1. Python 简介
Python 是一种高级的、解释型的、面向对象的计算机编程语言。由 Guido van Rossum 在 1989 年圣诞节期间发明，目的是创造一种能够取代 ABC 语言的脚本语言。
Python 的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单”，并且集成了丰富的标准库，它的语言特性使得程序相对简短。Python 拥有高级数据结构，比如说列表、字典等，并且拥有简单易懂的面向对象编程语法。Python 通过其它工具和语言编写的扩展，很好地支持了 C/C++ 和 Java 等语言的扩展。
下面将对 Python 的一些基本语法进行介绍。
2. Python 基础语法
2.1 注释
注释是在代码中用于说明的文字，它们对计算机程序执行没有任何影响。Python 有单行注释和多行注释两种语法。
单行注释示例
# 这是一个单行注释多行注释示例
"""
这是多行注释，使用三个单引号或者三个双引号
"""
2.2 变量
变量是计算机程序中存储数据的一种方式。在 Python 中，变量的命名是大小写敏感的。变量可以通过赋值语句来进行定义，赋值语句使用等号（=）。
变量定义示例
x = 1
y = 2
z = x + y
print(z) # 输出 3
2.3 数据类型
在 Python 中，数据类型有很多种，例如：整数、浮点数、布尔值、字符串、列表、元组、字典等。
2.3.1 整数类型
Python 3 中的整数类型为 int。Python 中的整数类型是动态的，即在定义变量时不需要指定类型。
整数类型示例
x = 1
y = 2
z = x + y
print(z) # 输出 3
2.3.2 浮点数类型
Python 3 中的浮点数类型为 float。Python 中的浮点数类型也是动态的。
浮点数类型示例
x = 1.0
y = 2.0
z = x + y
print(z) # 输出 3.0
2.3.3 布尔类型
Python 3 中的布尔类型为 bool。bool 类型只有两个取值：True 和 False。
布尔类型示例
x = True
y = False
z = x and y
print(z) # 输出 False
2.3.4 字符串类型
Python 3 中的字符串类型为 str。字符串类型可以用单引号或者双引号表示。
字符串类型示例
x = "hello"
y = 'world'
z = x + " " + y
print(z) # 输出 "hello world"
2.3.5 列表类型
Python 3 中的列表类型为 list。列表可以包含任何类型的元素，并且可以通过下标索引访问。
列表类型示例
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print(fruits[0]) # 输出 "apple"
2.3.6 元组类型
Python 3 中的元组类型为 tuple。元组与列表类似，但是元组是不可变的，即不能修改。
元组类型示例
fruits = ("apple", "banana", "cherry")
print(fruits[1]) # 输出 "banana"
2.3.7 字典类型
Python 3 中的字典类型为 dict。字典是由键值对组成的，键和值之间用冒号分隔，键值对之间用逗号分隔。
字典类型示例
person = {"name": "John", "age": 36}
print(person["name"]) # 输出 "John"
2.4 条件语句
在 Python 中，条件语句使用 if、elif 和 else 关键字来定义。
条件语句示例
x = 10
if x < 0:
print("负数")
elif x == 0:
print("零")
else:
print("正数")
# 输出结果：正数
2.5 循环语句
2.5.1 for 循环
在 Python 中，for 循环可以遍历任何序列（如列表、元组等）的项目，或者遍历一个范围内的数字。
for 循环示例
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for x in fruits:
print(x)
# 输出结果：
# apple
# banana
# cherry
2.5.2 while 循环
在 Python 中，while 循环只要条件为真，就会不断地执行代码块。
while 循环示例
i = 1
while i < 6:
print(i)
i += 1
# 输出结果：
# 1
# 2
# 3
# 4
# 5
3. Python 面向对象编程
3.1 类和对象
在 Python 中，一切都是对象。对象包括模块、类、方法和实例。
类是一种数据类型，用于定义一个对象的属性和方法。对象是类的一个实例。
类和对象示例
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def greeting(self):
print("Hello, my name is " + self.name + ", and I'm " + str(self.age) + " years old.")
person1 = Person("John", 36)
person1.greeting() # 输出 "Hello, my name is John, and I'm 36 years old."
3.2 继承
在 Python 中，一个类可以从另一个类继承属性和方法。被继承的类称为父类，继承的类称为子类。
继承示例
class Animal:
def __init__(self, name, color):
self.name = name
self.color = color
class Dog(Animal):
def bark(self):
print("Woof!")
dog1 = Dog("Buddy", "brown")
print(dog1.name) # 输出 "Buddy"
print(dog1.color) # 输出 "brown"
dog1.bark() # 输出 "Woof!"
3.3 多态性
在面向对象编程中，多态性是指同一种行为具有多种形态。在 Python 中，多态性可以通过方法重载、方法重写和基类引用等方式实现。
多态性示例
class Shape:
def area(self):
pass
class Rectangle(Shape):
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height
def area(self):
return self.width * self.height
class Circle(Shape):
def __init__(self, radius):
self.radius = radius
def area(self):
return 3.14 * self.radius * self.radius
shape1 = Rectangle(5, 7)
shape2 = Circle(3)
print(shape1.area()) # 输出 35
print(shape2.area()) # 输出 28.26
4. Python 标准库
Python 标准库提供了很多有用的模块和方法。下面是一些常用的模块介绍。
4.1 math 模块
在 Python 中，math 模块提供了数学相关的函数，如三角函数、对数函数、幂函数等。
math 模块示例
import math
print(math.pi) # 输出 3.141592653589793
print(math.cos(0)) # 输出 1.0
print(math.log(10)) # 输出 2.302585092994046
4.2 time 模块
在 Python 中，time 模块提供了与时间相关的函数，如获取当前时间、格式化时间等。
time 模块示例
import time
print(time.time()) # 输出当前时间戳
print(time.localtime()) # 输出当前本地时间
print(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime())) # 输出当前本地时间的格式化字符串
4.3 os 模块
在 Python 中，os 模块提供了与操作系统相关的函数，如文件和目录操作、系统调用等。
os 模块示例
import os
print(os.getcwd()) # 输出当前工作目录
print(os.listdir(".")) # 输出当前目录下所有文件和子目录的名称
4.4 random 模块
在 Python 中，random 模块提供了生成伪随机数的函数。
random 模块示例
import random
print(random.random()) # 输出 [0,1) 范围内的随机小数
print(random.randint(1, 10)) # 输出 [1,10] 范围内的随机整数
print(random.choice(["a", "b", "c"])) # 输出列表中的一个随机元素
5. 总结
本文介绍了 Python 的基本语法、面向对象编程、常用的标准库模块等内容。掌握这些知识对于 Python 程序开发是非常重要的。未来，Python 在人工智能、大数据、互联网等领域将继续发挥重要作用。