Python 核心语法与内置函数手册
一、变量定义与数据类型
1.1 基础数据类型（不可变）
- 整数：
int，包含正整数 / 负整数 / 0，支持任意长度，无溢出限制
- 浮点数：
float，小数形式，支持科学计数法，示例：3.14、5.2e3（等价 5200）
- 布尔值：
bool，仅两个值 True/False，本质是 int 子类，True=1、False=0，可参与数值运算
- 字符串：
str，不可变序列，单引号 / 双引号包裹单行，三引号 """..."""/'''...''' 包裹多行
- 空值：
None，首字母必须大写，代表空对象，判断空必须用 is None
1.2 字符串专属特性与操作
- 不可变性：赋值后无法修改单个字符，示例：
s='abc'; s[0]='A' 会报错
- 拼接与重复：
+ 号拼接字符串，* 号重复字符串，示例：'py'+'thon' → 'python'、'a'*3 → 'aaa'
- 格式化：
f-string（Python3.6+ 推荐），示例：f'姓名：{name}，年龄：{age}'
- 常用操作：
strip() 去首尾空格、split() 分割字符串、join() 拼接序列、replace() 替换字符、find() 查找索引、切片取值
1.3 容器数据类型
| 类型 | 定义格式 | 核心特性 | 常用操作 |
|---|
| 列表（list） | [] | 可变有序序列，元素可重复、可存任意类型 | append()/insert()/pop()/remove()/sort()/reverse() |
| 元组（tuple） | () | 不可变有序序列，元素可重复，单个元素需加逗号 (5,) | 索引取值、切片，无增删改操作 |
| 字典（dict） | {键：值} | 可变键值对（Python3.7+ 有序），键唯一且不可变 | dict[key] 取值、dict[key]=value 增改、keys()/values()/items() |
| 集合（set） | {} | 可变无序无重复序列，无索引 | add()/remove()、& 交集、` |
1.4 类型转换函数
int(x)：转为整数，浮点数转整数舍弃小数位，示例：int(3.9)→3float(x)：转为浮点数，示例：float(5)→5.0str(x)：转为字符串，任意类型均可转换，示例：str(True)→'True'bool(x)：转为布尔值，空值 / 0 / 空容器为 False，其余为 Truelist(x)：转为列表，可迭代对象均可转换，示例：list('abc')→['a','b','c']tuple(x)：转为元组，转换后不可变dict(x)：转为字典，需传入键值对格式数据，示例：dict([('a',1),('b',2)])→{'a':1,'b':2}set(x)：转为集合，自动去重，示例：set([1,1,2])→{1,2}
二、运算符
2.1 算术运算符（优先级最高）
| 运算符 | 作用 | 示例 |
|---|
+ | 加法 / 字符串拼接 / 列表合并 | 1+2=3、'a'+'b'='ab' |
- | 减法 | 5-3=2 |
* | 乘法 / 字符串重复 | 2*3=6、'a'*3='aaa' |
/ | 精确除法（返回浮点数） | 7/2=3.5 |
// | 整除（向下取整） | 7//2=3、-7//2=-4 |
% | 取余（模运算） | 7%2=1 |
** | 幂运算 | 3**2=9、2**0.5=√2 |
2.2 赋值运算符
- 基础赋值：
=，示例：a=10
- 复合赋值：
+=、-=、*=、/=、//=、%=、**=，示例：a+=5 等价 a=a+5
2.3 比较运算符（返回布尔值）
==（值相等）、!=（值不等）、>、<、>=、<=
2.4 逻辑运算符（优先级：not > and > or，短路运算）
and：两边都为 True 则返回 Trueor：任意一边为 True 则返回 Truenot：取反，示例：not 0→True
2.5 成员运算符（用于容器类型）
in：判断元素是否在容器内，示例：'a' in ['a','b']→Truenot in：判断元素是否不在容器内
2.6 身份运算符（判断内存地址）
is：判断两个对象内存地址相同，判断 None 必用，示例：a is Noneis not：判断两个对象内存地址不同- 核心区别：
== 判值相等，is 判地址相等
三、流程控制语句
3.1 条件判断（无 switch 语法）
- 三目运算符（简化写法）：
值 1 if 条件 else 值 2，示例：'及格' if score>=60 else '不及格'
多分支语法：
if 条件 1:
代码块 1
elif 条件 2:
代码块 2
else:
代码块 3
基础语法：
if 条件表达式:
执行代码块
3.2 循环语句
3.2.1 for 循环（遍历优先）
- 基础语法：
for 变量名 in 可迭代对象：执行代码块
- 可迭代对象：列表、元组、字典、字符串、
range() 等
range() 生成序列：range(start, end, step)，左闭右开，示例：range(5)→0,1,2,3,4- 字典遍历：
- 遍历键：
for k in dict: 代码块
- 遍历值：
for v in dict.values(): 代码块
- 遍历键值对：
for k,v in dict.items(): 代码块
- 带索引遍历：
for 索引，元素 in enumerate(可迭代对象，start=0): 代码块
3.2.2 while 循环（条件优先）
- 核心：条件为
True 时持续执行，需手动修改条件变量避免死循环
基础语法：
while 条件表达式:
执行代码块
3.3 循环控制关键字
break：强制终止当前单层循环continue：跳过本次循环剩余代码，进入下一次循环判断else：循环正常结束时执行，被 break 终止则不执行
3.4 推导式（Python 特有，简洁高效）
| 类型 | 语法格式 | 示例 |
|---|
| 列表推导式 | [表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件] | [i*3 for i in range(5) if i>2] → [9,12] |
| 字典推导式 | {键表达式：值表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件} | {k:v+1 for k,v in {'a':1}.items()} → {'a':2} |
| 集合推导式 | {表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件} | {i%2 for i in range(4)} → {0,1} |
| 生成器表达式 | (表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件) | g=(i*2 for i in range(3)) → 生成器对象 |
四、函数相关
4.1 函数基础定义与调用
- 调用语法：
函数名 (实参列表)
- 命名规则：字母、数字、下划线组成，不能以数字开头，小写 + 下划线规范
- 文档注释：通过
help(函数名) 可查看注释内容
定义语法：
def 函数名 (形参列表):
'''函数文档注释'''
函数体代码
return 返回值
4.2 函数返回值规则
return 关键字：执行到 return 立即结束函数，后续代码不执行- 无
return：函数默认返回 None
- 单返回值：直接返回任意类型数据
- 多返回值：自动打包为元组，示例：
return 1,2,3 → (1,2,3)
4.3 函数参数类型（按定义顺序排列）
| 参数类型 | 定义格式 | 核心特点 |
|---|
| 位置参数 | def func(a,b): | 按顺序传参，个数、顺序必须一致 |
| 关键字参数 | func(b=2,a=1) | 按参数名传参，顺序可任意 |
| 默认参数 | def func(a,b=10): | 调用时可省略，必须放在位置参数后 |
| 可变位置参数 | def func(*args): | 接收任意位置参数，打包为元组 |
| 可变关键字参数 | def func(**kwargs): | 接收任意关键字参数，打包为字典 |
- 传参技巧：
* 解包序列、** 解包字典，示例：func(*[1,2]) 等价 func(1,2)
4.4 匿名函数（lambda）
- 定义语法：
lambda 参数列表：表达式
- 核心特性：仅一个表达式，自动返回结果，无循环 / 条件语句（可写三目运算符）
- 适用场景：配合
map/filter 等高阶函数使用，示例：lambda x,y: x*y
4.5 变量作用域（LEGB 规则）
- 作用域优先级：局部作用域 (L) → 嵌套作用域 (E) → 全局作用域 (G) → 内置作用域 (B)
- 局部变量：函数内部定义，仅函数内生效
- 全局变量：函数外部定义，整个文件生效
global 关键字：函数内声明并修改全局变量nonlocal 关键字：嵌套函数内修改外层函数变量
4.6 高阶函数特性
- 定义：接收函数作为参数，或返回一个函数
- 核心优势：简化代码逻辑，支持函数嵌套调用与组合
五、面向对象编程
5.1 类与对象基础
- 类的定义：
class 类名 (父类=object): 类体代码
- 对象实例化：
对象名 = 类名 (参数)
- 类的组成：属性（存储数据）+ 方法（实现功能）
5.2 构造方法与属性
- 构造方法：
__init__(self, 参数)，创建对象时自动执行，用于初始化属性
self 关键字：代表当前对象，类内调用属性 / 方法必须加 self- 实例属性：
self.属性名=值，每个对象独立拥有
- 类属性：类内直接定义，所有对象共享，示例：
class Person: type='人类'
5.3 类的三种方法
| 方法类型 | 定义格式 | 调用方式 |
|---|
| 实例方法 | def 方法名 (self, 参数): | 对象调用，操作实例属性 |
| 类方法 | @classmethod def 方法名 (cls, 参数): | 类 / 对象调用，操作类属性 |
| 静态方法 | @staticmethod def 方法名 (参数): | 类 / 对象调用，与类和对象无关 |
5.4 封装与私有特性
- 封装：隐藏内部细节，仅暴露接口
- 私有属性：
self.__属性名，外部无法直接访问
- 私有方法：
def __方法名 (self):，外部无法直接调用
5.5 继承与重写
- 继承语法：
class 子类名 (父类名):，子类继承父类公有属性和方法
- 多继承：
class 子类名 (父 1，父 2):，按顺序查找属性 / 方法
super() 关键字：子类调用父类方法，示例：super().父类方法 ()- 方法重写：子类定义与父类同名方法，覆盖父类功能
5.6 属性装饰器
@property：将方法转为只读属性，调用时无需加括号，示例：对象。方法名- 作用：简化属性访问，同时可对属性值做校验处理
六、其他核心基础语法
6.1 切片（有序序列通用）
- 语法格式：
序列 [起始索引：结束索引：步长]，核心规则：左闭右开
- 索引规则：正索引从 0 开始，负索引从 -1 开始（代表最后一个元素）
- 省略规则：省略起始索引默认从 0 开始，省略结束索引默认到末尾，省略步长默认 1
- 常用技巧：步长为 -1 实现序列反转，示例：
'python'[::-1]→'nohtyp'
- 特性：切片返回新序列，不修改原数据
6.2 解包（Python 特有）
- 序列解包：变量个数与元素一致，示例：
a,b,c=[1,2,3]
- 剩余元素解包：
* 接收剩余元素，示例：a,*b=[1,2,3]→a=1,b=[2,3]
- 字典解包：
** 解包键值对，仅用于函数传参，示例：func(**{'a':1})
6.3 异常处理（容错核心）
- 主动抛异常：
raise 异常类型 (错误信息)，示例：raise ValueError('数值必须大于 0')
- 万能异常：
except Exception:，捕获所有常规异常
基础语法结构：
try:
可能报错的代码
except 异常类型 as e:
报错后的处理代码
else:
无报错时执行的代码
finally:
无论是否报错都执行的代码
6.4 文件操作
- 打开文件：
open(文件路径，打开模式，encoding='utf-8')
- 常用打开模式：
r：只读（默认）w：覆盖写，无则创建，有则清空a：追加写，无则创建r+：读写
- 读写操作：
- 读：
f.read()（读全部）、f.readline()（读一行）、f.readlines()（读所有行）
- 写：
f.write(内容)、f.writelines(列表)
安全写法（上下文管理器）：
with open('test.txt','r',encoding='utf-8') as f:
content = f.read()
特性：自动关闭文件，无需手动调用 f.close()
6.5 注释规范
- 单行注释：
# 开头，注释单行内容
- 多行注释：
"""...""" 或 '''...''' 包裹，本质是字符串常量
- 规范原则：注释关键逻辑，与代码同步更新，不写冗余内容
七、高频内置函数（无需导入，直接调用）
7.1 基础通用操作函数
| 函数 | 功能说明 | 示例 |
|---|
print() | 控制台输出，支持多参数、sep、end | print(1,2,sep='-')→1-2 |
input() | 接收用户输入，返回字符串 | age=int(input('输入年龄：')) |
len(obj) | 获取容器 / 对象长度 | len({'a':1})→1 |
type(obj) | 返回对象精确类型 | type([1,2])→<class 'list'> |
isinstance(obj,cls) | 判断对象是否为指定类实例（支持继承） | isinstance(5,int)→True |
id(obj) | 返回对象内存地址 | id(None)→固定内存地址 |
7.2 序列 / 容器操作函数
| 函数 | 功能说明 | 示例 |
|---|
sorted(iter,key=None,reverse=False) | 排序可迭代对象，返回新列表 | sorted([3,1,2],reverse=True)→[3,2,1] |
enumerate(iter,start=0) | 遍历返回 (索引，元素) 迭代器 | list(enumerate(['a'],1))→[(1,'a')] |
zip(*iters) | 打包多个可迭代对象，长度取最短 | list(zip([1],['a']))→[(1,'a')] |
max(iter,key=None) | 返回可迭代对象最大值 | max([1,3,2])→3 |
min(iter,key=None) | 返回可迭代对象最小值 | min([1,3,2])→1 |
sum(iter,start=0) | 计算元素和，start 为初始值 | sum([1,2],10)→13 |
reversed(iter) | 反转可迭代对象，返回迭代器 | list(reversed([1,2]))→[2,1] |
7.3 数值计算与判断函数
| 函数 | 功能说明 | 示例 |
|---|
abs(x) | 返回数值绝对值 | abs(-3.14)→3.14 |
round(x,n=0) | 四舍五入，n 为小数位数 | round(3.1415,2)→3.14 |
all(iter) | 所有元素为 True 则返回 True | all([1,True])→True |
any(iter) | 任意元素为 True 则返回 True | any([0,False,1])→True |
pow(x,y) | 计算 x 的 y 次幂 | pow(2,3)→8 |
divmod(x,y) | 返回 (x//y, x% y) | divmod(7,2)→(3,1) |
7.4 高阶内置函数
| 函数 | 功能说明 | 示例 |
|---|
map(func,iter) | 对元素执行 func，返回迭代器 | list(map(lambda x:x*2,[1,2]))→[2,4] |
filter(func,iter) | 过滤符合条件的元素，返回迭代器 | list(filter(lambda x:x>1,[1,2,3]))→[2,3] |
eval(str) | 执行字符串表达式，返回结果 | eval('1+2*3')→7 |
exec(str) | 执行字符串代码块，无返回值 | exec('a=1;print(a)')→1 |
7.5 其他高频函数
| 函数 | 功能说明 | 示例 |
|---|
chr(x) | ASCII 码转字符 | chr(65)→'A' |
ord(x) | 字符转 ASCII 码 | ord('a')→97 |
range(start,end,step) | 生成整数序列，左闭右开 | range(5)→0,1,2,3,4 |
hash(obj) | 返回对象哈希值 | hash('abc')→固定哈希值 |
bin(x) | 整数转二进制字符串 | bin(5)→'0b101' |
oct(x) | 整数转八进制字符串 | oct(5)→'0o5' |
hex(x) | 整数转十六进制字符串 | hex(5)→'0x5' |
