一、简介
1.1 Python 特性
解释型语言：代码无需编译可直接运行，适合快速开发。
动态类型：变量类型在运行时确定（如x=1后x="str"仍合法）。
面向对象：支持类、对象、继承等特性，代码可复用性强。
语法简洁：通过缩进区分代码块，减少括号等冗余符号。
1.2 应用场景
数据分析：Pandas、Numpy 等库处理结构化数据。
人工智能：TensorFlow、PyTorch 构建机器学习模型。
Web 开发：Django、Flask 框架开发网站。
自动化脚本：批量处理文件、系统运维自动化。
二、Python 基础语法
2.1 字面量与数据类型
核心关联点：可变与不可变类型
| 类型 | 是否可变 | 存储特点 | 典型应用 |
| 整数（int） | 不可变 | 直接存储数值 | 计数、索引 |
| 浮点数（float） | 不可变 | 存储小数，存在精度误差（如0.1+0.2≠0.3） | 科学计算 |
| 字符串（str） | 不可变 | 字符序列，支持切片操作 | 文本处理 |
| 列表（list） | 可变 | 有序元素集合，可动态增删改 | 存储同类数据序列 |
| 元组（tuple） | 不可变 | 有序元素集合，不可修改 | 保护数据不被意外修改 |
| 字典（dict） | 可变 | 键值对映射，键需不可变（如 str） | 快速查询（类似通讯录） |
| 集合（set） | 可变 | 无序不重复元素，支持集合运算 | 去重、交集并集计算 |
易混淆点：
- 字符串、元组虽不可变，但可通过拼接生成新对象（如s = "a"; s += "b"实际生成新字符串）。
- 字典的键必须为不可变类型（如dict[{1:2}]会报错，因列表可变）。
2.2 运算符优先级（由高到低）
示例对比：
- 3 + 4 * 2 → 先算4*2=8，再算3+8=11（乘优先于加）。
- 3 * 2 ** 2 → 先算2**2=4，再算3*4=12（指数优先于乘法）。
2.3 字符串操作核心方法
易混淆方法对比
| 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() | 用指定字符连接列表 | 否 | ",".join(["a","b","c"]) → "a,b,c" |
| strip() | 去除首尾指定字符（默认空格） | 否 | " abc ".strip() → "abc" |
| replace() | 替换子串 | 否 | "abc".replace("a","x") → "xbc" |
| upper()/lower() | 转大小写 | 否 | "AbC".upper() → "ABC" |
三、流程控制：判断与循环
3.1 if 基本格式
# 示例代码
age = 20
if age >= 18:print("成年了")print("可以投票了")if-elif-else 语句
# 示例代码
height = int(input("请输入身高(cm): "))
vip_level = int(input("请输入VIP等级："))if height < 120:print("免费游玩")
elif vip_level > 3:print("VIP免费")
else:print("需要购票")3.2 循环结构对比
| 循环类型 | 适用场景 | 核心特点 | 跳出方式 |
| for 循环 | 已知次数的遍历（如列表、字符串） | 按元素遍历，无需手动控制计数器 | break/continue |
| while 循环 | 未知次数的循环（如用户输入验证） | 条件为真时执行，需手动更新条件变量 | break/continue |
典型案例：
for 循环：遍历列表求最大值
# 示例代码
name = "python"
for char in name:print(char)while 循环：猜数字游戏
# 示例代码
i = 0
while i < 5:print(i)i += 1四、函数与数据容器
4.1 函数参数传递机制
可变与不可变参数对比
| 参数类型 | 传递方式 | 修改影响 | 示例 |
| 不可变类型（int/str/tuple） | 值传递 | 函数内修改不影响外部变量 | def f(x): x=2; a=1; f(a); print(a) → 1 |
| 可变类型（list/dict/set） | 引用传递 | 函数内修改会影响外部变量 | def f(l): l.append(0); a=[1]; f(a); print(a) → [1,0] |
4.2 数据容器核心操作对比
列表、元组、字典、集合常用方法
| 操作 | 列表（list） | 元组（tuple） | 字典（dict） | 集合（set） |
| 创建 | [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（报错） | dict[key]=value | add()/update() |
| 删除元素 | pop()/remove() | 不可删除（报错） | pop(key) | remove()/discard()/pop() |
| 访问元素 | lst[0] | tup[0] | dict[key] 或 get(key) | 不可直接访问（无序） |
| 遍历 | for x in lst | for x in tup | for k in dict 或 for k,v in dict.items() | for x in set |
| 常用内置函数 | len()/max()/min()/sorted() | len()/max()/min()/sorted() | len()/keys()/values()/items() | len()/union()/intersection() |
数据容器对比
| 类型 | 元素类型 | 有序 | 可变 | 重复元素 |
| 列表（List） | 任意 | 是 | 是 | 支持 |
| 元组（Tuple） | 任意 | 是 | 否 | 支持 |
| 字典（Dict） | Key 必须不可变，Value 任意 | 否 | 是 | Key 不支持重复 |
| 集合（Set） | 任意 | 否 | 是 | 不支持 |
| 字符串（Str） | 字符 | 是 | 否 | 支持 |
五、文件操作与异常处理
5.1 文件操作三模式对比
| 模式 | 读写权限 | 文件不存在时 | 典型应用 |
| r | 只读 | 报错 | 读取配置文件 |
| w | 写入（覆盖原内容） | 创建新文件 | 重新生成日志文件 |
| a | 追加写入 | 创建新文件 | 追加日志记录 |
安全写法：使用with open自动关闭文件
# 读取文件（推荐）with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:content = f.read()# 写入文件（推荐）with open("output.txt", "w", encoding="utf-8") as f:f.write("Hello World")5.2 异常处理流程
典型案例：
try:num = int(input("输入数字: "))result = 10 / numexcept ValueError:print("请输入有效数字")except ZeroDivisionError:print("不能除以0")except Exception as e:print(f"未知错误: {e}")else:print(f"计算结果: {result}")finally:print("程序执行完毕")六、模块与面向对象编程
6.1 模块导入方式对比
| 导入方式 | 语法 | 命名空间影响 | 适用场景 |
| 导入整个模块 | import math | math.sqrt(4) | 避免命名冲突 |
| 导入指定功能 | from math import sqrt | sqrt(4) | 简化代码书写 |
| 导入所有功能 | from math import * | 可能覆盖同名变量 | 快速原型开发 |
| 模块别名 | import math as m | m.sqrt(4) | 长模块名简化 |
6.2 面向对象核心概念
封装、继承、多态对比
| 概念 | 定义 | 代码示例 |
| 封装 | 隐藏内部实现，只暴露必要接口 | class Person: __age=18; def get_age(): return self.__age |
| 继承 | 子类复用父类代码 | class Student(Person): pass |
| 多态 | 同一方法不同实现（动态绑定） | def func(obj): obj.sound(); dog=Dog(); bird=Bird(); func(dog); func(bird) |
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