Python是一种高级编程语言，由Guido van Rossum于1989年底发明，并在1991年首次发行。Python的设计哲学强调代码的可读性，具有非常清晰的语法结构，使得它成为初学者和专业人士都广泛使用的一种语言。Python具有丰富的库支持，可以进行Web开发、科学计算、数据科学、机器学习等多个领域。

Python有两种主要版本：Python 2和Python 3。Python 2在2020年已经停止维护，新的项目应该使用Python 3。Python 3.10是目前的稳定版本。

1.1 安装Python

安装Python可以通过官方网站下载安装包，也可以通过包管理器安装。以下是使用包管理器安装Python 3的方法：

使用Homebrew（macOS）

brew install python

使用apt-get（Ubuntu）

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3

使用yum（CentOS）

sudo yum install python3

安装完成后，可以通过命令行验证Python版本：

python3 --version

2.1 代码块与缩进

Python使用空白字符（通常是4个空格或一个TAB）来定义代码块。Python不允许使用大括号来定义代码块，而依赖于缩进。以下是一个简单的例子：

if True:
    print("条件为真")
else:
    print("条件为假")

2.2 注释

Python中的注释以 # 开头，可以用于解释代码或暂时屏蔽代码。注释不会影响程序的执行。以下是注释的示例：

# 这是一个简单的注释

print("Hello, World!")  # 输出 "Hello, World!"

Python是一种动态类型语言，变量无需声明类型，会根据赋值自动推断类型。Python的基本数据类型包括整型、浮点型、布尔型、字符串、列表、元组和字典。

3.1 整型

整型是Python中最基本的数据类型之一，可以使用 int 类型表示。整型可以进行基本的算术运算，如加法、减法、乘法、除法等。

a = 5
b = 10

print(a + b)  # 输出 15
print(a - b)  # 输出 -5
print(a * b)  # 输出 50
print(a / b)  # 输出 0.5

3.2 浮点型

浮点型是表示小数的类型，可以使用 float 类型表示。浮点型也可以进行基本的算术运算。

a = 5.5
b = 10.2

print(a + b)  # 输出 15.7
print(a - b)  # 输出 -4.7
print(a * b)  # 输出 56.1
print(a / b)  # 输出 0.5382352941176471

3.3 布尔型

布尔型是表示真或假的类型，可以使用 bool 类型表示。布尔型主要用于条件判断。

a = True
b = False

print(a and b)  # 输出 False
print(a or b)   # 输出 True
print(not a)    # 输出 False

3.4 字符串

字符串是Python中表示文本的数据类型，可以使用单引号、双引号或三引号表示。字符串可以进行拼接、切片、查找等操作。

str1 = 'Hello'
str2 = "World"
str3 = """这是一个多行字符串"""

print(str1 + ' ' + str2)  # 输出 Hello World
print(str1[1])            # 输出 e
print(str3)               # 输出 这是一个多行字符串
print('Hello' in str3)    # 输出 True

4.1 条件语句

条件语句用于根据条件执行不同的代码块。Python中的条件语句使用 if、elif 和 else 关键字实现。

age = 20

if age < 18:
    print("未成年")
elif 18 <= age < 60:
    print("成年")
else:
    print("老年")

4.2 循环语句

循环语句用于重复执行代码块。Python中的循环语句主要有 for 循环和 while 循环。

4.2.1 for 循环

for 循环用于遍历序列对象。

for i in range(5):
    print(i)  # 输出 0 1 2 3 4

4.2.2 while 循环

while 循环用于在条件为真时重复执行代码块。

count = 0
while count < 5:
    print(count)  # 输出 0 1 2 3 4
    count += 1

4.3 跳出循环

Python提供了 break 和 continue 语句用于控制循环的执行。

for i in range(10):
    if i == 5:
        break  # 跳出循环
    print(i)  # 输出 0 1 2 3 4

for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
        continue  # 跳过偶数
    print(i)  # 输出 1 3 5 7 9

5.1 定义函数

Python使用 def 关键字定义函数。函数可以有参数和返回值。

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)
print(result)  # 输出 8

5.2 内置函数

Python提供了许多内置函数，如 len 用于获取序列的长度，sorted 用于对序列进行排序等。

numbers = [5, 2, 8, 1, 9]

print(len(numbers))  # 输出 5
print(sorted(numbers))  # 输出 [1, 2, 5, 8, 9]

5.3 匿名函数

Python使用 lambda 关键字定义匿名函数。匿名函数没有名称，通常用于简单的函数操作。

double = lambda x: x * 2

print(double(5))  # 输出 10

6.1 读取文件

Python使用 open 函数打开文件，并使用 read 方法读取文件内容。

with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)

6.2 写入文件

Python使用 open 函数打开文件，并使用 write 方法写入文件内容。

with open('example.txt', 'w') as file:
    file.write('Hello, World!')

6.3 文件模式

open 函数的第二个参数表示文件模式，常用的模式有：

• 'r'：只读模式
• 'w'：写入模式，如果文件已存在则覆盖
• 'a'：追加模式，如果文件已存在则在文件末尾追加内容
• 'b'：二进制模式
• '+'：读写模式

7.1 异常类型

Python提供了丰富的异常类型，常见的有 ZeroDivisionError、TypeError、ValueError 等。

7.2 异常处理

Python使用 try、except、finally 关键字实现异常处理。

def divide(a, b):
    try:
        result = a / b
    except ZeroDivisionError:
        print("除数不能为0")
    except TypeError:
        print("输入必须是数字")
    finally:
        print("无论是否有异常都会执行")

divide(10, 0)
divide(10, 'a')

8.1 类与对象

Python使用 class 关键字定义类。类可以有属性和方法。

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

    def introduce(self):
        print(f"我叫 {self.name}, {self.age} 岁")

p = Person('张三', 20)
p.introduce()  # 输出 我叫 张三, 20 岁

8.2 继承

Python支持类的继承。子类可以继承父类的属性和方法，并可以重写父类的方法。

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

    def introduce(self):
        print(f"我叫 {self.name}, {self.age} 岁，我在 {self.grade} 年级")

s = Student('李四', 18, '大一')
s.introduce()  # 输出 我叫 李四, 18 岁，我在 大一 年级

9.1 生成器与迭代器

Python中的生成器可以用来生成序列，生成器使用 yield 关键字实现。

def count_down(n):
    while n > 0:
        yield n
        n -= 1

for i in count_down(5):
    print(i)  # 输出 5 4 3 2 1

9.2 装饰器

装饰器是一种高级特性，用于在不修改函数代码的情况下，增加函数的功能。

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("函数开始执行")
        func()
        print("函数执行结束")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello, World!")

say_hello()
# 输出
# 函数开始执行
# Hello, World!
# 函数执行结束

Python是一门简单易学且功能强大的编程语言，适合初学者和专业人士使用。本文介绍了Python的基础语法、变量与类型、控制流程语句、函数、文件操作、异常处理、面向对象编程以及一些高级特性。通过学习这些内容，可以快速掌握Python的基本使用方法，并为进一步深入学习打下坚实的基础。

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