份，判断是否为闰年（能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除）。
2. 输入三个数，输出其中的最大值。

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第6章 循环结构一 - while

while循环在条件为真时重复执行一段代码。

基本格式

while 条件:
    循环体

示例：输出1到5

i = 1
while i <= 5:
    print(i)
    i = i + 1   # 或 i += 1

无限循环

若条件永远为真，循环会一直执行，通常配合break退出。

while True:
    s = input("输入exit退出：")
    if s == "exit":
        break
    print("你输入了：", s)

循环控制语句

• break：立即终止整个循环。
• continue：跳过本次循环剩余代码，进入下一次迭代。

i = 0
while i < 10:
    i += 1
    if i % 2 == 0:
        continue
    print(i)   # 输出奇数 1,3,5,7,9

应用：累加求和

n = int(input("请输入n："))
total = 0
i = 1
while i <= n:
    total += i
    i += 1
print("1到%d的和为：%d" % (n, total))

练习

1. 使用while循环输出10到1的倒序数字。
2. 计算1×2×3×…×n（阶乘）。

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第7章 循环结构二 - for

for循环通常用于遍历序列（字符串、列表、范围等）。

基本格式

for 变量 in 可迭代对象:
    循环体

使用range()函数

range(start, stop, step)生成整数序列。

• range(5) → 0,1,2,3,4
• range(2, 8) → 2,3,4,5,6,7
• range(1, 10, 2) → 1,3,5,7,9

示例：输出1到5

for i in range(1, 6):
    print(i)

遍历字符串

for ch in "Python":
    print(ch)

与else配合

for循环正常执行完（没有被break终止）后会执行else块。

for i in range(3):
    print(i)
else:
    print("循环结束")

输出：
0
1
2
循环结束

应用：计算总和

n = int(input("请输入n："))
total = 0
for i in range(1, n+1):
    total += i
print(total)

练习

1. 用for循环输出1到100之间所有3的倍数。
2. 输入一个字符串，统计其中字母'a'出现的次数。

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第8章 循环嵌套

一个循环内部包含另一个循环，称为循环嵌套。常用在打印图形、处理二维数据等场景。

示例1：打印矩形

rows = 5
cols = 10
for i in range(rows):
    for j in range(cols):
        print("*", end="")
    print()   # 换行

示例2：打印直角三角形

n = 5
for i in range(1, n+1):
    for j in range(i):
        print("*", end="")
    print(

输出：
*
**

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示例3：乘法口诀表

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print(f"{j}×{i}={i*j}", end="\t")
    print()

循环嵌套中的break和continue

• break只跳出最内层的循环。
• 如果需要跳出外层循环，可以使用标志变量或者将循环封装成函数。

练习

1. 使用循环嵌套输出一个数字金字塔（自己设计样式）。
2. 找出100以内的所有质数（提示：需要两层循环判断因数）。

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第9章 random

random模块用于生成随机数或进行随机操作。使用时需要先导入：import random

常用函数

函数	说明	示例
random.random()	返回[0.0, 1.0)之间的随机浮点数	r = random.random()
random.randint(a, b)	返回[a, b]之间的整数（包含两端）	num = random.randint(1, 100)
random.choice(seq)	从序列中随机选择一个元素	lst = ["红","黄","蓝"]; c = random.choice(lst)
random.shuffle(lst)	随机打乱列表的顺序（就地修改）	random.shuffle(cards)
random.uniform(a, b)	返回[a, b]之间的随机浮点数	temp = random.uniform(36.0, 37.5)

示例：猜数字游戏

import random

target = random.randint(1, 100)
guess = -1
times = 0

while guess != target:
    guess = int(input("猜一个1~100之间的数字："))
    times += 1
    if guess < target:
        print("太小了")
    elif guess > target:
        print("太大了")
print(f"恭喜！你用了{times}次猜中了数字{target}")

示例：随机抽奖

names = ["张三", "李四", "王五", "赵六"]
winner = random.choice(names)
print("中奖者：", winner)

练习

1. 生成一个长度为10的随机整数列表（范围1~50），然后找出其中的最大值。
2. 模拟掷骰子（1~6），掷100次，统计每个点数出现的次数。

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第10章 turtle

turtle是Python内置的一个绘图模块，模拟一只小海龟在屏幕上爬行，留下轨迹。非常适合初学者学习编程和几何绘图。

基本操作

命令	说明
import turtle	导入turtle模块
t = turtle.Turtle()	创建一只海龟对象
t.forward(distance)	向前移动distance像素
t.backward(distance)	向后移动
t.right(angle)	右转angle度
t.left(angle)	左转angle度
t.penup()	抬起笔，移动不画线
t.pendown()	落下笔，开始画线
t.color("red")	设置画笔颜色
t.pensize(width)	设置笔的粗细
t.circle(radius)	画半径为radius的圆
t.goto(x, y)	移动到坐标(x, y)
t.clear()	清空绘图但海龟位置不变
t.reset()	清空并让海龟回到原点
turtle.done()	保持窗口不关闭

示例1：画一个正方形

import turtle
t = turtle.Turtle()
for _ in range(4):
    t.forward(100)
    t.right(90)
turtle.done()

示例2：画一个彩色五角星

import turtle
t = turtle.Turtle()
t.pensize(2)
t.color("red")
for _ in range(5):
    t.forward(150)
    t.right(144)   # 五角星每个外角144度
turtle.done()

示例3：画一个螺旋线

import turtle
t = turtle.Turtle()
t.speed(0)          # 最快速度
for i in range(100):
    t.forward(i * 2)
    t.right(90)
turtle.done()

常用设置

• t.speed(0) 最快，1最慢，6正常。
• turtle.bgcolor("black") 设置背景颜色。
• t.fillcolor("yellow") 设置填充颜色，配合t.begin_fill()和t.end_fill()使用。

练习

1. 画一个等边三角形（内角60度，注意转向）。
2. 画一个笑脸（两个眼睛用圆圈，嘴巴用弧线或半圆）。
3. 画一朵由多个花瓣组成的花（例如使用循环和画圆）。