Python学习笔记1（基础入门）

内容包括：编程基础&数据结构与判断&循环&函数和类&编程实践

编程基础

Lesson1：编程中的文本

概念
代码（Code）
程序员用某种编程语言写出来的文本，可以被计算机一行行地执行。

代码
Print()
在电脑屏幕上输出内容。
括号内为具体需要输出的内容。
输出的内容为字符串时，需要将字符串用双引号括起来。
在 Python 中，使用单引号或是双引号都可以创建字符串。

代码
字符串（String）
作用：编程中表示文本的数据类型。所有用引号括起来的数据，都是字符串。
在引号的内部，数据可以是英文、中文、数字等等，只要是被双引号括起来的数据，都是字符串。

Python的代码规范
空行：代码之间用空行分隔，表示一段新的代码的开始。在编写时不插入空行，Python运行也不会出错。
顶格：同一级别的代码需要顶格开始写，不能有空格，不然程序会报错。

概念
输入（Input）
输入是指外界传递给程序的数据。
输出（Output）
输出是指程序传递给外界的数据。

代码
注释（Annotation）
注释的作用是对代码进行批注说明。
注释以#开头，用于告诉电脑，这行代码是注释，不需要被电脑执行。
在 # 后空一格，与文本分开，这样内容不会堆积，看起来整洁和美观。

Lesson2：变量与赋值

概念
变量（Variables）
变量是编程语言中能存储数据的抽象概念，它可以存储各种数据。
变量名只能由字母、数字、下划线、中文组成。
需要注意的是：
变量不能以数字开头；
变量不能包含空格；
变量对大小写敏感，变量A和变量a是不同的。
常量（Constant）
常量是指在程序运行时不能被修改的数据。
比如整数 175，小数 52.5，字符串 “Tony” 都是常量，它们是不能被修改的。

代码
赋值（Assignment）
赋值需要用到等号“=”，所以等号“=”又叫做“赋值运算符”。
例如：name = “Tony”就是一次赋值，将常量”Tony”赋值给变量name。
变量作为一个存储数据的“地方”，其中的东西是可以改变的。
给一个变量进行两次赋值后，仅保留最后一次赋值的数据。
可以将变量A赋值给变量B。

代码
格式化输出（Formatted Output）
格式化输出让我们可以对字符串里的内容进行灵活替换。
name = “Tony”
print(f”My name is {name}”)
上述代码表示将变量name的值（此处为Tony）在print代码中输出。
字符串之前的小写字母 f 表示这个字符串需要进行格式化输出。
注意是小写字符f而不是大写字母F。
需要用变量替换的部分用大括号{}进行标记。

转义字符
转义字符是一种特殊的字符，它们以反斜线 \ 开头，例如换行符 \n 。
当字母 n 与反斜线 \ 结合后，它们的含义和功能相比之前发生了转变，因此这样的字符被称为转义字符。

Lesson3：编程中的数字

概念
整型（Integer）
整型是Python中用来表示整数的数据类型。
整型直接通过数字来表示，且无需添加引号。
如果用来表示负数，可以在数字前添加一个负号(-)。
跟字符串类似，我们也可以使用print()功能输出一个整型。
浮点型（float）
浮点型是用来表示浮点数的数据类型，是编程语言里用来呈现和存储小数的一种方式。
它通过数字和小数点来表示，无需添加引号。
如果表示负数，可以在数字前添加一个负号（-）。
同样的，使用print()功能也可以输出一个浮点型数据。

代码
四则运算
a = 1
b = 2
print(a+b)
print(a-b)
print(a*b)
print(a/b)
整型之间加、减、乘法的计算结果是整型。
整型之间除法的计算结果，都是浮点型。就算刚好整除，也会得到一个浮点型数据。
浮点型的计算结果是浮点型，只要参与运算的双方有一个是浮点型，那么结果也是浮点型。

代码
取整和取模（Round And Modulo）
当两个数无法整除的时候，我们会得到一个余数。
例如：7÷3=2……1，2被称作商，1被称作余数。
取整运算用于求取两个数相除之后的商。取整运算的符号是//。
取模运算用于求取两个数相除之后的余数。取模运算的符号是百分号 %。
四则运算，遵循“先乘除，后加减”的运算顺序。
倘若运算中，包含了取整取模，就要遵循“先乘除取整取模，后加减”的运算顺序。

字符串的运算
一般情况，字符串是不可以和整型以及浮点数数据进行运算的。
若进行运算，计算机会报错“TypeError”。
仅有两种情况下，字符串可以进行运算：
①整型和字符串相乘：整型*字符串，输出的结果，是将字符串重复几次拼接在一起。
②字符串和字符串相加：字符串+字符串，输出的结果，是这几个字符串的拼接。

Lesson4：编程中的真与假

概念
布尔数（Boolean）
布尔数是一种数据类型，它只有“真”（True）和“假”（False）两种值。
True 和 False 不加引号。

代码
比较运算（Comparison Operation）
a = 3
b = 1
print(a > b)
上述代码输出结果为true（a确实大于b）。
类似”>”，”<”这样，对二者进行比较的，我们称为比较运算符。
除了”>”，”<”这两个比较运算符以外，还有：
== 等于符号，注意是两个等号，要和=赋值区分开 ；
>= 大于等于符号；
<= 小于等于符号；
!= 不等于符号。

代码
逻辑运算（Logic Operation）
逻辑运算，是针对多个“真”、“假”命题进行判断的运算。
“并且（and）”、“或者（or）”和“非（not）”是常见的三种逻辑运算。
and运算符表示“并且”：
仅当and左右两边的布尔数均为True时，运算结果才为True。
其它情况下，运算结果都为False。
or运算符表示“或者”：
只要当or左右两边的布尔数有一个为True时，运算结果就为True。
也就是说，只有当or左右两边的布尔数均为False时，运算结果才为False。
not运算符表示“非”：
与and和or不同，not运算符只会运算一个布尔数，表示对这个布尔数进行取反。
也就是说，not True 运行结果是False，not False运行结果是True。
注意True和False都要首字母大写。
当涉及多个条件时，在Python中常会将比较运算和逻辑运算混合使用。
在此时，Python会优先执行比较运算，再按优先级顺序执行多种逻辑运算。
逻辑运算间的优先级为not > and > or。
如果想控制代码执行的顺序，可以对希望优先执行的运算使用括号。

概念
布尔表达式（Boolean Expression）
无论是进行简单的比较运算，还是进行了逻辑运算，或者是混合使用。
在Python中，只要运算结果是True或False。这样的运算式，都被统一称为布尔表达式。

Lesson5：单向选择的判断

概念
判断语句（Judgment Statement）
判断语句是程序的三大语句结构之一。
它的作用是根据判断的条件是否成立（真或假），来决定后续代码执行顺序。

代码
if判断（If Statement）
yourAge = 20
myAge = 18
if yourAge > myAge:
　　print(“你的年龄比我大”)
上述代码判断yourAge是否比myAge大，如果结果为True，则输出相应语句。
程序运行到 if 判断时，如果条件为真，则进入执行部分；完成后，程序接着运行 if 判断下面的代码。
程序运行到 if 判断时，如果条件为假，程序就直接跳开 if 判断的执行部分，运行后面的代码。
注意if判断的执行部分需要前置四个空格。

概念
关键字（Keyword）
关键字是程序语言中有特殊意义的单词，它们都不能被当作变量名使用。
在我们已经学过的知识里，and，or，not，True，False都是关键字。
此外，由于变量名区分大小写，所以 if 不能作为变量名，但 IF 、If、iF可以。

概念
缩进（Indentation）
Python 中不同层级的代码之间强制要求缩进，并且相同层级的代码要求缩进的空格数量一致。
在Python中，缩进的数量不做强制的要求，可以 1 个空格，可以 2 个空格。
建议每个缩进用 4 个空格，这是一种比较美观易读的代码风格。
代码块（Code Block）
同一层级的代码集合叫做代码块，代码块中的代码会按由上至下的顺序执行。
在 Python 中，通过缩进来划分代码块。
if 判断后面跟随条件，如果条件成立，程序执行归属于 if 判断的一个代码块。
这时候就需要使用缩进组织代码块，区分代码的层级。
在连续的多个 if 判断中，每一个 if 判断内都有一个代码块。
只有当 if 条件成立时，程序才会执行这个 if 判断里面的代码块。
如果条件不成立，程序就会跳开这个 if 判断，继续运行接下来的代码。

Lesson6：双向选择的判断

代码
if-else判断
yourScore = 80
myScore = 90
if yourScore > myScore:
　　print(“你的得分比我高”)
else:
　　print(“你的得分不比我高”)
关键字 else，如果之前的 if 判断条件不成立，就执行 else 的代码块。
在 else 之后使用冒号，表示后续缩进的代码块在判断条件不成立的时候会被执行。
程序运行到 if 判断时，如果条件为真，执行 if 的代码块。
程序运行到 if 判断时，如果条件为假，程序就直接跳开 if 判断的执行部分，运行 else 的代码块。
if-else 语句有两个特性：
①else 需与 if 搭配使用，它无法独立出现。必须先有 if，然后才能使用 else，否则程序就会报错。
②if 与 else 成互斥关系。程序不会既执行 if 内的代码块，又执行 else 内的代码块。

概念
空值（null）
空值，又叫 NULL 值，在 Python 中写作 None。None 是关键字。
它代表这个数值不是整型，不是字符串，不是浮点型，表示没有值。
注意，它和 0 不一样，因为 0 的值是 0，而空值的值是None。
非空（Non-null）
当一个变量里有值，并且这个值不是空值（None），我们就说这个变量“非空”。
同时我们也把所有不是空值的值称为“非空值”。
布尔表达式和非零非空数据，都可以作为判断语句的条件。
在判断语句中，对非零值判断为真；对数字0的判断为假；对 None 的判断为假。

数据结构与判断

Lesson1：复杂的多向选择

代码
elif判断
day = 3
if day == 1:
　　print(“元气满满地工作”)
elif (day >= 2) and (day <= 5):
　　print(“继续搬砖吧”)
else:
　　print(“世界这么大，出去走走吧”)
使用elif进行多向选择的判断。
if-elif-else 语句有3个特性：
①若不满足 if 条件，判断是否满足 elif 的条件，满足就执行 elif 内的代码块，不满足就执行 else 内的代码块。
②elif 需与 if 搭配使用，它无法独立出现。必须先有 if ，然后才能使用 elif ，否则程序就会报错。
③if 、elif 与 else 成互斥关系。程序不会同时执行 if 内、 elif 内和 else 内的代码块，只会执行其中一个。
判断的条件超过3个时，中间的多个条件都能使用 elif ，无论中间有多少个 elif ，它和 if 、elif 都是互斥关系。

概念
嵌套（Nested Structure）
嵌套语句是指将一个语句装在另一个语句里。

代码
if嵌套
time = 13
num = 2
if (time >= 9) and (time <= 23):
　　print(“在打折时间内”)
　　if num >= 2:
　　　　print(“全场八折”)
上述代码在第一个if内的代码块中嵌套了另一个if语句。
嵌套的原则是先确定外层条件再确定内层条件，只有当外层条件成立时，才进入到内层条件当中继续执行。
在相互嵌套时，一定要严格遵守不同级别代码块的缩进规范。
每嵌套一层都需要在原有缩进的基础上，再增加相应的缩进。
不仅是 if 嵌套 ，在Python中，if 、if-else 和 if -elif-else 之间也可以相互嵌套。

Lesson2：数据和判断小结

Lesson3：储存多个数据的元组

概念
数据结构（Data Structure）
数据结构是计算机存储和组织数据的方式。
数据结构有很多种，其中使用最多的，是元组(tuple)、列表(list)、字典(dict)这三种。
元组，是一种由多个数据组成的有序数据集合。

代码
元组（Tuple）
元组，是一种由多个数据组成的有序数据集合。
它就像一排抽屉，我们可以在抽屉里面放不同的东西。
calendar = (“1月1日”, “1月2日”, “1月3日”, “1月4日”)
print(calendar)
一个括号，是定义元组的固定格式。
三个逗号，逗号是用来分隔元组里面各个元素的固定符号。
元组里可以存储各种各样的数据类型，一个元组可以完全由整型、浮点型、字符串、布尔数构成。
也可以由这几种数据类型的常量混合组成。

代码
索引（Index）
元组中的数据是有顺序的。
例如calendar这个元组里面，排在第一位的是”1月1日”，第四位的是”1月4日”。
当我们输出calendar[0]的时候，就得到了这个元组的第一个数据。
像这样访问它内部数据的机制，叫做“索引”。
索引是在数据结构中用来定位和寻找数据的检索方式。
可以通俗理解为索引是数据的位置。
索引都是从0开始的。因此，第一个数据的索引为0，第二个数据的索引为1，以此类推。
可以通过中括号[]和索引的方式，直接访问到某一个位置的元素。

代码
IN运算
倘若一个元组的元素非常多，我们想要寻找某一个数据，是不是在元组中，用肉眼看的方式非常麻烦。
元组这样的数据结构，有一种运算方式，叫in运算符，可以进行快速判断。
numbers = (0,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377)
result = 5 in numbers
print(result)
上述代码的输出结果为true。

课后练习

Lesson1：编程中的文本

注释练习
编写注释，并使用print()分行打印给定内容。

# 使用print()输出Hello World
print("Hello World")
# 使用print()输出Hello World
print("I like coding")

Lesson2：变量与赋值

格式化输出
将字符串”变量”赋值给 word，再使用 word 格式化输出以下句子：
今天我们学习了变量。变量能够存储不同的数据。

word = "变量"
print(f"今天我们学习了{word}。{word}能够存储不同的数据。")

Lesson3：编程中的数字

情暖中秋
公司采购了100个月饼，以及一批包装盒，每个包装盒里需放3个月饼。
①计算出这些月饼一共可以装满多少个包装盒，将结果赋值给变量boxNum并使用print()格式化输出：
月饼可以装满{boxNum}个包装盒
②计算装满所有的包装盒后，还剩下多少个月饼没有包装，将结果赋值给变量left并使用print()格式化输出：
还剩下{left}个月饼没有包装

boxNum = 100 // 3
print(f"月饼可以装满{boxNum}个包装盒")
left = 100 % 3
print(f"还剩下{left}个月饼没有包装")

Lesson4：编程中的真与假

目标体重
最近正在健身的小夜目标体重为 60.2。今天称重发现自己的体重达到了 60.2。
输出小夜今天的体重，再与目标体重对比，如果相同则输出”True”。

weight_ye = 60.2
weight_goal = 60.2
result = (weight_ye == weight_goal)
print(weight_ye)
print(result)

Lesson5：单向选择的判断

选择一款手机
大学开学前，Jack想换一个白色的手机。
但Jack预算只有6000元，那么在最新一代手机里，他能换哪款手机呢？
已知：
iphone12 = 7299 颜色为红色
xiaomi10 = 3699 颜色为白色
请编写程序判断手机的价格和颜色，输出 Jack 可以购买的手机型号。
输出示例(手机型号全小写，按顺序输出)：
可以购买xiaomi10

# 定义手机变量并赋值
iphone12 = 7299
iphone12Color = "红色"
xiaomi10 = 3699
xiaomi10Color = "白色"
# 利用if函数比较手机价格与6000的关系并输出结果
if iphone12 < 6000 and iphone12Color == "白色":
    print("可以购买iphonw12")
if xiaomi10 < 6000 and xiaomi10Color == "白色":
    print("可以购买xiaomi10")

Lesson6：双向选择的判断

报考飞行员
小夜的男同学今年20岁，身高175，他想要报考飞行员。
飞行员的要求是年龄在17到27岁之间，身高在169到185之间，小夜的同学满足报考条件么？
请编写代码，让程序判断是否满足报考条件：
①20赋值给变量age，175赋值给变量height；
②使用 if-else 判断，如果age在17到27之间（包括17和27）。
并且height在169到185之间（包括169和185），输出“符合报考条件”；否者，输出“不符合报考条件”。

age = 20
height = 175
if (age >= 17 and age <= 27) and (height >= 169 and height <= 185):
    print("符合报考条件")
else:
    print("不符合报考条件")

Lesson1：复杂的多向选择

奇数还是偶数
①给一个变量 num 赋值23。
②第一层判断，如果 num 大于0，就输出”num大于0”，再进一步判断:
—–如果 num 是偶数（除以2的余数为0），就输出”num是正偶数”，
——否则，输出”num是正奇数”。
③否则，直接输出”num小于等于0”。

num = 23
if num >0:
    print("num大于0")
    if num % 2 == 0:
        print("num是正偶数")
    else:
        print("num是正奇数")
else:
    print("num小于等于0")

Lesson3：储存多个数据的元组

身份证编码
小华的身份证编码如下：
id = (‘5’, ‘4’, ‘0’, ‘1’, ‘0’, ‘1’, ‘1’, ‘9’, ‘9’, ‘9’, ‘0’, ‘1’, ‘0’, ‘9’, ‘*‘, ‘*‘, ‘*‘, ‘*‘)
我国18位身份证号码的7-14位表示出生年、月、日。请据此输出小华的生日。
1.通过索引的方式提取身份证号码的7-14位拼接，并分别赋值给year,month,day；
2.格式化输出{year}-{month}-{day}。
输出示例：1999-01-09

id = ('5', '4', '0', '1', '0', '1', '1', '9', '9', '9', '0', '1', '0', '9', '*', '*', '*', '*')
year = id[6] + id[7] + id[8] + id[9]
month = id[10] + id[11]
day = id[12] + id[13]
print(f"{year}-{month}-{day}")