Python入门之Python基础知识

本文主要介绍 Python 入门的基础知识，包括 Python 学习路径和心得、输入输出、注释、变量、数据类型、运算符、格式化输出等。阅读本文预计需要 15 min。

全文框架

Python 简介

最近几年，随着人工智能的兴起，掀起了一股 Python 学习热潮。Python 是一种简单易学、优雅简洁、免费开源、功能强大、面向对象、具有可扩展性、具有丰富的库、具有可移植性的高级解释型编程语言。它的主要不足在于运行速度相较于 C/C++ 慢一些，国内 Python 开发的岗位相对较少。

学好 Python 之后，我们可能从事的岗位有 Python 爬虫工程师、Python Web 开发、运维测试、算法工程师、数据挖掘工程师等，可以选择的方向还是比较多的，不过整体而言，Python 的岗位还是远少于 Java 的。秋招中，大多数公司都是要求 Java 语言。不过这并不影响我们学习 Python，一方面 Python 的优势突出，在市场占有一席之地，尤其是在 AI 领域，另一方面语言具有相通性，学好一门语言，其他语言上手也能非常快。

Python 学习路径和心得

我本硕都是和药学相关，与计算机专业一点都不沾边。一路以来，都是靠自学。自学过程中也走过不少弯路，踩过不少坑，但是在自学过程中，自己的各方面能力都得到了一定的锻炼。

• 资料检索和甄别的能力：Python 学习资料形形色色，铺天盖地。能够高效地利用 Google 和百度等搜索引擎检索、甄别有效的 Python 学习资料，可以为我们节省大量时间和精力，少走弯路。比如：Python 的教学视频，我们就可以到 B 站去搜索播放量大、弹幕多、比较新的教程来跟着学习。B 站视频免费无广告，避免了不少冤枉钱。

• 快速解决问题的能力：学习工作过程中总会遇到各种问题、踩到各种坑，快速解决问题的能力就显得尤为重要。对于搞计算机的人来说，遇到 Bug，要充分利用 Google、Stack Overflow、GitHub 等平台。我们的问题基本上都可以从这些平台找到解决办法。

• 归纳总结的能力：站在巨人的肩膀上学习，能帮助我们节省很多时间。对于前人的知识结晶，我们也要有自己的归纳总结。刚开始学习编程的时候，我用的是纸质版的笔记。一段时间后，我发现纸质版笔记不易保存和随时查阅，写起来也慢，就放弃了。再后来我又发现，学习新知识不记笔记，过一段就会忘记，再需要的时候又得重新找来资料学习。如果有学习笔记，那么自己印象会深刻很多，再需要时忘记了也可以直接检索笔记即可。所以现在我学完一个新知识或技术基本都要做一篇电子版学习笔记，一方面是巩固新知识，另一方面也是方便日后查看。我建议大家学习的时候多做笔记，把好的笔记分享到 CSDN、简书、掘金等技术博客上，一方面可以帮助自己梳理巩固知识体系，另一方面也可以帮助那些遇到了相同问题的人。

学习编程的路径是看视频 + 看书 + 实战。视频相对更有趣，手把手教我们编程，倍速的时候不容易分神。书籍相对专业化、系统化、全面化。对于选择视频还是选择书籍学习，原则就一个，哪个能让你坚持学下去就看哪个。书看不下去了就看视频，视频看不下去了就看书。不管是看视频还是看书，一定要自己动手敲代码！要学会编程，一定要多敲代码！

此外再强调一点，Python 代码的规范性。代码规范不仅看着舒服，提高代码的可读性，也有利于团队开发合作。具体大家可以参考Google Python 风格规范，也可以参照PEP8 Python 代码指南，或者我总结的博客Python 编程风格指南。模仿大牛的代码也是一个很好的学习方法。

我的 Python 学习路径：Python 基础 --> Python 爬虫 --> Python Web。下面我推荐一些自己看过的觉得不错的 Python 学习资料，基本都是可以免费获取。

Python 入门：

1. 北理嵩天老师的 MOOC 课程Python 语言程序设计，结合计算机二级 Python 书籍，学完应付 Python 二级考试不成问题，对 Python 基础也有了一定的了解。
2. 廖雪峰老师的Python 教程，廖雪峰老师的这个网页教程入门也是非常不错的。
3. 骆昊老师的Python - 100 天从新手到大师，这个 GitHub 项目 star 81.1k 非常火，涵盖了 Python 的方方面面，按照这个路径学完全没有问题。
4. 《笨方法学 Python3》
5. 《Python Cookbook 3rd Edition》，网页版Python Cookbook 3rd Edition
6. Python 官网入门教程

进阶：

1. 《Fluent Python》即《流畅的 Python》
2. 《Effective Python：编写高质量 Python 代码的 59 个有效方法》
3. 《Python 核心编程》
4. Python 官方参考资料

初学者面对这么资料难免会焦虑，担心学不完。其实不用考虑那么多，按照一份教程踏实的学下去，先入门。以后再多阅读各种书籍，到时自己也能比较各本书的优劣之处了。技术之路是终生学习，每日学习之路，生命不息，学习不止！
接下来就正式进入我们的 Python 学习之旅吧。

Python 输入输出

计算机的工作就是对输入进行处理，然后把处理结果输出。我们的程序的工作也是对输入进行处理，然后把处理结果输出。

Python 中输入输出是通过 input() 和 print() 函数实现的。

示例：

name = input("请输入你的名字：")
print(name)

输出结果如下：
请输入你的名字：Jock
Jock

这里 name = input("请输入你的名字：")表示input() 接收一个字符串，并把这个字符串赋值给了变量 name，什么是变量，我们后面会讲。print(name)表示把变量name的值输出。

这里有一个小技巧，如果忘记了某个函数的使用方法，可以用help(函数名)或者print(函数名.__doc__)查看这个功能的用法。
比如：

help(print)

输出结果如下：
Help on built-in function print in module builtins:
print(...)
    print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

    Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
    Optional keyword arguments:
    file:  a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
    sep:   string inserted between values, default a space.
    end:   string appended after the last value, default a newline.
    flush: whether to forcibly flush the stream.

Python 注释

注释是对代码的解释和说明。恰当的注释可以增强代码的可读性，便于我们日后代码维护，也便于团队开发。Python 中注释主要是通过 # 、三个单引号、三个双引号实现的。其中 # 是实现单行注释，三个单引号或者三个双引号是实现多行注释。

示例如下：

# 这是单行注释
name = 'Jock'  # 这也是单行注释
'''
这是三个单引号多行注释

这是三个单引号多行注释
'''

"""
这是三个双引号多行注释

这是三个双引号多行注释
"""
print(name)

Python 变量

在计算机中变量是一个存储临时数据的容器。比如：name = 'Jock' 就是把 Jock 这个字符串赋值给了 name 这个变量，装到了 name 这个容器中。需要注意：变量必须先赋值后使用。

格式：变量名 = 值，如： name = 'Jock'。

变量命名硬性规则

1. 由字母、下划线、数字组成，并且只由字母或者下划线开头，不能以数字开头。
2. 不要使用 Python 关键字作为变量名。
3. 尽量使用具有实际含义的变量名，比如用 name 表示姓名，age 表示年龄。
4. 大小写敏感，如：大写的a和小写的A是两个不同的变量。

注： Python 关键字是指在 Python 中具有特殊功能的标识符。标识符是开发人员在程序中自定义的一些符号和名称，如变量名、函数名等。可以通过以下代码查看 Python 关键字：

import keyword  # 导入 keyword 库


# 打印 Python 关键字的个数
print(len(keyword.kwlist))  # len() 计算容器所含元素的个数，使用 help(len) 可以查看 len()函数的用法
print(keyword.kwlist)  # 输出 Python 关键字列表

结果输出：
35
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

常用变量命名方式

常用变量命名方式有以下几种：

1. 下划线命名法：单词全部小写，并且不同单词通过下划线连接。如：my_name = 'Jock'
2. 小驼峰命名法：第一个单词首字母小写，其他单词首字母大写。如：myName = 'Jock'
3. 大驼峰命名法：所有单词首字母大写。如：MyName = 'Jock'

Python 中变量命名方式推荐遵循 PEP 8 要求：

1. 用小写字母拼写，多个单词用下划线连接。
2. 受保护的实例属性用单个下划线开头(以后会讲)。
3. 私有的实例属性用两个下划线开头(以后会讲)。

此外我们还可以利用type()函数来查看变量的类型。

示例：

age = 25  # 将 25 赋值给变量 age
print(type(age))  # 打印变量 age 的数据类型

输出结果：
<class 'int'>

这里我们可以看到 age变量是 int 数据类型，即整型。待会我们会讲。

Python 数据类型

计算机能处理文本、图像、音频等各种数据，那么我们存储这些信息就需要不同的数据类型。

Python 常见数据类型

符号	说明	举例
int	整型，即整数	1, 2, 3
float	浮点数，即小数	1.1， 2.2， 3.3
str	字符串，用单引号或双引号或三引号括起来的任意文本	‘a’, “a”, “”“a”"", ‘’‘a’’’
bool	布尔类型，即真假两种	True, False
NoneType	空值，Python 中 None 不能理解为 0，它是一个特殊的空值	None
list	列表	[1, 2, 3]
tuple	元组	(1, 2, 3)
set	集合	{1, 2, 3,}
dict	字典	{‘name’:‘Jock’, ‘age’:15}

对于 str、list、tuple、set、dict 后面我会进行总结。

Python 数据类型转换

在 Python 中可以用一些函数来实现数据类型的转换。

函数	说明
int(x)	将 x 转换为整数
float(x)	将 x 转换为浮点数
complex(real,[imag])	创建一个复数，real 为实部，imag 为虚部
str(x)	将 x 转换为字符串
repr(x)	将 x 转换为表达式字符串
eval(str)	用来计算字符串中的 Python 表达式并返回一个对象(慎用)
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 Unicode 字符
ord(x)	将一个字符转换为它的 ASCII 整数值
hex(x)	将一个整数转换为一个十六进制字符串
oct(x)	将一个整数转换为一个八进制字符串
bin(x)	将一个整数转换为一个二进制字符串

Python 运算符

算数运算符

运算符	描述	举例
+	加	1 + 2 = 3
-	减	3 - 1 = 2
*	乘	2 * 3 = 6
/	除	3 / 2 = 1.5
//	取整除，向负无穷取整，返回整数部分	9 // 2 = 4
%	取余，返回除法的余数	10 % 3 = 1
**	指数	2 ** 3 = 8

算数运算符有优先级顺序，** > * / % // > + -，为了避免歧义，增强代码可读性，建议用()来处理运算符优先级。

赋值运算符

运算符	描述	举例
=	赋值运算符	把 = 号右边的结果赋给左边的变量，如：n = 1 + 2*5，结果 n 的值为 11
+=	加法赋值运算符	a += b 等价于 a = a + b
-=	减法赋值运算符	a -= b 等价于 a = a - b
*=	乘法赋值运算符	a _= b 等价于 a = a _ b
/=	除法赋值运算符	a /= b 等价于 a = a / b
%=	取模赋值运算符	a %= b 等价于 a = a % b
**=	幂赋值运算符	a **= b 等价于 a = a ** b
//=	取整除赋值运算符	a //= b 等价于 a = a // b

注意： Python 中可以多个变量赋值，如：a, b, c = 1, 2, 3。

关系运算符

运算符	描述
>	大于
>=	大于等于
<	小于
<=	小于等于
!=	不等于
==	等于

逻辑运算符

运算符	描述
not	非
and	与，全真为真，一假全假
or	或， 全假为假，一真全真

注意：and 和 or 均遵守逻辑短路原则。

其他

运算符	描述	举例
in	成员运算符	1 in [1, 2, 3] 结果为 True
not in	成员运算符	1 not in [1, 2, 3] 结果为 False
is	身份运算符	1 is 1 结果为 True
is not	身份运算符	1 is not 1 结果为 False
~	位运算符，按位取反	~1 结果为 -2
&	位运算符，按位取反	1 & 2 结果为 0
|	位运算符，按位取反	1 | 2 结果为 3
<<	移位运算符，左移	1 << 2 结果为 4
>>	移位运算符，右移	4 >> 2 结果为 1

Python 格式化输出

我们在输出的时候还要考虑格式的问题，比如居中、左对齐等等。Python 中有 3 种方式来实现格式化输出。
最老的是从 C 语言上面继承过来的 % printf-style String Formatting 模式，然后是 format 格式化，再到现在 Python 3.6 开始出现的 f-string 格式化。如今推荐使用 f-string 格式，当然 %等格式化还是继续支持的。

示例：

name = 'Jock'
age = 25
money = 6.666666
# 采用 % 格式化输出
print('我的名字是：%s，年龄是：%d，总共财产是：%.2f' % (name, age, money))
# 采用 format 格式化输出
print('我的名字是：{}，年龄是：{}，总共财产是：{:.2f}'.format(name, age, money))
# 采用 f-string 格式化输出
print(f'我的名字是：{name}，年龄是：{age}，总共财产是：{money:.2f}')

结果输出：
我的名字是：Jock，年龄是：25，总共财产是：6.67
我的名字是：Jock，年龄是：25，总共财产是：6.67
我的名字是：Jock，年龄是：25，总共财产是：6.67

这里分享一个自己的经验，Python 中函数非常多，有时我们可能会忘记一个函数的用法，这个时候除了前面的用 help(function_name) 和 print(function_name.__doc__) 以外，还可以充分利用 Python 的官方文档。受网络影响，网页版有时打开较慢。我们可以安装一个最新的 Python 安装包，比如现在的 Python 3.8，然后电脑里面就会存在 Python 3.8 Manuals 文件，里面包含了 Python 3.8 有关的所有官方文档。我们可以在Python 3.8 Manuals 检索我们的函数，可以轻松找到相关的用法和示例。

知识很多，需要我们一点一点去学习，去总结。成长路上，困难总是难免的，积极的去面对困难，找到解决困难的办法！

推荐阅读：

1. 编程小白安装Python开发环境及Pycharm的基本用法

后记

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