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语法基础

本文介绍 Python 的语法基础。即不 import 任何包的情况下需要掌握的内容。

基本数据类型

Python 是动态类型语言，变量不需要声明类型，赋值时会自动确定类型。

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x = 10            # 整数
y = 3.14          # 浮点数
is_active = True  # 布尔值
name = "Alice"    # 字符串

常用数据类型

列表是 Python 中常用的容器类型，支持动态添加、删除元素：

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fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
fruits.append("orange")  # 添加元素
fruits.remove("banana")  # 删除元素

print(fruits[0])    # 访问列表第一个元素
print(fruits[1:3])  # 切片，访问第二到第三个元素

列表推导式是创建列表的一种简洁方式：

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squares = [x**2 for x in range(5)]  # 生成 0 到 4 的平方
print(squares)

元组是不可变的序列类型，一旦创建不能修改：

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coordinates = (10, 20)
print(coordinates[0])  # 访问元组的第一个元素

字典是由键值对组成的数据结构：

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person = {"name": "Alice", "age": 25}
person["age"] = 26           # 修改字典中的值
person["city"] = "New York"  # 添加新的键值对

print(person["name"])  # 访问值

集合是一个无序且不重复的元素集合：

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colors = {"red", "green", "blue"}
colors.add("yellow")  # 添加元素
colors.remove("green")  # 删除元素

print(colors)

运算符

Python 有以下 运算符：

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+       -       *       **      /       //      %      @
<<      >>      &       |       ^       ~       :=
<       >       <=      >=      ==      !=

Python 的 运算符优先级（越往下等级越低）：

运算符 描述
(expressions...) 绑定或加圆括号的表达式
[expressions...] 列表显示
{key: value...} 字典显示
{expressions...} 集合显示
x[index] 抽取
x[index:index] 切片
x(arguments...) 调用
x.attribute 属性引用
await x await 表达式
** 乘方
+x, -x, ~x 正，负，按位非 NOT
*, @, /, //, % 乘，矩阵乘，除，整除，取余
+, - 加和减
<<, >> 移位
& 按位与 AND
^ 按位异或 XOR
| 按位或 OR
in, not in, is, is not, <, <=, >, >=, !=, == 比较运算，包括成员检测和标识号检测
not x 布尔逻辑非 NOT
and 布尔逻辑与 AND
or 布尔逻辑或 OR
if -- else 条件表达式
lambda lambda 表达式
:= 赋值表达式

流程控制

条件语句 if、elif、else 用于分支控制。

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age = 20

if age >= 18:
    print("成人")
else:
    print("未成年")

循环语句 for 和 while 用于重复控制。

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# for 循环
for i in range(5):  # 输出 0 到 4
    print(i)

# while 循环
count = 0
while count < 3:
    print("count:", count)
    count += 1  # 增加 count 的值

函数

Python 使用 def 关键字定义函数。

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def greet(name):
    return "Hello, " + name

message = greet("Alice")
print(message)  # Hello, Alice

异常处理

使用 try、except、finally 来处理可能的错误。

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try:
    x = 10 / 0  # 会抛出除零异常
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以零")
finally:
    print("执行完毕")

面向对象

Python 是面向对象的语言，使用 class 关键字定义类。

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class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def bark(self):
        return f"{self.name} says woof!"

dog = Dog("Buddy", 3)
print(dog.bark())  # Buddy says woof!

迭代器与生成器

迭代器是可以遍历的对象，生成器则是使用 yield 来定义的惰性迭代器。

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# 迭代器
numbers = iter([1, 2, 3])
print(next(numbers))  # 1
print(next(numbers))  # 2

# 生成器
def count_up_to(limit):
    count = 1
    while count <= limit:
        yield count
        count += 1

gen = count_up_to(3)
print(next(gen))  # 1
print(next(gen))  # 2

匿名函数

Lambda 函数是一种简洁的匿名函数，通常用于简单的函数体。

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square = lambda x: x**2
print(square(5))  # 25