Python编程零基础入门（详细讲解语法实例）

1.python基础语法

1.1注释

单行注释：井号#

print('hello world')  #单行注释

多行注释：三个单引号之间的内容

print('hello') 

'''
多行注释
多行注释
'''

加注释的快捷键：Ctrl+/

1.2实例1：温度转换

#Tempconvert.py
TempStr = input('请输入温度值：')
if TempStr[-1] in ['F', 'f']:   #TempStr[-1]是倒数第一个字符
    C = (eval(TempStr[0:-1]) - 32)/1.8
    print("转换后的温度是{: .2f}C" . format(C))
elif  TempStr[-1] in ['C', 'c']:
    F = 1.8*eval(TempStr[0:-1]) + 32
    print("转换后的温度是{: .2f}F" . format(F))
else:
    print('error')

1.3 python的33个关键字

1.4数据类型

a = [10, 20, 30]
print(type(a))  # 输出<class 'list'> 列表类型

b = (10, 20, 30)
print(type(b))  # 输出<class 'tuple'> 元组类型

c = {10, 20, 30}
print(type(c))  # 输出<class 'set'>  集合类型

d = {'name':'Tom', 'age':18 } #键值对
print(type(d))  # 输出<class 'dist'>  字典类型

1.4.1字符串的序号

分为两种：从0开始正向递增 和 从-1开始逆向递减

如：TempStr[0]是正数第一个字符

​ TempStr[-1]是倒数第一个字符

​ TempStr[0 : -1]表示从第1个字符到倒数第2个字符（不包括倒数第1个）

​ TempStr[1 ：3]表示从第1个字符到第2个字符（不包括第3个）

1.4.2列表类型

中括号[ 元素1，元素2，… ，元素n]

if TempStr[-1] in ['F', 'f']:  #TempStr[-1]是倒数第一个字符，
    							#此语句意为：字符串TempStr的最后一个字符是否在列表F和f内

1.5 input函数

TempStr = input('请输入温度值：')
>>>123

"请输入温度值"并没有存入TempStr，只是一个提示，真正存在TempStr中的是键盘输入的字符串123，

即TempStr字符串存的是字符串“123”

1.6 print函数

1.6.1print函数不换行

print()函数默认换行，它有个参数end=’\n’，只要使end的参数为’’ 或 ‘空格’ 或其他即可

print('hello world',end='')
print('!!!')
>>>hello world!!!

for i in range(5):
    print(i,end='-')
>>>0-1-2-3-4-

1.7 eval函数

作用：去掉参数最外层的引号并执行剩下的语句

>>>eval('1')
输出 1

>>>eval('1+2')
输出 3

>>>eval("'1+2'")
输出 '1+2'

>>>eval("print('hello world')") #相当于执行print('hello world')
输出 hello world

与eval()函数功能相反的函数：str()

1.8Debug工具

1.8.1打断点

单击待debug语句左侧，出现红点。

1.8.2 Debug调试

右击空白区域，选debug

2.python基本图形绘制

2.1实例2：蟒蛇绘制

 #PythonDraw.py
import turtle
turtle.setup(650, 350, 200, 200) #窗口宽度650，高度350，左上角坐标（200,200）
turtle.penup()
turtle.fd(-250)
turtle.pendown()
turtle.pensize(25)
turtle.pencolor("purple")
turtle.seth(-40)
for i in range(4):
    turtle.circle(40,80)
    turtle.circle(-40,80)
turtle.circle(40, 80/2)
turtle.fd(40)
turtle.circle(16,180)
turtle.fd(40 * 2/3)
turtle.done()

2.2 turtle(海龟)库的使用

2.2.1 turtle的绘图窗体

屏幕左上角的坐标为（0,0），turtle绘图窗口左上角坐标为（startx，starty）

turtle.setup（宽度，高度，窗口起始横坐标，窗口起始纵坐标）

turtle.setup(宽度, 高度,startx, starty) #若后两个参数不填，则默认窗口在屏幕中间

2.2.2 turtle的空间坐标系

海龟行进方向默认是向右的！

turtle.goto(横坐标，纵坐标)  #海龟向某坐标行进；

turtle.fd(d)	#向海龟头的正前方行进长度为d像素的距离；

turtle.bk(d)	#向海龟头的正后方行进长度为d像素的距离；

turtle.circle	#曲线运行，默认以当前海龟头的左侧，r为半径，曲线行进某某角度

2.2.3 turtle的角度坐标体系

海龟的头默认是向右的，即海龟行进方向默认是向右的！

turtle.seth（角度） #是使海龟的头转到某一角度，只转动方向，不行进！

turtle.left(角度) 	#以当前方向为准，向左转某某角度，注意：只转动方向，不行进！
turtle.right(角度)	#以当前方向为准，向右转某某角度，注意：只转动方向，不行进！

2.3 RGB色彩体系？？？

（一笔带过，貌似不重要？？？）

2.4 turtle程序语法程序分析

2.4.1库引用与import

import的三种用法

1. import 库名

​ 库名.函数名 优点：不会出现函数重名 缺点：繁琐

​

2. from 库名 import * 优点：简洁 缺点：可能函数重名

3. import 库名 as 库别名

2.4.2 turtle画笔控制函数

turtle.penup 提笔

turtle.pendown 落笔

turtle.pensize（画笔宽度）

turtle.pencolor（“画笔颜色”）或 turtle.pencolor（x,y,z）三个RGB参数

turtle.penup() 		#提笔
turtle.fd(-250) 	#海龟倒退250像素
turtle.pendown()	#落笔
turtle.pensize(25)	#画笔宽度25像素
turtle.pencolor("purple") #画笔颜色为紫色purple

2.4.3 turtle 运动控制函数

海龟行进方向默认是向右的！

turtle.goto(横坐标，纵坐标)  #海龟向某坐标行进；

turtle.fd(d)	#向海龟头的正前方行进长度为d像素的距离；

turtle.bk(d)	#向海龟头的正后方行进长度为d像素的距离；

turtle.circle	#曲线运行，默认以当前海龟头的左侧，r为半径，曲线行进某某角度

海龟的头默认是向右的，即海龟行进方向默认是向右的！

turtle.seth（角度） #是使海龟的头转到某一角度，只转动方向，不行进！

turtle.left(角度) 	#以当前方向为准，向左转某某角度，注意：只转动方向，不行进！
turtle.right(角度)	#以当前方向为准，向右转某某角度，注意：只转动方向，不行进！

2.4.4 for in 与range()函数

for i in range(4):  #从0到3循环

range（n）：产生从0到n-1的数

range（n，m）：产生从n到m的数

for i in range(4):  
    print(i)       

"""输出：
	0
	1
	2
	3
"""

for i in range(2,5):  
    print(i)       

"""输出：
	2
	3
	4
"""

3.基本数据类型

3.1 浮点数类型

3.1.1 round函数

浮点数间运算存在不确定尾数（不属于bug），如0.1+0.2结果为0.3000000xxxxx，并非严格的0.3

round（x， n）表示对x四舍五入，保留小数点后n位

0.1 + 0.2 == 0.3  #False，事实上0.1+0.2结果为0.3000000xxxxx，并非严格的0.3
round(0.1 + 0.2, 1) == 0.3  #True，将相加后的结果保留一位小数，则等于0.3

3.1.2科学计数法

用e或E表示

如 2e3，表示2乘以10^3，结果为2000

4.3e-3 表示4.3乘以10^-3，结果为0.0043

3.2复数类型

z.real 获取实部

z.imag 获取虚部

3.3数值运算操作符

print(10/3) #答案是3.333333333333

print(10//3) #答案是3

print(10%3) #答案是1

指数：用两个星号 **

print(2**3) #答案是2^3=8
#等价于pow(2, 3)

print(2^3) #错误写法

print(4, 0.5) #开方，根号4，结果为2

3.4数值运算函数

1. abd(x) 取绝对值

2. divmode(x, y) 同时输出商和余数 如divmode(10, 3) 结果为(3, 1)

3. pow(x, y, [z]) 求幂，并除以z取余 ，（z可以省略，则不用除以z取余）

t = pow(2, 4, 5)
print(t)
#结果为1，内部计算过程为：2的四次，等于16, 16再除以5取余，等于1

4. round(x, [n]) 对x以n位小数四舍五入

t = round(1.584, 1)
print(t)
#结果为1.6

5. max(X1, X2, … , Xn) 取最大值

6. min(X1, X2, … , Xn) 取最小值

3.5 实例3：天天向上

#DayDayUp04.py
def DayUp(df):  #def为函数定义标识符，DayUp为函数名，df为参数
    dayup = 1
    for i in range(365):
        if i % 7 in [6, 0]:
            dayup = dayup * (1 - 0.01)
        else:
            dayup = dayup * (1 + df)
    return dayup

dayfactor = 0.01
while(DayUp(dayfactor) < 37.78):
    dayfactor += 0.001

print("工作日努力参数为{:.3f}". format(dayfactor))

3.6 字符串类型

3.6.1字符串切片

str = '0123456789'
print(str[:3])
print(str[1:3])
print(str[1:8:2]) #从str[1]到str[8]，以步长为2切片，即 间隔为2切片
>>>
012
12
1357

3.6.2字符串逆序

str = '123'
print(str[::-1])
#输出：321

3.6.3转义字符 \

3.6.4字符串操作符

3.6.5字符串处理方法

str = 'Aa,Bb,Cc,Dd,aa'
print(str.lower())  #字符全部小写
print(str.upper())  #字符全部大写
print(str.split(",")) #将原字符串以逗号相隔的部分返回成列表
print(str.count ('a')) #返回子串'a'在str中出现的次数
print(str.replace('Aa','Pp')) #将str中'Aa'替换为'Pp',但并没改变原str的值

>>>输出：
aa,bb,cc,dd,aa
AA,BB,CC,DD,AA
['Aa', 'Bb', 'Cc', 'Dd','aa']
3
Pp,Bb,Cc,Dd,aa

str.center(宽度，[填充物]) ：

str = 'abc'
print(str.center(10, '*')) #总长10，str居中，其他部分由'*'填充
>>> ***abc****

str.strip()函数：

str = 'ab123aa456ba'
print(str.strip('ab')) #删除字符串首尾的字符a、b，中间的不删
>>>123aa456

str = 'ab123bca'
print(str.strip('abc'))#与顺序无关，只要首尾出现a、b、c 就删掉
>>>123

str.join()函数：

str1 = 'abc'
str2 = "-"
print(str2.join(str1))  #在str1的每个字符之间加一个字符串str2,
>>>a-b-c

str1 = 'abc'
str2 = "12"
print(str2.join(str1)) #在abc的每个字符之间加一个字符串12
>>>a12b12c

3.6.6字符串的格式化.format

(1)槽的概念{}

print("{}出生于{}年{}月{}日".format('李华',1997, 9, 15))
print("{1}出生于{0}年{3}月{2}日".format('李华',1997, 9, 15))
						 #参数顺序		 0	  1	   2	3
>>>李华出生于1997年9月15日
>>>1997出生于李华年15月9日

(2)字符串输出格式控制

可以分类两类：1.填充(单个字符)、对齐、宽度

​ 2. <，> 精度、类型

print("{0:=^10}".format("abcd"))
>>> ===abcd===
print("{0:*>10}".format('abcd'))
>>> ======abcd
print("{0:10}".format("abcd"))
>>> abcd      

print("{0:,.2f}".format(12345.6789))
>>>12,345.68
print("{0:b},{0:c},{0:d},{0:o},{0:x},{0:X}".format(425))
>>>110101001,Ʃ,425,651,1a9,1A9
print("{0:e},{0:E},{0:f},{0:%}".format(3.14))
>>>3.140000e+00,3.140000E+00,3.140000,314.000000%

3.7 time库

3.7.1获取时间的三个时间函数

time.time()
time.ctime()
time.gmtime()

import time				#输出：

print(time.time())    	#1593655860.126274    返回浮点数，不常用

print(time.ctime())		#Thu Jul  2 10:11:00 2020  返回字符串

print(time.gmtime())#time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=7, tm_mday=2, 				tm_hour=2,tm_min=11, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=184,tm_isdst=0)
						#返回计算机内部时间格式

3.7.2 时间格式化

strftime()与strptime功能相反！

import time
ts = time.gmtime()
print(time.strftime('%A  %Y-%m-%d  %p %H:%M:%S',ts))

>>>Thursday  2020-07-02  AM 03:59:17

3.7.3 程序计时

(1)perf_counter()函数

(2)sleep()函数

import time
start = time.perf_counter()
for i in range(10):
    print(i,end='')
end = time.perf_counter()
print("\n未使用sleep()时所用时间：" + str(end - start) + '秒')
print("perf_counter()函数返回值类型为" + str(type(start)))

start1 = time.perf_counter()
for i in range(10):
    print(i,end='')  #print(待输出数据,end=‘’)表示不换行
time.sleep(3)
end1 = time.perf_counter()
print("\n使用sleep(3)后所用时间：" + str(end1 - start1) + '秒')

>>>0123456789
未使用sleep()时所用时间：0.10264549600000006秒
perf_counter()函数返回值类型为<class 'float'>
0123456789
使用sleep(3)后所用时间：3.097026212秒

3.8 实例4：文本进度条

3.8.1简单版

import time
scale = 10
print('-----开始执行-----')
for i in range(scale+1):
    a = '*' * i
    b = '.' * (scale - i)
    c = (i/scale) * 100
    print("{:^3}%[{}->{}]".format(int(c),a,b))
    time.sleep(0.5)
print('-----执行结束-----')
>>>
-----开始执行-----
 0 %[->..........]
10 %[*->.........]
20 %[**->........]
30 %[***->.......]
40 %[****->......]
50 %[*****->.....]
60 %[******->....]
70 %[*******->...]
80 %[********->..]
90 %[*********->.]
100%[**********->]
-----执行结束-----

3.8.2单行动态刷新

import time
scale = 100
print('开始执行'.center(14,'-'))
start = time.perf_counter()
for i in range(scale+1):
    a = '*' * i
    b = '.' * (scale - i)
    c = (i/scale) * 100
    dur = time.perf_counter() - start
    print("\r{:^3}%[{}->{}]已耗时{:.2f}s".format(int(c),a,b,dur),end='')
    time.sleep(0.1)
print('\n'+'执行结束'.center(14,'-'))

4.程序的控制结构

4.1分支结构

4.1.1单分支if

	不像C语言需要括号，而是通过冒号及缩进来控制。

if True:
    print("正确")

4.1.2二分支if…else

紧凑形式：

print("请您猜一个数字：")
guess = eval(input())
print("猜{}了".format('对' if guess==99 else '错'))

4.1.3多分支结构if…elif…else

4.1.4逻辑 与、或、非

if guess > 0 and guess < 99:
    print('猜对了')
else:
    print('猜错了')

4.1.5程序的异常处理

执行顺序：

​ 先执行try 后的语句块1；

​ 若1发生异常，执行except后的语句块2；

​ 若1不发生异常，执行else后的语句块3；

​ finally后的语句块4是一定会执行的。

print("请输入一个数字：",end='')
try:
    Input = eval(input())
    print("{}的平方为{}".format(Input,Input**2))
except:
    print("输入有误，不是数字")
else:
    print("成功输出了{}的平方".format(Input))
finally:
    print("结束")
    
>>>请输入一个数字：5
5的平方为25
成功输出了5的平方
结束

>>>请输入一个数字：kk
输入有误，不是数字
结束

4.1.6同时接收多个输入

法一：用eval函数

a1, a2 = eval(input("input two number:"))  #输入时用逗号隔开
print(a1)
print(a2)

法二：用map函数 和 split函数

注意：中间用各种空字符隔开，包括空格、换行(\n)、制表符(\t)等，不能用逗号隔开！

#只用split，则输入类型默认为str
a1, a2 = input('输入两个数 a1和a2:').split()   ##输入时用空格或回车隔开，不能用逗号
print('a1为' + a1 + '，类型为:'+str(type(a1)))
print('a2为' + a2 + '，类型为:'+str(type(a2)))
>>>
输入两个数 a1和a2:1 2
a1为1，类型为:<class 'str'>
a2为2，类型为:<class 'str'>

#引入map，可以改变输入类型
a1,a2 = map(int,input("input two number:").split()) #输入时用空格或回车隔开，不能用逗号
print(a1)  #此时a1、b1的类型为int型
print(a2)
print(type(a1))
>>>
input two number:1 2
1
2
<class 'int'>

#若想用逗号隔开，可以改变split()内的参数为split(',')
a1,a2 = map(int,input("input two number:").split(‘，’))

4.2循环结构

4.2.1遍历循环 for…in…

#对数字进行循环
for i in range(2,5):
    print('hello:',i)
>>>
hello:2
hello:3
hello:4
    
#对字符串遍历
for c in 'hello':
    print(c,end=',') #将字符串单个输出，并在每个字符后面加逗号
>>>
h,e,l,l,o,

#对列表循环
for item in ['hello',123,'nihao']:
    print(item,end='-')
>>>
hello-123-nihao-

4.2.2 无限循环while

a = 3
while a > 0:
    print(a)
    a = a - 1
>>>
3
2
1

4.2.3循环控制break和continue

break：结束当前整个循环，去执行循环之后的语句。注意：只退出一层循环！

continue：跳过次轮循环，去执行下一轮循环，并没有完全退出循环

for c in 'python':
    if c == 'h':
        continue	#遇到字符'h'，跳过此次循环，继续下一轮循环
    print(c,end='')
>>>pyton

for c in 'python':
    if c == 'h':
        break		#遇到字符'h'，结束整个循环
    print(c,end='')
>>>pyt

4.2.4循环与else

如果循环没有被break结束，就奖励执行else语句。

4.3 random库的使用

总共8个函数：

4.3.1 基本随机数函数

random()的作用：随机生成一个0.0~1.0的小数

为什么要加种子：一旦种子确定，每次生成的随机数就是确定的，
如：种子seed(10)，每次生成的第一个随机数一定是0.57…
故种子有利于代码重现。

import random
random.seed(10)
for i in range(3):
    print(random.random())
>>>
0.5714025946899135
0.4288890546751146
0.5780913011344704

4.3.2 扩展随机数函数

randint(a, b)： 生成一个[a，b]之间的整数
uniform(a, b))： 生成一个[a，b]之间的小数
randrange(m，n，[k])：生成一个[m，n)之间以k为步长的整数
getrandbits(k)：生成一个k比特(k位)长的整数 注： 1比特(bit)=位；1字节(byte)=8位=8比特
choice(seq)：从序列seq中随机选一个元素
shuffle(seq)：将序列seq中元素随机打乱，无返回值

import random
print(random.randint(10, 20)) #随机生成一个10到20的整数
print(random.uniform(10, 20)) #随机生成一个10到20的小数
print(random.randrange(10, 80, 10)) #生成一个[10,80)之间以10为步长的整数
print(random.getrandbits(8)) #生成一个8位(比特)的整数
print(random.choice([1,2,3,4,5,6]))#从序列seq中随机选一个元素

s = [1,2,3,4,5,6,7,8]
random.shuffle(s)    #因为shuffle函数没有返回值，因此不能直接输出
print(s)

>>>
20
12.180292396424115
60
200
6
[8, 4, 3, 7, 5, 2, 6, 1]

4.4 实例6：蒙特卡罗法计算圆周率

#蒙特卡罗方法计算圆周率
from time import perf_counter
from random import random
start = perf_counter()
NUM  = 1000 * 1000 #撒点总数
num = 0 #落在圆内的点数
for i in range(NUM):
    x, y = random(), random()#产生两个0-1的数，即该点的横纵坐标
    dist = pow(x**2 + y**2, 0.5)#该点到圆心的距离
    if dist <= 1: #若该点到原点距离小于1，则认为它落在了圆内
        num += 1
pi = num/NUM * 4
print('圆周率是{}'.format(pi))
print('运行时间是{:.5f}s'.format(perf_counter()-start))
>>>
圆周率是3.143676
运行时间是3.88839s

5.函数与代码复用

5.1函数的定义与使用

格式：
def 函数名 (参数)：
函数体
return 返回值

5.1.1函数的参数

可有可无

无参数：

def fact():
    print('hello world')
fact()  #调用函数

有参数：

#求n的阶乘n！
def fact(n):
    result = 1
    for i in range(1,n+1):
        result = result * i
    return result
x = fact(3)
print(x)

1.可选参数

格式：
def 函数名（非可选参数，可选参数）

注意：1.非可选参数 必须在 可选参数 之前
2.若可选参数没填，则默认为函数定义时的值；
若可选参数填了，则按调用时的值。

#求n的阶乘，然后除以m  即：n！//m
def fact(n, m = 1): #第二个参数是可选的
    s = 1
    for i in range(1, n+1):
        s = s * i
    return s//m
print(fact(10))  #第二个参数没填，则按定义时的m=1
print(fact(10, 5)) #第二个参数填了，则按m=5
print(fact(n=10,m=5))
print(fact(m=5,n=10))  #利用参数名来对应
>>>
3628800
725760
725760
725760

2.可变参数

参数的数量不确定时用可变参数
（略）

5.1.2函数的返回值

返回值可有可无
return可以返回0个值，也可以返回多个值（逗号隔开）

def fact(n, m = 1):
    s = 1
    for i in range(1, n+1):
        s = s * i
    return n, m, s//m #返回值有三个
print(fact(10, 5)) #直接输出三个返回值

a,b,c = fact(10, 5) #将三个返回值分别赋值给a，b，c
print(a,b,c)		#输出a，b，c
>>>
(10, 5, 725760) #直接输出三个返回值，会以元组形式输出，即 加括号，逗号隔开
10 5 725760

5.1.3全局变量与局部变量

1.使用规则

2.global限定词

不加global限定词的局部变量：

n, s = 10, 100
def fact(n):
    s = 1
    i = 1
    while i <= n:
        s = s * i
        i = i + 1
    return s
print(fact(n), s)
>>>3628800 100

在函数体内参数前加global限定词，声明为全局变量。

n, s = 10, 100
def fact(n):
    global s   # s成了全局变量
    i = 1
    while i <= n:
        s = s * i
        i = i + 1
    return s
print(fact(n), s)  #fact(n)与s值一样
>>>3628800 3628800  

3.组合数据类型做参数

若局部变量是组合数据类型，且未在函数内创建，则等同于全局变量。

#ls是组合数据类型，且未在函数内创建，则为全局变量
ls = ['a', 'b']
def func(a):
    ls.append(a) # append函数是给ls增加一个元素
    return
func('c')
print(ls)
>>>
['a', 'b', 'c']  #ls等同于全局变量，所以函数外也加了元素'c'
#################################
#ls是组合数据类型，但在函数内又创建，则为局部变量
ls = ['a', 'b']
def func2(a):
    ls = []
    ls.append(a)
    return
func2('c')
print(ls)
>>>
['a', 'b']  #ls等同于局部变量，所以出了函数，内部的ls被销毁，所以并没有加元素'c'

4. lambda函数

<函数名> = lambda <参数> ：<表达式>
f = lambda x , y ： x + y

f = lambda x, y : x + y
print(f(1, 2))
>>>3

f1 = lambda : 'hello world'
print(f1())
>>>hello world

ls = ['a', 'b']
f2 = lambda a : ls.append(a)
f2('c')
print(ls)
>>>['a', 'b', 'c']

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