Python 语法基础
概要
Python 是一门强调可读性与开发效率的通用编程语言，常用于脚本自动化、Web 开发、数据分析与 AI 等场景。它是动态类型语言，写起来更灵活，但也更需要良好的命名、结构与测试来保证可维护性。
一、数据类型
Python 的常用内置类型可以按“数值 / 序列 / 映射 / 集合 / 布尔 / 二进制 / 特殊值”来理解。
| 类型 | 名称 | 说明 | 示例 | 是否可变 | 是否有序 |
|---|---|---|---|---|---|
| int | 整数 | 不带小数的数字 | 10 | ❌ | - |
| float | 浮点数 | 带小数的数字 | 3.14 | ❌ | - |
| bool | 布尔值 | 真或假 | True | ❌ | - |
| complex | 复数 | 复数类型 | 1+2j | ❌ | - |
| str | 字符串 | 文本数据 | "hello" | ❌ | ✅ |
| list | 列表 | 有序可修改集合 | [1, 2, 3] | ✅ | ✅ |
| tuple | 元组 | 有序不可修改集合 | (1, 2, 3) | ❌ | ✅ |
| set | 集合 | 无序且元素唯一 | {1, 2, 3} | ✅ | ❌ |
| dict | 字典 | 键值对数据结构 | {"name": "Tom"} | ✅ | ✅ |
| NoneType | 空类型 | 表示空值 | None | ❌ | - |
python
# 1. int（整数）
a = 100
b = -50
print(type(a))
# 2. float（浮点数）
pi = 3.14159
print(type(pi))
# 3. complex（复数）
c = 1 + 2j
print(type(c))
# 4. bool（布尔值）
flag = True
print(type(flag))python
name = "Python"
# 1. 重复
print("Hi" * 3)
# 2. 索引
s = "Python"
print(s[0]) # P
print(s[-1]) # n
# 3. 切片
print(s[0:3]) # Pyt
# 常用方法
s = "hello"
print(s.upper())
print(s.capitalize())
print(s.replace("h", "H"))python
# 特点：有序、可修改、可重复、支持不同类型
nums = [1, 2, 3]
names = ["Tom", "Jack"]
mixed = [1, "Hello", True]
# 1. 添加元素
nums.append(4)
# 2. 插入元素
nums.insert(1, 100)
# 3. 删除元素
nums.remove(2)
# 4. 访问元素
print(nums[0])
# 5. 遍历列表
for item in nums:
print(item)python
# 特点：有序、不可修改、可重复
t = (1, 2, 3)
t = (10,)
print(t[0])python
# 集合是无序、不重复的数据类型。
s = {1, 2, 3}
# 1. 添加元素
s.add(4)
# 2. 删除元素
s.remove(2)
# 3. 集合运算
a = {1, 2, 3}
b = {3, 4, 5}
print(a & b) # 交集
print(a | b) # 并集
print(a - b) # 差集python
# 特点：键值对结构、键不能重复、可修改
user = {
"name": "Tom",
"age": 18
}
# 1. 获取值
print(user["name"])
# 2. 添加/修改
user["gender"] = "male"
# 3. 删除
del user["age"]
# 4. 遍历字典
for k, v in user.items():
print(k, v)二、变量声明与类型转换
Python 通过赋值来绑定变量名，不需要显式声明类型；“常量”通常用全大写命名来表达约定（语言层面不会强制禁止修改）。
python
x = 10 # int
y = 3.14 # float
is_active = True # bool
name = "xiaoxiao"
age = 18
print(f'name is {name}, age is {age}')
# 常量（命名约定）
PI = 3.14159 # 常量：圆周率
MAX_USERS = 100 # 常量：最大用户数python
int() # 转换为一个整数
float() # 转化为一个浮点数
str() # 转换为一个字符串
eval(str) # 用来计算在字符串中的有效python表达式，并返回一个对象
tuple(s) # 将序列s转换为一个元组
list(s) # 将序列s转换为一个列表
chr(x) # 将一个整数转换为一个字符三、流程控制
流程控制用于决定代码执行顺序，常见结构包括条件分支、循环、循环控制语句，以及异常处理。
1. 条件语句（if / elif / else）
python
if condition:
# 如果 condition 为 True，执行这里的代码
elif another_condition:
# 如果另一条件为 True，执行这里的代码
else:
# 如果以上条件都不满足，执行这里的代码2. 循环语句（for / while）
python
for i in range(5): # 0, 1, 2, 3, 4
print(i)python
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
print(fruit)python
count = 0
while count < 5:
print(count)
count += 13. 循环控制语句（break / continue / pass）
python
for i in range(5):
if i == 3:
break
print(i)python
for i in range(5):
if i == 3:
continue
print(i)python
if 3 > 2:
pass # 占位符4. 嵌套控制结构
python
age = 25
if age > 18:
if age < 30:
print("成年人且年龄在 18 到 30 之间")
else:
print("成年人但超过 30 岁")
else:
print("未成年")python
for i in range(3):
for j in range(2):
print(f"i = {i}, j = {j}")5. 条件表达式（三元表达式）
python
# 基础语法
x if condition else y
age = 18
status = "成年人" if age >= 18 else "未成年"
print(status)6. 异常处理（try / except / else / finally）
python
try:
# 可能引发异常的代码
except ExceptionType as e:
# 异常处理代码
else:
# 如果没有异常发生，执行此块代码
finally:
# 无论是否发生异常，最终都会执行这块代码python
try:
x = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("不能除以零")
else:
print("没有错误发生")
finally:
print("此代码总会执行")四、函数
函数用于复用逻辑与组织代码。Python 用 def 定义函数，参数支持位置参数、默认参数、可变参数（*args / **kwargs）与关键字参数；也支持 lambda 匿名函数。
1. 定义函数与返回值
python
def function_name(parameters):
# 函数体
return value # 可选返回值python
def greet(name):
print(f"Hello, {name}!")
greet("Alice")
greet("Bob")python
def add(a, b):
return a + b
result = add(3, 5)
print(result) # 82. 参数
python
def subtract(a, b):
return a - b
print(subtract(10, 3)) # 7python
def greet2(name, greeting = "Hello"):
print(f"{greeting}, {name}!")
greet2("Alice")
greet2("Bob", "Hi")python
# 可变数量的参数 *args
def sum_numbers(*args):
type(args) # 以元组形式接收
return sum(args)
print(sum_numbers(1, 2, 3)) # 6
print(sum_numbers(1, 2, 3, 4, 5)) # 15
# 关键字参数 **kwargs
def greet_person(**kwargs):
type(kwargs) # 以字典形式接收
print(f"Hello {kwargs['name']}! Your age is {kwargs['age']}.")
greet_person(name="Alice", age=30)python
def person_info(name, age):
print(f"Name: {name}, Age: {age}")
person_info(name="Alice", age=25)3. 匿名函数（lambda）
python
# 基础语法 函数名 = lambda 形参: 返回值
add2 = lambda x, y: x + y
print(add2(3, 5)) # 8
points = [(2, 3), (1, 1), (4, 5)]
points.sort(key=lambda x: x[1])
print(points) # [(1, 1), (2, 3), (4, 5)]4. 函数作用域（局部 / 全局）
python
x = 10 # 全局变量
def foo():
x = 5 # 局部变量
print(x)
foo() # 5
print(x) # 10python
x = 10
def modify_global():
global x
x = 20
modify_global()
print(x) # 205. 函数文档字符串（docstring）
python
def greet3(name):
"""
该函数接受一个名字作为参数，并打印问候语。
参数:
name: 字符串，表示被问候的人的名字
"""
print(f"Hello, {name}!")
help(greet3)6. 递归函数
python
def factorial(n):
if n == 0:
return 1
else:
return n * factorial(n - 1)
print(factorial(5)) # 1207. 异常模块与包
python
def func():
raise Exception("抛出了一个问题")
func()python
# 1. 内置模块
# 2. 第三方模块
import 模块名
from 模块名 import 功能名
from 模块名 import *
调用：模块名.功能名
# 3. 自定义模块五、列表与序列进阶
1. 列表切片
切片语法 [start:stop:step] 适用于 list、tuple、str 等序列类型，左闭右开。
python
nums = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
print(nums[1:4]) # [1, 2, 3] — 索引 1 到 3
print(nums[:3]) # [0, 1, 2] — 省略 start 从 0 开始
print(nums[3:]) # [3, 4, 5] — 省略 stop 到末尾
print(nums[::2]) # [0, 2, 4] — 步长为 2，隔一个取一个
print(nums[::-1]) # [5, 4, 3, 2, 1, 0] — 负步长倒序
# 浅拷贝（等价于 nums.copy()）
copy = nums[:]2. 推导式
Python 提供三种推导式，用简洁的表达式构造集合。
python
# 基础：[表达式 for 变量 in 可迭代对象]
squares = [x**2 for x in range(6)] # [0, 1, 4, 9, 16, 25]
# 带 if 过滤
evens = [x for x in range(10) if x % 2 == 0] # [0, 2, 4, 6, 8]
# 带 if-else 三元
labels = ["偶数" if x % 2 == 0 else "奇数" for x in range(4)]
# 嵌套循环
pairs = [(x, y) for x in "AB" for y in "12"]python
# {键表达式: 值表达式 for ...}
squares_dict = {x: x**2 for x in range(4)}
# {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9}
# 反转键值
d = {"a": 1, "b": 2}
reversed_d = {v: k for k, v in d.items()}
# {1: 'a', 2: 'b'}python
# {表达式 for ...}
unique_lengths = {len(w) for w in ["a", "bb", "ccc", "bb"]}
# {1, 2, 3}3. 解包（unpacking）
将序列中的元素一次性赋值给多个变量，或用 * 收集剩余元素。
python
# 元组/列表解包
a, b, c = (1, 2, 3) # a=1, b=2, c=3
first, *rest = [1, 2, 3, 4] # first=1, rest=[2, 3, 4]
*head, last = [1, 2, 3, 4] # head=[1, 2, 3], last=4
# * 合并列表
a, b = [1, 2], [3, 4]
merged = [*a, *b] # [1, 2, 3, 4]六、常用内置函数
Python 内置了大量开箱即用的函数，无需 import 即可使用。以下按用途分组列出最常用的：
python
nums = [3, 7, 2, 9, 4]
len(nums) # 5 — 序列长度
max(nums) # 9 — 最大值
min(nums) # 2 — 最小值
sum(nums) # 25 — 求和
any(nums) # True — 任一为真？
all(nums) # True — 全部为真？python
nums = [3, 7, 2, 9, 4]
sorted(nums) # [2, 3, 4, 7, 9] — 返回新列表
sorted(nums, reverse=True) # [9, 7, 4, 3, 2] — 降序
list(reversed(nums)) # [4, 9, 2, 7, 3] — 反转
# key 参数：按自定义规则排序
words = ["apple", "kiwi", "banana"]
sorted(words, key=len) # ['kiwi', 'apple', 'banana'] — 按长度python
nums = [1, 2, 3, 4, 5]
# map：对每个元素执行同一操作
list(map(str, nums)) # ['1', '2', '3', '4', '5']
# filter：保留满足条件的元素
list(filter(lambda x: x > 2, nums)) # [3, 4, 5]
# 注意：map/filter 返回迭代器，需用 list() 转换python
type(42) # <class 'int'>
isinstance(42, int) # True
isinstance(42, (int, float)) # True — 支持多类型
# 进制转换
bin(10) # '0b1010' — 转二进制
hex(255) # '0xff' — 转十六进制
oct(8) # '0o10' — 转八进制
# 字符与编码
ord('A') # 65
chr(65) # 'A'python
# range：生成整数序列
list(range(5)) # [0, 1, 2, 3, 4]
list(range(2, 7)) # [2, 3, 4, 5, 6]
list(range(0, 10, 2)) # [0, 2, 4, 6, 8] — 步长为 2
# enumerate：带索引遍历
for i, v in enumerate(['a', 'b', 'c']):
print(i, v)
# zip：并行迭代
for a, b in zip([1, 2], ['x', 'y']):
print(a, b)七、文件操作
Python 通过内置的 open() 函数读写文件，配合 with 语句可自动关闭文件，避免资源泄漏。
1. 文件打开模式
| 模式 | 说明 |
|---|---|
'r' | 只读（默认），文件不存在则报错 |
'w' | 写入（覆盖），文件不存在则创建 |
'a' | 追加写入，文件不存在则创建 |
'r+' | 读写，文件必须存在 |
'b' | 二进制模式，如 'rb'、'wb' |
2. 读文件
python
# with 语句：离开代码块自动关闭文件
with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
content = f.read() # 一次性读取全部
# line = f.readline() # 读取一行
# lines = f.readlines() # 读取所有行，返回列表
# 逐行读取（推荐：大文件不会撑爆内存）
with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
for line in f:
print(line.strip())3. 写文件
python
# 覆盖写入
with open("output.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
f.write("Hello\n")
f.write("World\n")
# 追加写入
with open("output.txt", "a", encoding="utf-8") as f:
f.write("追加的一行\n")小结
📖 相关资源
- Python 官方文档 - Python 3 文档
- Python 教程 - 官方入门教程
- B站教程 - B站教程