Python 是一种广泛使用的高级编程语言，其设计哲学强调代码的可读性和简洁性。Python 语言的特色包括动态类型、面向对象、函数式编程和脚本化的风格。它广泛应用于 Web 开发、数据科学、人工智能、自动化脚本、网络编程、游戏开发等多个领域。

Python 的核心特点包括：

• 交叉平台支持：在 Windows、Linux 和 macOS 上都能流畅运行。
• 易读性：代码简洁，注释丰富，易于理解。
• 丰富的库支持：拥有众多开源库，覆盖数据处理、网络编程、图形界面等多个领域。
• 动态类型：变量类型自动推断，无需显式声明。
• 面向对象编程：支持类、对象、继承和多态性。

应用领域包括但不限于 Web 开发（Django、Flask）、数据科学（Pandas、NumPy）、机器学习（scikit-learn、TensorFlow）和自动化脚本。

Python 可在 Windows、macOS 和 Linux 上运行。安装 Python 的过程如下：

Windows 用户

1. 访问 Python 官网（https://www.python.org/downloads/），选择最新版本安装。
2. 在安装向导中，确保勾选“Add Python to PATH”选项，便于在命令行中直接运行 Python。

macOS 用户

1. 在 Mac App Store 或通过命令行使用 Homebrew（brew install python）安装。

Linux 用户

• 使用包管理器安装（例如 Ubuntu 用户使用 sudo apt-get install python3）。

开发环境配置

• 文本编辑器：推荐使用 Visual Studio Code、Sublime Text 或 Atom，并安装 Python 扩展以方便调试和运行代码。
• IDE：PyCharm、Jupyter Notebook 或 Spyder 提供了集成的开发、运行和调试环境。

变量与数据类型

在 Python 中，变量是一种存储数据的容器，数据类型包括整数、浮点数、字符串和布尔值。

age = 25
score = 98.5
name = "Alice"
isStudent = True

print(type(age), type(score), type(name), type(isStudent))

运算符与表达式

Python 支持算术运算、比较运算、逻辑运算和赋值运算等。

a = 5
b = 3

# 算术运算
print(a + b)  # 加法
print(a - b)  # 减法
print(a * b)  # 乘法
print(a / b)  # 除法
print(a % b)  # 取模

# 比较运算
print(a > b)  # 大于
print(a < b)  # 小于
print(a == b) # 等于

# 逻辑运算
print(a > b and a < 10)  # 逻辑与
print(a > b or a < 10)   # 逻辑或
print(not a > b)         # 逻辑非

控制结构

条件语句

x = 10

if x > 0:
    print("x 是正数")
elif x == 0:
    print("x 是零")
else:
    print("x 是负数")

循环

循环包括 for 循环和 while 循环。

# `for` 循环
for i in range(5):
    print(i)

# `while` 循环
count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1

# 循环的中断（break和continue）
for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    print("i is", i)
else:
    print("Loop is terminated")

for i in range(10):
    if i == 5:
        continue
    print("i is", i)

函数与模块

函数定义

def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

print(greet("Alice"))

模块导入

import math

print(math.sqrt(16))

Python 是一种支持面向对象编程的动态语言。类定义了对象的模板，而对象是类的实例。

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def introduce(self):
        return f"My name is {self.name} and I'm {self.age} years old."

alice = Person("Alice", 25)
print(alice.introduce())

让我们使用 Python 来分析一个文本文件的内容，计算其中每个单词的出现频率。

from collections import Counter

def word_count(filename):
    with open(filename, 'r') as file:
        text = file.read().lower()
        words = text.split()
        return dict(Counter(words))

filename = 'example.txt'
print(word_count(filename))

这段代码首先定义了一个 word_count 函数，它接受一个文件名作为参数，读取文件内容并统计每个单词的出现次数。然后，我们创建了一个名为 example.txt 的文本文件，内容包括多个句子和单词，以验证程序的正确性。

通过运行上述代码，我们可以分析文本文件中的单词频率，这是一个简单的文本处理应用实例。它展示了 Python 在数据科学和文本分析领域的强大功能。