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前言

Python是一种强大且易于学习的编程语言。通过这个21天的计划，我们将逐步深入Python 编程入门。无论你是初学者还是有一定基础的开发者，这个计划都将帮助你巩固和扩展你的Python知识。

在学习本篇之前，我们先在脑海中思考以下几个问题：编程与编程语言是什么？主流的编程语言有什么？等等

一、编程与编程语言

编程的定义

编程，简单来说，就是让计算机按照我们的意愿去执行一系列任务的过程。我们通过编写代码，将自己的想法转化为计算机能够理解和执行的指令。

编程语言的作用

编程语言是人与计算机沟通的桥梁。它允许我们用一种计算机能够理解的方式表达我们的需求，从而让计算机完成各种复杂的任务，如数据处理、游戏开发、网站建设等。

二、编程语言分类

编译型语言

编译型语言在程序执行之前，需要通过编译器将源代码编译成机器语言。常见的编译型语言有 C、C++ 等。编译后的程序执行速度快，但开发和调试过程相对复杂。

解释型语言

解释型语言在程序运行时，由解释器逐行解释并执行代码。Python 就是典型的解释型语言，它的开发效率高，代码修改后可以立即看到效果，但执行速度相对较慢。

脚本语言

脚本语言通常用于自动化任务和快速开发小型程序。它们一般依赖于解释器，语法简洁，易于学习和使用。Python 也可以作为脚本语言使用。

三、主流编程语言介绍

=

Java

Java 是一种广泛应用于企业级开发的编程语言。它具有跨平台性、面向对象、安全性高等特点。许多大型网站、移动应用和企业级软件都是用 Java 开发的。

C++

C++ 是一种高性能的编程语言，常用于系统软件、游戏开发、嵌入式系统等领域。它结合了高级语言的特性和底层编程的能力。

Python

Python 以其简洁易读的语法和丰富的库而受到广泛欢迎。它在数据科学、人工智能、Web 开发、自动化测试等领域都有广泛的应用。

四、Python 介绍

Python 的特点

• 简洁易读：Python 的语法简洁明了，代码可读性高，易于学习和维护。
• 丰富的库：Python 拥有大量的标准库和第三方库，如 NumPy、Pandas、Django 等，可以大大提高开发效率。
• 跨平台性：Python 可以在多种操作系统上运行，如 Windows、Linux、Mac OS 等。

Python 的应用领域

• 数据科学：用于数据分析、机器学习、深度学习等。
• Web 开发：可以使用 Django、Flask 等框架快速搭建 Web 应用。
• 自动化测试：编写自动化测试脚本，提高软件测试效率。

五、安装 Python 解释器

下载 Python

访问 Python 官方网站（https://www.python.org/downloads/），根据自己的操作系统选择合适的 Python 版本进行下载。我这里的是Python 3.12.4

安装 Python

下载完成后，运行安装程序，按照提示进行安装。在安装过程中，记得勾选“Add Python to PATH”选项，这样可以在命令行中直接使用 Python。

验证安装

安装完成后，打开命令行工具，输入 python --version，如果显示 Python 的版本号，则说明安装成功。

python --version

六、第一个 Python 程序

编写 Hello World 程序

打开文本编辑器，输入以下代码：

# 这是一个简单的 Python 程序，用于输出 Hello, World!
print("Hello, World!")

运行程序

将上述代码保存为 hello.py 文件，然后在命令行中运行以下命令：

python hello.py

运行后，命令行将输出 Hello, World!。

七、变量

变量的定义

变量是用于存储数据的容器。在 Python 中，我们可以直接给变量赋值，不需要声明变量的类型。

# 定义一个整数变量
age = 20
# 定义一个字符串变量
name = "John"
# 输出变量的值
print(age)
print(name)

变量的命名规则

• 变量名只能包含字母、数字和下划线。
• 变量名不能以数字开头。
• 变量名区分大小写。

八、用户与程序交互

使用 input()函数获取用户输入

input() 函数用于从用户那里获取输入，并将输入作为字符串返回。

# 获取用户输入的姓名
name = input("请输入你的姓名：")
# 输出欢迎信息
print(f"欢迎，{name}!")

类型转换

如果需要将用户输入的字符串转换为其他类型，可以使用相应的类型转换函数，如 int()、float() 等。

# 获取用户输入的年龄
age_str = input("请输入你的年龄：")
# 将输入的字符串转换为整数
age = int(age_str)
# 输出年龄
print(f"你的年龄是 {age} 岁。")

九、基本数据类型

整数（int）

整数是没有小数部分的数字，可以是正数、负数或零。

# 定义一个整数变量
num = 10
print(num)

浮点数（float）

浮点数是带有小数部分的数字。

# 定义一个浮点数变量
pi = 3.14
print(pi)

字符串（str）

字符串是由一系列字符组成的，可以使用单引号或双引号表示。

# 定义一个字符串变量
message = 'Hello, Python!'
print(message)

布尔值（bool）

布尔值只有两个取值：True 和 False，用于表示逻辑真和逻辑假。

# 定义一个布尔变量
is_student = True
print(is_student)

十、格式化输出

使用 % 格式化

% 是 Python 中传统的格式化方法，通过占位符来插入变量的值。

name = "Alice"
age = 25
# 使用 % 格式化输出
print("我的名字是 %s，年龄是 %d 岁。" % (name, age))

使用 format() 方法

format() 方法是 Python 2.6 及以上版本引入的格式化方法，使用花括号 {} 作为占位符。

name = "Bob"
age = 30
# 使用 format() 方法格式化输出
print("我的名字是 {}，年龄是 {} 岁。".format(name, age))

使用 f-string

f-string 是 Python 3.6 及以上版本引入的格式化方法，在字符串前加上 f 或 F，直接在花括号中使用变量名。

name = "Charlie"
age = 35
# 使用 f-string 格式化输出
print(f"我的名字是 {name}，年龄是 {age} 岁。")

十一、基本运算符

算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算，如加法、减法、乘法、除法等。

# 定义两个整数变量
a = 10
b = 3
# 加法运算
result_add = a + b
# 减法运算
result_sub = a - b
# 乘法运算
result_mul = a * b
# 除法运算
result_div = a / b
# 取模运算
result_mod = a % b
# 幂运算
result_pow = a ** b
# 输出结果
print(f"加法结果：{result_add}")
print(f"减法结果：{result_sub}")
print(f"乘法结果：{result_mul}")
print(f"除法结果：{result_div}")
print(f"取模结果：{result_mod}")
print(f"幂运算结果：{result_pow}")

比较运算符

比较运算符用于比较两个值的大小关系，返回布尔值。

# 定义两个整数变量
x = 5
y = 10
# 大于比较
is_greater = x > y
# 小于比较
is_less = x < y
# 等于比较
is_equal = x == y
# 输出结果
print(f"x 是否大于 y：{is_greater}")
print(f"x 是否小于 y：{is_less}")
print(f"x 是否等于 y：{is_equal}")

逻辑运算符

逻辑运算符用于组合多个布尔表达式，返回布尔值。

# 定义两个布尔变量
p = True
q = False
# 逻辑与运算
result_and = p and q
# 逻辑或运算
result_or = p or q
# 逻辑非运算
result_not = not p
# 输出结果
print(f"逻辑与结果：{result_and}")
print(f"逻辑或结果：{result_or}")
print(f"逻辑非结果：{result_not}")

十二、流程控制之 if…else

单分支 if 语句

单分支 if 语句用于在条件为真时执行一段代码。

# 定义一个整数变量
score = 80
# 判断分数是否大于等于 60
if score >= 60:print("恭喜，你及格了！")

双分支 if…else 语句

双分支 if…else 语句用于在条件为真时执行一段代码，条件为假时执行另一段代码。

# 定义一个整数变量
score = 50
# 判断分数是否大于等于 60
if score >= 60:print("恭喜，你及格了！")
else:print("很遗憾，你不及格。")

多分支 if…elif…else 语句

多分支 if…elif…else 语句用于处理多个条件。

# 定义一个整数变量
score = 85
# 判断分数的等级
if score >= 90:print("优秀")
elif score >= 80:print("良好")
elif score >= 60:print("及格")
else:print("不及格")

十三、流程控制之 while 循环

基本的 while 循环

while 循环用于在条件为真时重复执行一段代码。

# 初始化计数器
count = 0
# 当计数器小于 5 时，执行循环体
while count < 5:print(count)# 计数器加 1count = count + 1

带有 break 和 continue 的 while 循环

break语句用于跳出循环，continue语句用于跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环。

# 初始化计数器
count = 0
while True:if count == 3:# 当计数器等于 3 时，跳出循环breakif count == 1:# 当计数器等于 1 时，跳过当前循环count = count + 1continueprint(count)# 计数器加 1count = count + 1

十四、流程控制之 for 循环

遍历列表

for 循环可以用于遍历列表、元组、字符串等可迭代对象。

# 定义一个列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
# 遍历列表
for fruit in fruits:print(fruit)

使用 range()函数

range()函数用于生成一个整数序列，常用于控制循环的次数。

# 生成从 0 到 4 的整数序列
for i in range(5):print(i)

十五、开发工具 IDE

PyCharm

PyCharm 是一款专业的 Python 集成开发环境（IDE），具有代码自动补全、语法高亮、调试等功能，适合开发大型项目。

Visual Studio Code

Visual Studio Code 是一款轻量级的代码编辑器，支持多种编程语言，通过安装 Python 扩展可以实现 Python 开发的功能。

Jupyter Notebook

Jupyter Notebook 是一个交互式的开发环境，适合进行数据科学和机器学习的开发和实验。它以单元格的形式组织代码和文本，方便代码的调试和展示。

十六、扩展阅读

• 《Python 编程：从入门到实践》：一本适合初学者的 Python 编程书籍，通过大量的实例帮助读者快速掌握 Python 编程。
• Python 官方文档(https://docs.python.org/)：Python 官方提供的详细文档，包含了 Python 的语法、标准库等方面的内容。
• 在线学习平台：如 Coursera、Udemy 等，提供了丰富的 Python 课程，可以根据自己的需求选择学习。

结语

通过这个21天的Python计划，我们涵盖了Python 编程入门。希望这些内容能帮助你更好地理解和使用Python。继续学习和实践，你将成为一名优秀的Python开发者！