一、簡介
1.1 Python 特性
解釋型語言：代碼無需編譯可直接運行，適合快速開發。
動態類型：變量類型在運行時確定（如x=1后x="str"仍合法）。
面向對象：支持類、對象、繼承等特性，代碼可復用性強。
語法簡潔：通過縮進區分代碼塊，減少括號等冗余符號。
1.2 應用場景
數據分析：Pandas、Numpy 等庫處理結構化數據。
人工智能：TensorFlow、PyTorch 構建機器學習模型。
Web 開發：Django、Flask 框架開發網站。
自動化腳本：批量處理文件、系統運維自動化。
二、Python 基礎語法
2.1 字面量與數據類型
核心關聯點：可變與不可變類型
| 類型 | 是否可變 | 存儲特點 | 典型應用 |
| 整數（int） | 不可變 | 直接存儲數值 | 計數、索引 |
| 浮點數（float） | 不可變 | 存儲小數，存在精度誤差（如0.1+0.2≠0.3） | 科學計算 |
| 字符串（str） | 不可變 | 字符序列，支持切片操作 | 文本處理 |
| 列表（list） | 可變 | 有序元素集合，可動態增刪改 | 存儲同類數據序列 |
| 元組（tuple） | 不可變 | 有序元素集合，不可修改 | 保護數據不被意外修改 |
| 字典（dict） | 可變 | 鍵值對映射，鍵需不可變（如 str） | 快速查詢（類似通訊錄） |
| 集合（set） | 可變 | 無序不重復元素，支持集合運算 | 去重、交集并集計算 |
易混淆點：
- 字符串、元組雖不可變，但可通過拼接生成新對象（如s = "a"; s += "b"實際生成新字符串）。
- 字典的鍵必須為不可變類型（如dict[{1:2}]會報錯，因列表可變）。
2.2 運算符優先級（由高到低）
示例對比：
- 3 + 4 * 2 → 先算4*2=8，再算3+8=11（乘優先于加）。
- 3 * 2 ** 2 → 先算2**2=4，再算3*4=12（指數優先于乘法）。
2.3 字符串操作核心方法
易混淆方法對比
| 方法 | 作用 | 是否修改原字符串 | 示例 |
| split() | 按分隔符分割成列表 | 否 | "a,b,c".split(",") → ["a","b","c"] |
| join() | 用指定字符連接列表 | 否 | ",".join(["a","b","c"]) → "a,b,c" |
| strip() | 去除首尾指定字符（默認空格） | 否 | " abc ".strip() → "abc" |
| replace() | 替換子串 | 否 | "abc".replace("a","x") → "xbc" |
| upper()/lower() | 轉大小寫 | 否 | "AbC".upper() → "ABC" |
三、流程控制：判斷與循環
3.1 if 基本格式
# 示例代碼
age = 20
if age >= 18:print("成年了")print("可以投票了")? ? ?if-elif-else 語句
# 示例代碼
height = int(input("請輸入身高(cm): "))
vip_level = int(input("請輸入VIP等級："))if height < 120:print("免費游玩")
elif vip_level > 3:print("VIP免費")
else:print("需要購票")3.2 循環結構對比
| 循環類型 | 適用場景 | 核心特點 | 跳出方式 |
| for 循環 | 已知次數的遍歷（如列表、字符串） | 按元素遍歷，無需手動控制計數器 | break/continue |
| while 循環 | 未知次數的循環（如用戶輸入驗證） | 條件為真時執行，需手動更新條件變量 | break/continue |
典型案例：
for 循環：遍歷列表求最大值
# 示例代碼
name = "python"
for char in name:print(char)while 循環：猜數字游戲
# 示例代碼
i = 0
while i < 5:print(i)i += 1四、函數與數據容器
4.1 函數參數傳遞機制
可變與不可變參數對比
| 參數類型 | 傳遞方式 | 修改影響 | 示例 |
| 不可變類型（int/str/tuple） | 值傳遞 | 函數內修改不影響外部變量 | def f(x): x=2; a=1; f(a); print(a) → 1 |
| 可變類型（list/dict/set） | 引用傳遞 | 函數內修改會影響外部變量 | def f(l): l.append(0); a=[1]; f(a); print(a) → [1,0] |
4.2 數據容器核心操作對比
列表、元組、字典、集合常用方法
| 操作 | 列表（list） | 元組（tuple） | 字典（dict） | 集合（set） |
| 創建 | [1,2] | (1,2) 或 1,2 | {'a':1} | {1,2} 或 set([1,2]) |
| 新增元素 | append()/insert() | 不可新增（報錯） | dict[key]=value | add()/update() |
| 刪除元素 | pop()/remove() | 不可刪除（報錯） | pop(key) | remove()/discard()/pop() |
| 訪問元素 | lst[0] | tup[0] | dict[key] 或 get(key) | 不可直接訪問（無序） |
| 遍歷 | for x in lst | for x in tup | for k in dict 或 for k,v in dict.items() | for x in set |
| 常用內置函數 | len()/max()/min()/sorted() | len()/max()/min()/sorted() | len()/keys()/values()/items() | len()/union()/intersection() |
數據容器對比
| 類型 | 元素類型 | 有序 | 可變 | 重復元素 |
| 列表（List） | 任意 | 是 | 是 | 支持 |
| 元組（Tuple） | 任意 | 是 | 否 | 支持 |
| 字典（Dict） | Key 必須不可變，Value 任意 | 否 | 是 | Key 不支持重復 |
| 集合（Set） | 任意 | 否 | 是 | 不支持 |
| 字符串（Str） | 字符 | 是 | 否 | 支持 |
五、文件操作與異常處理
5.1 文件操作三模式對比
| 模式 | 讀寫權限 | 文件不存在時 | 典型應用 |
| r | 只讀 | 報錯 | 讀取配置文件 |
| w | 寫入（覆蓋原內容） | 創建新文件 | 重新生成日志文件 |
| a | 追加寫入 | 創建新文件 | 追加日志記錄 |
安全寫法：使用with open自動關閉文件
# 讀取文件（推薦）with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:content = f.read()# 寫入文件（推薦）with open("output.txt", "w", encoding="utf-8") as f:f.write("Hello World")5.2 異常處理流程
典型案例：
try:num = int(input("輸入數字: "))result = 10 / numexcept ValueError:print("請輸入有效數字")except ZeroDivisionError:print("不能除以0")except Exception as e:print(f"未知錯誤: {e}")else:print(f"計算結果: {result}")finally:print("程序執行完畢")六、模塊與面向對象編程
6.1 模塊導入方式對比
| 導入方式 | 語法 | 命名空間影響 | 適用場景 |
| 導入整個模塊 | import math | math.sqrt(4) | 避免命名沖突 |
| 導入指定功能 | from math import sqrt | sqrt(4) | 簡化代碼書寫 |
| 導入所有功能 | from math import * | 可能覆蓋同名變量 | 快速原型開發 |
| 模塊別名 | import math as m | m.sqrt(4) | 長模塊名簡化 |
6.2 面向對象核心概念
封裝、繼承、多態對比
| 概念 | 定義 | 代碼示例 |
| 封裝 | 隱藏內部實現，只暴露必要接口 | class Person: __age=18; def get_age(): return self.__age |
| 繼承 | 子類復用父類代碼 | class Student(Person): pass |
| 多態 | 同一方法不同實現（動態綁定） | def func(obj): obj.sound(); dog=Dog(); bird=Bird(); func(dog); func(bird) |
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