python基础语法及30道习题

0 程序语言概述

0.1 编程思想

学习编程，基本功是掌握编程语言，但编程的本质是逻辑。所以掌握编程思想非常重要。

面向过程与面向对象是两种重要的编程思想。

**面向过程：**以指令为中心，由指令处理数据。
**面向对象：**以数据为中心，所有的处理代码都围绕数据展开。

1.Process-Oriented Programming (POP):面向过程的编程

面向过程是一种以事件为中心的编程思想，编程的时候把解决问题的步骤分析出来，比如我们设计一个下五子棋的游戏。那面向过程的设计思路如下：
1）开始游戏
2）黑子先走
3）绘制画面
4）判断输赢
5）轮到白子
6）绘制画面
7）判断输赢
8）返回步骤（2）
9）输出最后结果

用函数实现上面一个个的步骤，然后在下五子棋的主函数里依次调用上面的函数

下五子棋{
开始游戏（）；
黑子先走（）；
绘制画面（）；
判断输赢（）；
轮到白子（）；
绘制画面（）；
判断输赢（）；
返回到黑子先走（）；
输出最后结果；
}
面向过程始终关注的是怎么一步步判断棋局输赢的，通过控制代码，从而实现函数的顺序执行。
示例图如下：

2.Object-Oriented Programming (OOP):面向对象的编程

当问题简单时，面向过程简单有效，容易理解。但是当问题规模变大时，面向过程的思想就有点招架不住。
我们把人和事物，都可以看作一个对象，而每个对象都有自己的属性和行为，对象与对象之间通过方法来交互。
面向对象是一种以“对象”为中心的编程思想，把要解决的问题分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描述某个对象在整个解决问题的步骤中的属性和行为。

拿下五子棋举例，用面向对象的方法来解决，首先将整个五子棋游戏分为三个对象：
（1）黑白双方，这两方的行为是一样的。
（2）棋盘系统，负责绘制画面
（3）规则系统，负责判定犯规、输赢等。

然后赋予每个对象一些属性和行为：

第一类对象（黑白双方）负责接受用户输入，并告知第二类对象（棋盘系统）棋子布局的变化，棋盘系统接收到棋子变化后，负责在屏幕上显示。同时第三类对象（规则系统）来对棋局进行判定。

0.2 编译器和解释器

编译器：将程序源码编译成机器语言，保存成二进制文件，每次运行二进制文件
解释器：脚本运行时，自动由解释器解释成机器语言。

1 python简介

python是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言，有着庞大的免费“代码库”，同时是人工智能与大数据专业重要的支持语言。也被称作“胶水语言”，能够很好包装和调用其他编程语言写的库。是一门脚本语言，更加简洁。其应用领域为：
开发线：web开发、IT运维、高级爬虫
算法线：高级数据分析、量化交易、机器学习和深度学习
应用线：自动化办公、多媒体处理、人工智能调用、初级爬虫、初级数据分析

2 python基础语法（导图）

2.1输入输出

2.2变量数据基本类型与操作

2.3条件判断

2.4常用数据结构

2.5循环语句

2.6函数

2.7类与对象

2.8文件读写

2.9模块与库

3 python基础练习题30道

python的语法逻辑完全靠缩进，顶级代码顶格缩写，每一级建议缩进4个空格。

3.1 Hello World

print(‘hello world’)
if 3 > 0 :
  print(‘OK’)
  print(‘yes’)

x = 3 ;y = 4
print( x + y)

3.2 print

print(‘hello world!’)
print(‘hello’,’world!’)  #逗号自动添加默认的分割符：空格
print(‘hello’ + ‘world!’)  #表示字符拼接
print(‘hello’,’world’,seq=’***’)  #单词用***分隔
print(‘#’ *50) # *号表示重复50遍
print(‘how are you?’,end=’’) # 默认print会打印回车，end=’’ 表示不要回车

3.3 基本运算

运算符可以分为：算数运算符>比较运算符>逻辑运算符。

print(5/2) # 2.5
print(5//2) #丢弃余数，只保留商
print(5 % 2) #求余数
print(5 ** 3) #5的3次方
print(5 > 3) #返回True
print(3 > 5) #返回False
print(20>10>5) #python 支持连续比较
print(20>10 and 10>5) # 与上面相同含义
print(not 20>10) # False

3.4 input

number = input("请输入数字: ")  # input用于获取键盘输入
print(number)
print(type(number))  # input获得的数据是字符型
print(number + 10)  # 报错，不能把字符和数字做运算
print(int(number) + 10)  # int可将字符串10转换成数字10
print(number + str(10))  # str将10转换为字符串后实现字符串拼接

3.5 输入输出基础练习

username = input('username: ')
print('welcome', username)   # print各项间默认以空格作为分隔符
print('welcome ' + username)  # 注意引号内最后的空格

3.6 字符串使用基础

python中，单双引号没有区别，表示一样的含义

sentence = 'tom\'s pet is a cat'  # 单引号中间还有单引号，可以转义
sentence2 = "tom's pet is a cat"  # 也可以用双引号包含单引号
sentence3 = "tom said:\"hello world!\""
sentence4 = 'tom said:"hello world"'

# 三个连续的单引号或双引号，可以保存输入格式，允许输入多行字符串

words = “””
hello
word
abcd”””
print(words)

py_str = ‘python’
len(py_str) #取长度
py_str[0] #取第一个字符
‘python’[0]
py_str[-1] #最后一个字符
py_str[6] #错误，下标超出范围
py_str[2:4] #错误，起始下标包含，结束下标不包含
py_str[2:]  # 从下标为2的字符取到结尾
py_str[:2]  # 从开头取到下标是2之前的字符
py_str[:]  #取全部
py_str[::2] #步长值为2，默认是1
py_str[1::2] #取出yhn
py_str[::-1] #步长为负，表示自右向左取

3.7 列表基础

列表是序列对象，但它是容器类型，列表中可以包含各种数据

alist = [10, 20, 30, 'bob', 'alice', [1,2,3]]
	len(alist)
	alist[-1]  # 取出最后一项
	alist[-1][-1]  # 因为最后一项是列表，列表还可以继续取下标
	[1,2,3][-1]  # [1,2,3]是列表，[-1]表示列表最后一项
	alist[-2][2]  # 列表倒数第2项是字符串，再取出字符下标为2的字符
	alist[3:5]   # ['bob', 'alice']
	10 in alist  # True
	'o' in alist  # False
	100 not in alist # True
	alist[-1] = 100  # 修改最后一项的值
	alist.append(200)  # 向**列表中追加一项

3.8 元组基础

元组与列表基本上是一样的，只是元组不可变，列表可变

atuple = (10, 20, 30, 'bob', 'alice', [1,2,3])
	len(atuple)
	10 in atuple
	atuple[2]
	atuple[3:5]
	# atuple[-1] = 100  # 错误，元组是不可变的

3.9 字典基础

# 字典是key-value(键--值)对形式的，没有顺序，通过键取出值
adict = {‘name’:’bob’,’age’:23}
len(adict)
‘bob’ in adict # False
‘name’ in adict # True
adict[‘email’] = ‘bob@tedu.cn’ #字典中没有key,则添加新项目
adict[‘age’] = 25 字典中已有key,修改对应的value

3.10 基本判断

单个的数据也可以作为判断条件。任何值为0的数字、空对象都是False,任何非0数字、非空对象都是True。

if 3 > 0:
	    print('yes')
	    print('ok')
	
	if 10 in [10, 20, 30]:
	    print('ok')
	
	if -0.0:
	    print('yes')  # 任何值为0的数字都是False
	
	if [1, 2]:
	    print('yes')  # 非空对象都是True
	
	if ' ':
	    print('yes')  # 空格字符也是字符，条件为True

3.11 条件表达式、三元运算符

a = 10
b = 20
	
if a < b:
smaller = a
else:
	smaller = b
	
print(smaller)
	
s = a if a < b else b  # 和上面的if-else语句等价
	
print(s)

3.12 判断练习：用户名和密码是否正确

import getpass # 导入模块
username = input(‘username:  ’)
# getpass模块中，有一个方法也叫getpass
password = getpass.getpass(‘password: ’)

if username == ‘bob’ and password == ‘123456’:
  print(‘Login successful’)
else:
  print(‘Login incorrect’)

3.13 猜数：基础实现

import random

num = random.randint(1,10) #随机生成1-10之间的数字
answer = int(input(‘guess a number: ’)) # 将用户输入的字符转成整数
if answer > num:
  print(‘猜大了’)
elif answer < num:
  print(‘猜小了’)
else :
  print(‘猜对了’)

print(‘the number:’,num)

3.14 成绩分类1

score = int(input(‘分数：’))
    
    if score >= 90:
      print(‘优秀’)
    elif score >= 80:
      print(‘好’)
    elif score >= 70:
      print(‘良’)
    elif score >=60 :
      print(‘及格’)
    elif:
     print(‘你要努力了’)

3.15 成绩分类2

score = int(input('分数: '))
	
if score >= 60 and score < 70:
print('及格')
elif 70 <= score < 80:
print('良')
elif 80 <= score < 90:
	print('好')
elif score >= 90:
print('优秀')
else:
	print('你要努力了')

3.16 石头剪刀布

import random
all_choices = [‘石头’,’剪刀’,’布’]
computer = random.choice(all_choices)
player = input(‘请出拳：’)

# print(‘Your choice:’,player,”Computer’s choice:”,computer)
print("Your choice: %s, Computer's choice: %s" % (player, computer))

if player == '石头':
if computer == '石头':
print('平局')
elif computer == '剪刀':
	print('You WIN!!!')
else:
	print('You LOSE!!!')
elif player == ‘剪刀’:
  if computer == ‘石头’:
    print(‘You LOSE!!!’)
elif computer == '剪刀':
	print('平局')
else:
	print('You WIN!!!')
else:
if computer == '石头':
	  print('You WIN!!!')
	elif computer == '剪刀':
	  print('You LOSE!!!')
	else:
	  print('平局')

3.17 改进的石头剪刀布

import random

all_choices = [‘石头’,’剪刀’,’布’]
win_list = [['石头', '剪刀'], ['剪刀', '布'], ['布', '石头']]
prompt = """(0) 石头
	(1) 剪刀
	(2) 布
	请选择(0/1/2): """
computer = random.choice(all_choices)
ind = int(input(prompt))
player = all_choices[ind]

print("Your choice: %s, Computer's choice: %s" % (player, computer))
if player == computer:
  print(‘\033[32;1m平局\033[0m]]’)
elif [player, computer] in win_list:
  print('\033[31;1mYou WIN!!!\033[0m')
else:
  print('\033[31;1mYou LOSE!!!\033[0m')

3.18 猜数,直到猜对

import random
    
num = random.randint(1, 10)
running = True
    
while running:
	answer = int(input('guess the number: '))
	if answer > num:
	   print('猜大了')
	elif answer < num:
	   print('猜小了')
	else:
	   print('猜对了')
	   running = False

3.19 猜数，5次机会

import random

num = random.randint(1,10)
counter = 0

while counter < 5:
    answer = int(input(‘guess the number: ’))
    if answer > num:
      print(‘猜大了’)
    elif answer < num:
      print(‘猜小了’)
    else:
      print(‘猜对了’)
      break
    counter += 1
else: # 循环被break就不执行了，没有被break才执行
    print(‘the number is:’,num)

3.20 while循环，累加至100

break是结束循环，break之后、循环体内代码不再执行。

while True:
     yn = input(‘Continue(y/n): ’)
     if yn in [‘n’,’N’]:
       break
     print(‘running...’)

3.21 while-break