Python 3 基础知识

简介

Python 3 是一种高级的、动态的、面向对象的脚本语言，它的设计目标是使代码的可读性更强，同时也让程序员能够以更少的代码高效地表达想法。Python 3 中内置了大量的模块，因此可以完成很多不同的任务，比如处理文本、创建GUI、连接数据库、处理图像等等。

安装Python 3

Python 3 可以在 Windows、macOS 和 Linux 上运行。我们可以从官网上下载带有安装程序的Python 3，也可以使用操作系统自带的软件包管理器安装Python 3。

Windows

在 Windows 上，我们可以从官网下载 Python 3 的安装程序并运行它，按照安装程序的指示进行安装。安装完成后我们可以在命令行中输入 python 命令验证 Python 是否已成功安装。

macOS

在 macOS 上，我们可以使用 Homebrew（https://brew.sh/）来安装 Python 3。在终端中输入如下命令安装 Homebrew：

/usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

安装完成后，我们可以使用如下命令来安装 Python 3：

brew install python3

安装完成后，我们可以在命令行中输入 python3 命令验证 Python 是否已成功安装。

Linux

在 Linux 上，我们可以使用包管理器来安装 Python 3。以 Ubuntu 为例，在终端中输入如下命令来安装 Python 3：

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3

安装完成后，我们可以在命令行中输入 python3 命令验证 Python 是否已成功安装。

Python 3 程序结构

Python 3 中程序的基本结构如下：

# 这是一个 Python 3 程序的注释

# 导入模块
import sys

# 定义函数
def function():
    print('Hello, World!')

# 主程序
if __name__ == '__main__':
    function()

• 注释：以 # 开头的行为注释，可以使用注释来对程序进行说明。
• 导入模块：使用 import 语句来导入模块。Python 3 中内置了大量的模块，也可以使用第三方模块来扩展 Python 3 的功能。我们可以使用 sys 模块来访问一些与 Python 解释器和它的环境有关的变量和函数。
• 定义函数：使用 def 语句来定义函数。函数是组织好的、可重复使用的、用来执行一个或多个相关操作的代码段。我们可以使用 print 函数来输出一段文本。
• 主程序：使用 if __name__ == '__main__': 来标记主程序的入口点。在主程序中我们可以调用函数来完成一些任务。

基础语法

变量和数据类型

Python 3 中的变量不需要声明，我们可以直接将值赋给变量。Python 3 中支持多种数据类型，包括数值、字符串、列表、元组、集合、字典等等。

# 数值类型
a = 1 # 整数
b = 2.0 # 浮点数

# 字符串类型
c = 'Hello, World!'
d = "Python 3"

# 列表类型
e = [1, 2, 3]
f = ['a', 'b', 'c']

# 元组类型
g = (1, 2, 3)
h = ('a', 'b', 'c')

# 集合类型
i = {1, 2, 3}
j = {'a', 'b', 'c'}

# 字典类型
k = {'name': 'Alice', 'age': 18}

运算符

Python 3 中支持各种运算符，包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、位运算符等等。

# 算术运算符
a = 2 + 3 # 加法
b = 2 - 3 # 减法
c = 2 * 3 # 乘法
d = 2 / 3 # 除法
e = 2 % 3 # 取模
f = 2 ** 3 # 幂
g = 2 // 3 # 整除

# 比较运算符
a = 2 == 3 # 等于
b = 2 != 3 # 不等于
c = 2 > 3 # 大于
d = 2 < 3 # 小于
e = 2 >= 3 # 大于等于
f = 2 <= 3 # 小于等于

# 逻辑运算符
a = True and False # 与
b = True or False # 或
c = not True # 非

# 位运算符
a = 2 & 3 # 按位与
b = 2 | 3 # 按位或
c = 2 ^ 3 # 按位异或
d = ~2 # 取反
e = 2 << 3 # 左移
f = 2 >> 3 # 右移

控制流语句

Python 3 中支持各种控制流语句，包括条件语句、循环语句等等。

# 条件语句
a = 1
if a == 1:
    print('a 等于 1')
elif a == 2:
    print('a 等于 2')
else:
    print('a 不等于 1 也不等于 2')

# 循环语句
a = [1, 2, 3]
for i in a:
    print(i)

i = 0
while i < 3:
    print(i)
    i += 1

# 跳转语句
for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    if i == 3:
        continue
    print(i)

# 异常处理语句
try:
    a = 1 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print(e)
finally:
    print('最终执行的代码')

标准库简介

Python 3 内置了大量的模块，我们可以使用这些模块来完成各种任务。

# 操作系统服务
import os

# 文件操作
import shutil

# 正则表达式
import re

# 数学计算
import math

# 时间处理
import datetime

# 网络编程
import socket

# 数据压缩和归档
import gzip
import zipfile

# 数据库连接
import sqlite3

# 电子邮件
import smtplib

第三方库简介

Python 3 的可扩展性极高，我们可以使用各种第三方库来扩展其功能。

• 数据科学和机器学习：NumPy、Pandas、Matplotlib、Scikit-learn 等等
• 网络爬虫和数据抓取：Requests、Beautiful Soup、Scrapy 等等
• Web 应用开发：Django、Flask、Pyramid 等等
• 游戏开发：Pygame、PyOpenGL、Panda3D 等等

总结

Python 3 是一种高级的、动态的、面向对象的脚本语言。Python 3 的设计目标是让代码的可读性更强，同时让程序员能够以更少的代码高效地表达想法。Python 3 中内置了大量的模块，因此可以完成很多不同的任务。Python 3 的可扩展性极高，我们可以使用各种第三方库来扩展其功能。