思维导图

第 1 章：Python 初印象

1.1 编程语言概述

编程语言是人与计算机交流的工具，它可以让开发者用特定的语法规则编写指令，让计算机执行相应的任务。常见的编程语言有 Python、Java、C++ 等，不同的编程语言有不同的特点和应用场景。

1.2 Python 的诞生与发展

Python 由 Guido van Rossum 于 1989 年圣诞节期间开发，它的设计初衷是为了创造一种易于阅读和编写的语言。Python 以其简洁的语法和丰富的库，在过去几十年中得到了广泛的应用和发展。从最初的脚本语言，逐渐发展成为数据科学、人工智能、Web 开发等多个领域的主流语言。

1.3 Python 的应用领域

• 数据科学：Python 拥有众多强大的数据分析和机器学习库，如 NumPy、Pandas、Scikit-learn 等，可用于数据处理、模型训练等。
• Web 开发：Django、Flask 等框架使得 Python 在 Web 开发中表现出色，能够快速搭建高效的 Web 应用。
• 自动化脚本：可以编写脚本完成文件处理、系统管理等重复性任务。
• 人工智能：在深度学习领域，TensorFlow、PyTorch 等框架都支持 Python 进行模型开发。

1.4 安装 Python 环境

以 Windows 系统为例，安装步骤如下：

1. 访问 Python 官方网站（https://www.python.org/downloads/），下载适合你系统的 Python 安装包。
2. 运行安装包，在安装过程中勾选“Add Python to PATH”选项，这样可以将 Python 添加到系统环境变量中。
3. 安装完成后，打开命令提示符，输入 python --version 命令，如果能正确显示 Python 版本号，则说明安装成功。

1.5 第一个 Python 程序：Hello, World!

print("Hello, World!")

将上述代码保存为一个 .py 文件，例如 hello.py，然后在命令提示符中使用 python hello.py 命令运行该文件，即可在控制台看到输出结果 Hello, World!。

第 2 章：Python 基础语法

2.1 变量与数据类型

# 整数
num1 = 10
# 浮点数
num2 = 3.14
# 字符串
str1 = "Hello"
# 布尔值
bool1 = True

print(num1, num2, str1, bool1)

在 Python 中，变量不需要提前声明类型，解释器会根据赋值自动确定变量的类型。

2.2 注释的使用

# 这是单行注释
"""
这是多行注释
可以写很多内容
"""

注释的作用是提高代码的可读性，方便开发者理解代码的功能。

2.3 输入与输出函数

name = input("请输入你的名字：")
print("你好，" + name)

input() 函数用于从控制台获取用户输入，print() 函数用于将内容输出到控制台。

2.4 运算符

# 算术运算符
a = 10
b = 3
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
print(a ** b)  # 幂运算

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

# 逻辑运算符
print(a > 5 and b < 5)  # 与
print(a > 5 or b > 5)  # 或
print(not a > 5)  # 非

# 赋值运算符
a += 1  # 相当于 a = a + 1
print(a)

2.5 条件语句

age = 18
if age < 18:
    print("你还未成年")
elif age == 18:
    print("你刚成年")
else:
    print("你已成年")

if-elif-else 语句用于根据不同的条件执行不同的代码块。

2.6 循环语句

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

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

for 循环通常用于遍历可迭代对象，while 循环则根据条件判断是否继续执行循环体。

第 3 章：数据结构

3.1 列表（list）

# 创建列表
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
# 访问列表元素
print(list1[0])
# 修改列表元素
list1[0] = 10
# 常用方法
list1.append(6)  # 在列表末尾添加元素
list1.pop()  # 删除列表末尾的元素
print(list1)

列表是一种可变的、有序的数据结构，可以存储不同类型的元素。

3.2 元组（tuple）

# 创建元组
tuple1 = (1, 2, 3)
# 访问元组元素
print(tuple1[0])

元组是一种不可变的、有序的数据结构，一旦创建，其元素不能被修改。常用于存储一些不可变的数据，如坐标等。

3.3 集合（set）

# 创建集合
set1 = {1, 2, 3, 3, 4}
# 去重应用
print(set1)

# 集合的基本操作
set2 = {3, 4, 5}
print(set1.union(set2))  # 并集
print(set1.intersection(set2))  # 交集

集合是一种无序且元素唯一的数据结构，常用于去重和集合运算。

3.4 字典（dict）

# 创建字典
dict1 = {'name': 'Alice', 'age': 20}
# 访问字典元素
print(dict1['name'])
# 常用操作
dict1['age'] = 21  # 修改值
dict1['gender'] = 'female'  # 添加键值对
print(dict1)

字典是一种无序的键值对存储结构，通过键来访问对应的值。

总结

通过本章的学习，我们对 Python 有了一个初步的认识，掌握了 Python 的基础语法和常用的数据结构。Python 以其简洁的语法和丰富的功能，为我们提供了一个强大的编程工具。在后续的学习中，我们可以进一步深入学习 Python 的高级特性和应用，如面向对象编程、文件操作等。