Python 基础核心知识点详解：从数据类型到面向对象编程

Python 基础核心知识点详解

引言

Python 是一门广泛应用于大数据、人工智能及快速原型开发的编程语言。凭借其简洁易懂的语法，Python 成为初学者入门的首选语言，同时也适合资深开发者进行高效开发。本文系统梳理了 Python 的核心知识点，涵盖基本数据类型、运算符与流程控制、字符串处理、容器类型、函数定义与作用域、常用内置模块、文件读写操作、面向对象编程以及异常处理机制。

1. 数字类型的数据

Python 支持多种数字类型，包括整数、浮点数、复数和布尔值。

1.1 常见数字类型

整数 (int): 表示整数值，如 10, -5。
浮点数 (float): 表示带小数点的数值，如 3.14, 2.0e5。
复数 (complex): 由实部和虚部组成，如 1+2j。
布尔值 (bool): 只有 True 和 False 两个值。

a = 10          # 整数
b = 3.14        # 浮点数
c = 1 + 2j      # 复数
d = True        # 布尔值

print(type(a))  # <class 'int'>
print(type(b))  # <class 'float'>

1.2 类型转换

可以使用内置函数进行类型转换，例如 int(), float(), str()。

num_str = "123"
num_int = int(num_str)
print(num_int)  # 123

pi = 3.14
pi_int = int(pi)
print(pi_int)   # 3

2. 运算符与程序流程控制

2.1 常用运算符

算术运算符: +, -, *, /, // (整除), % (取模), ** (幂运算)。
比较运算符: ==, !=, >, <, >=, <=。
逻辑运算符: and, or, not。

x, y = 10, 3
print(x + y)    # 13
print(x // y)   # 3
print(x % y)    # 1
print(x > y and y > 0)  # True

2.2 流程控制

使用 if, elif, else 进行条件判断，使用 for 和 while 进行循环。

score = 85
if score >= 90:
    print("优秀")
elif score >= 60:
    print("及格")
else:
    print("不及格")

for i in range(5):
    print(i)

3. 容器类型与字符串

3.1 容器类型

Python 提供列表 (List)、元组 (Tuple)、集合 (Set) 和字典 (Dict) 四种主要容器。

# 列表：可变
my_list = [1, 2, 3]
my_list.append(4)

# 元组：不可变
my_tuple = (1, 2, 3)

# 字典：键值对
my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}

# 集合：无序不重复
my_set = {1, 2, 3}

3.2 字符串处理

字符串是不可变的字符序列，支持切片、拼接和格式化。

s = "Hello World"
print(s.upper())              # HELLO WORLD
print(s.split(" "))          # ['Hello', 'World']
print(f"Name: {s}")          # f-string 格式化

4. 函数定义与作用域

4.1 函数基础

使用 def 关键字定义函数，支持默认参数和可变参数。

def greet(name="Guest"):
    return f"Hello, {name}!"

print(greet())        # Hello, Guest!
print(greet("Bob"))   # Hello, Bob!

4.2 Lambda 函数与作用域

Lambda 用于定义匿名函数。变量作用域遵循 LEGB 规则（Local, Enclosing, Global, Built-in）。

add = lambda x, y: x + y
print(add(2, 3))  # 5

global_var = 10
def func():
    local_var = 20
    print(global_var)  # 访问全局变量

5. 常用内置模块

5.1 数学计算与日期时间

math 模块提供数学函数，datetime 模块处理日期时间。

import math
import datetime

print(math.sqrt(16))            # 4.0
now = datetime.datetime.now()
print(now.strftime("%Y-%m-%d")) # 当前日期

5.2 正则表达式

re 模块用于字符串匹配和处理。

import re
pattern = r"\d+"
text = "Phone: 12345678"
match = re.search(pattern, text)
if match:
    print(match.group())  # 12345678

6. 文件读写操作

使用 open() 函数打开文件，支持文本模式和二进制模式。

# 写入文件
with open("test.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("Hello File")

# 读取文件
with open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()
    print(content)

7. 类与对象 (OOP)

7.1 面向对象基础

定义类创建对象，支持封装、继承和多态。

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def say_hello(self):
        return f"Hi, I'm {self.name}"

class Student(Person):
    def __init__(self, name, grade):
        super().__init__(name)
        self.grade = grade

p = Person("Tom")
s = Student("Jerry", 10)
print(p.say_hello())
print(s.say_hello())

8. 异常处理

使用 try-except-finally 结构捕获和处理异常。

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("Cannot divide by zero")
finally:
    print("Execution finished")

结语

掌握上述知识点是学习 Python 的关键步骤。通过理解数据类型、控制流、函数、模块及面向对象编程，开发者能够构建稳健的应用程序。建议结合实战案例不断练习，以巩固理论知识并提升编码能力。

Python 基础核心知识点详解：从数据类型到面向对象编程