Python 3 基础教程
本教程基于 Python 3.x 版本，涵盖基础语法、数据结构及控制流程。
1. 注释 (Comments)
Python 中注释用于解释代码，增强可读性，不会被执行。
单行注释
以 # 开头。
Python
# 这是一个单行注释
print("Hello, World!") # 代码后也可以接注释多行注释
使用三个单引号 ''' 或三个双引号 """ 包裹。
Python
'''
这是多行注释，
使用单引号。
'''
"""
这是多行注释，
使用双引号。
"""
print("多行注释示例")2. 运算符 (Operators)
算术运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
+ | 加 | 1 + 1 输出 2 |
- | 减 | 2 - 1 输出 1 |
* | 乘 | 2 * 3 输出 6 |
/ | 除 (得到浮点数) | 10 / 2 输出 5.0 |
% | 取模 (余数) | 10 % 3 输出 1 |
** | 幂 | 2 ** 3 输出 8 |
// | 取整除 (向下取整) | 9 // 2 输出 4 |
比较运算符
返回布尔值 True 或 False。 == (等于), != (不等于), > (大于), < (小于), >= (大于等于), <= (小于等于)。
赋值运算符
=, +=, -=, *=, /=, %=, **=, //=.
- 例如
c += a等效于c = c + a。
逻辑运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
and | 与 | x and y |
or | 或 | x or y |
not | 非 | not x |
成员运算符
in: 如果在指定的序列中找到值返回 True。not in: 如果在指定的序列中没有找到值返回 True。
3. 数字 (Number)
Python 3 支持三种数值类型：
- int (整型)
- float (浮点型)
- complex (复数)
数字类型转换 & 常用数学函数
Python
import math
import random
# 1. 类型转换
a = 1.5
print(int(a)) # 输出: 1 (丢弃小数部分)
print(float(1)) # 输出: 1.0
# 2. 数学运算函数 (部分需引入 math 模块)
print(abs(-10)) # abs(): 绝对值，输出 10
print(math.ceil(4.1)) # ceil(): 向上取整，输出 5
print(math.floor(4.9)) # floor(): 向下取整，输出 4
print(max(1, 5, 3)) # max(): 最大值，输出 5
print(min(1, 5, 3)) # min(): 最小值，输出 1
print(pow(2, 3)) # pow(): x的y次方，输出 8
print(round(4.567, 2)) # round(): 四舍五入，保留2位小数，输出 4.57
print(math.sqrt(16)) # sqrt(): 平方根，输出 4.0
# 3. 随机数函数 (需引入 random 模块)
print(random.choice([1, 2, 3, 4])) # choice(): 从序列中随机选取一个
print(random.random()) # random(): 生成 [0, 1) 范围内的实数
print(random.randint(1, 10)) # randint(): 生成指定范围整数4. 字符串 (String)
字符串是 Python 中最常用的数据类型，使用单引号 ' 或双引号 " 创建。
访问字符串
Python
s = "Runoob"
print(s[0]) # 索引访问，输出 'R'
print(s[1:5]) # 切片访问，输出 'unoo'字符串格式化
Python
name = "Alice"
age = 18
# f-string (Python 3.6+)
print(f"我叫 {name}, 今年 {age} 岁。")
# format 方法
print("我叫 {}, 今年 {} 岁。".format(name, age))常用内置方法 (Methods)
Python
s = " hello world "
# 大小写转换
print(s.capitalize()) # 首字母大写: " Hello world "
print(s.upper()) # 全大写: " HELLO WORLD "
print(s.lower()) # 全小写: " hello world "
# 搜索与替换
print(s.find("world")) # 查找子串索引，未找到返回 -1
print(s.replace("world", "Python")) # 替换: " hello Python "
print(s.count("l")) # 统计出现次数
# 去除空白
print(s.strip()) # 去除首尾空格: "hello world"
# 分割与连接
lst = s.split() # 默认按空格分割: ['hello', 'world']
print("-".join(lst)) # 连接: "hello-world"
# 判断
print("123".isdigit()) # 是否全为数字: True
print("abc".isalpha()) # 是否全为字母: True5. 列表 (List)
列表是写在方括号 [] 之间、用逗号分隔开的元素列表。列表索引从 0 开始。
基础操作
Python
list1 = ['Google', 'Runoob', 1997, 2000]
list1[2] = 2001 # 更新列表
del list1[2] # 删除元素列表内置函数与方法
Python
nums = [3, 1, 4, 1, 5, 9]
# 通用函数
print(len(nums)) # 长度: 6
print(max(nums)) # 最大值: 9
print(list((1, 2))) # 强制转换为列表
# 列表对象方法
nums.append(2) # 末尾添加元素: [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2]
nums.insert(1, 10) # 指定位置插入: [3, 10, 1, 4, 1, 5, 9, 2]
nums.pop() # 移除末尾元素并返回
nums.remove(4) # 移除第一个匹配值
print(nums.count(1))# 统计元素出现次数
nums.sort() # 排序 (修改原列表)
print(nums) # 输出: [1, 1, 3, 5, 9, 10]
nums[::-1]
nums.reverse() # 反转
nums.clear() # 清空列表6. 元组 (Tuple)
元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组写在小括号 () 里。
基础操作
Python
tup1 = ('Google', 'Runoob', 1997, 2000)
tup2 = (1, 2, 3, 4, 5)
# 访问
print(tup1[0])
print(tup2[1:3])
# 注意：包含一个元素的元组需要加逗号
tup3 = (50,)元组内置函数
由于元组不可变，它没有 append、sort 等修改方法。
Python
tup = (3, 1, 4, 1, 5, 9)
print(len(tup)) # 计算元素个数
print(max(tup)) # 返回最大值
print(min(tup)) # 返回最小值
print(tuple([1,2])) # 将列表转换为元组7. 字典 (Dictionary)
字典是可变容器模型，可存储任意类型对象。字典的每个键值 key:value 对用冒号分割，整个字典包括在花括号 {} 中。键必须是唯一的，且不可变。
基础操作
Python
d = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
print(d['Name']) # 访问
d['Age'] = 8 # 修改
d['School'] = "菜鸟" # 添加
del d['Name'] # 删除条目字典内置函数与方法
Python
d = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7}
# 内置函数
print(len(d)) # 计算键值对数量
print(str(d)) # 输出字典可打印的字符串表示
# 对象方法
print(d.keys()) # 返回所有键: dict_keys(['Name', 'Age'])
print(d.values()) # 返回所有值
print(d.items()) # 返回所有键值对元组
print(d.get('Age')) # 安全地获取值，不存在不报错
print(d.get('Sex', 'NA')) # 获取值，不存在返回默认值 'NA'
d.pop('Age') # 删除并返回指定键的值
d.update({'Age': 10, 'Sex': 'Male'}) # 更新/合并字典
d.clear() # 清空字典8. 集合 (Set)
集合是一个无序的不重复元素序列。可以使用大括号 {} 或者 set() 函数创建集合。 注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 {}，因为 {} 是用来创建一个空字典。
基础操作
Python
basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
print(basket) # 自动去重，输出可能乱序
# 集合运算
a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
print(a - b) # 差集
print(a | b) # 并集
print(a & b) # 交集
print(a ^ b) # 对称差集（不同时存在的元素）集合内置方法
Python
s = {1, 2, 3}
s.add(4) # 添加元素
s.update([5, 6]) # 添加多个元素
s.remove(1) # 移除元素，不存在会报错
s.discard(10) # 移除元素，不存在不会报错
s.pop() # 随机移除一个元素
s.clear() # 清空9. 条件控制 (Conditionals)
Python 通过 if 语句实现条件控制。
语法结构
Python
# if - elif - else
age = 20
if age < 0:
print("输入错误")
elif age < 18:
print("未成年")
else:
print("已成年")
# 嵌套 if
num = 8
if num % 2 == 0:
if num % 3 == 0:
print("能被 2 和 3 整除")
else:
print("能被 2 整除，但不能被 3 整除")10. 循环语句 (Loops)
Python 提供了 while 和 for 循环。
While 循环
Python
n = 0
sum = 0
while n <= 10:
sum += n
n += 1
print(f"1到10之和为: {sum}")For 循环
常用于遍历序列（列表、元组、字符串）或使用 range()。
Python
sites = ["Baidu", "Google","Runoob","Taobao"]
for site in sites:
print(site)
# 使用 range()
for i in range(5): # 0 到 4
print(i, end=',')
for i in range(0, 10, 3): # 步长为 3: 0, 3, 6, 9
print(i)循环控制语句
- break: 跳出整个循环。
- continue: 跳过当前循环块中的剩余语句，继续下一轮循环。
- pass: 空语句，为了保持程序结构的完整性。
Python
for letter in 'Runoob':
if letter == 'o':
continue # 跳过 'o'
if letter == 'b':
break # 遇到 'b' 结束循环
print('当前字母 :', letter)11. Python 3 函数 (Function) 教程
函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。
1. 定义一个函数
你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：
- 函数代码块以
def关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号()。 - 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间。圆括号之间可以用于定义参数。
- 函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明。
- 函数内容以冒号
:起始，并且缩进。 return [表达式]结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的 return 相当于返回 None。
语法
Python
def 函数名(参数列表):
"函数_文档字符串"
函数体
return [表达式]实例
Python
def hello():
print("Hello, World!")
hello() # 调用函数2. 参数传递 (重点)
在 Python 中，类型属于对象，变量是没有类型的：
Python
a = [1,2,3]
a = "Runoob"以上代码中，[1,2,3] 是 List 类型，"Runoob" 是 String 类型，而变量 a 是没有类型的，它仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以指向 List 也可以指向 String。
可变(Mutable)与不可变(Immutable)对象
在 Python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可变的对象，而 list, dict 等则是可变的对象。
- 不可变类型传递：类似 C++ 的值传递，如 整数、字符串、元组。如
fun(a)，传递的只是a的值，没有影响a对象本身。如果在fun(a)内部修改a的值，则是新生成一个a的对象。 - 可变类型传递：类似 C++ 的引用传递，如 列表，字典。如
fun(la)，则是将la真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响。
实例：传不可变对象
Python
def change_int(a):
a = 10
b = 2
change_int(b)
print(b) # 结果是 2，没有变实例：传可变对象
Python
def change_list(mylist):
mylist.append([1, 2, 3, 4])
print("函数内取值: ", mylist)
mylist = [10, 20, 30]
change_list(mylist)
print("函数外取值: ", mylist)
# 函数外取值也会包含 [1, 2, 3, 4]，因为列表被修改了3. 参数类型
调用函数时可使用的正式参数类型：
必需参数
必需参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。
Python
def printme(str):
print(str)
return
# printme() # 报错：缺少参数
printme("Runoob") # 正确关键字参数
使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。
Python
def printinfo(name, age):
print(f"名字: {name}, 年龄: {age}")
return
printinfo(age=18, name="Runoob") # 顺序不同也没关系默认参数
调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。
Python
def printinfo(name, age=35):
print(f"名字: {name}, 年龄: {age}")
printinfo(name="miki") # age 默认为 35
printinfo(name="miki", age=18)4. return 语句
return 语句退出函数。
Python
def sum(arg1, arg2):
total = arg1 + arg2
print("函数内 : ", total)
return total
total = sum(10, 20)5. 变量作用域
Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
- 全局变量 (Global): 定义在函数外部的变量。
- 局部变量 (Local): 定义在函数内部的变量。
Python
total = 0 # 这是一个全局变量
def sum(arg1, arg2):
total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量
print("函数内是局部变量 : ", total)
return total
sum(10, 20)
print("函数外是全局变量 : ", total)6. global 关键字
如果要修改全局变量，需要使用 global 关键字。
Python
num = 1
def fun1():
global num # 需要使用 global 关键字声明
print(num)
num = 123
print(num)
fun1()
print(num) # 全局变量也被修改为 123