Day01:Python基础学习

1. 环境安装和对 Python 认识

• Anaconda 环境配置 + PyCharm 安装

• Conda 是什么：Conda 是一个环境管理 + 包管理工具，最常见于 Anaconda / Miniconda 这套生态里。

• Notebook 使用说明：适合交互式编程和数据分析。

• Python 本质：Python 编译器是用 C 语言实现的，并能够调用 C 语言的库文件。

2. 基础语法

2.1 字符串 (String)

• 定义：单引号、双引号、三引号（多行字符串）

• 转义字符：使用 \ 进行转义

• 输入输出：变量名 = input("提示信息")

• 常用方法：

• 变量名.replace('待替换', '替换为')

• 变量名.upper()：转大写

• 变量名.lower()：转小写

• 变量名.strip()：去两端空格 (配合 lstrip / rstrip)

• 字符串格式化：

• .format 方法

  

• f-string (推荐)：f".. {变量名/表达式} .."

2.2 运算符

• 浮点数精度问题：浮点数运算可能会损失精度，因为计算机底层是基于二进制来进行数据的存储和处理的，二进制无法准确表示所有的小数。
• 除法：/ 除法运算结果始终为浮点数。

2.3 流程控制

模式匹配 match...case (Python 3.10+)

案例：基于 match...case 实现一个简易的计算器。

num1 = float(input("请输入第一个数："))
num2 = float(input("请输入第二个数："))
oper = input("请输入运算符(+ - * /)：")

match oper:
    case "+":
        print(f"{num1} + {num2} = {num1 + num2}")
    case "-":
        print(f"{num1} - {num2} = {num1 - num2}")
    case "*":
        print(f"{num1} * {num2} = {num1 * num2}")
    case "/"if num2 != 0:  # if条件成立，才匹配这个case
        print(f"{num1} / {num2} = {num1 / num2}")
    case _:
        print("操作不支持！！！")

循环与随机数

• for i in range(start, end)：左闭右开区间。
• random.randint(1, 100)：生成 1-100 的随机整数。

2.4 数据存储容器 (序列都能进行切片)

2.4.1 列表 (List)

• 特点：可以存储不同类型的元素、元素可重复、可修改、元素有序。
• 切片语法：s[start:end:step]
• 常用统计：sum(list) 求和，len(list) 求长度，min(list) 最小值，max(list) 最大值。
• 列表合并：
• List = list1 + list2
• 解包合并：List = [*list1, *list2]

常用方法表：

列表案例代码：

# 案例1：合并两个列表并去重
num_list1 = [19, 23, 54, 64, 875, 20, 109, 232, 123, 54]
num_list2 = [55, 80, 72, 35, 60, 123, 54, 29, 91]

# 1. 解包合并
num_list = [*num_list1, *num_list2]
print("合并后的原始列表：", num_list)

# 2. 去重
new_list = []
for num in num_list:
if num notin new_list:
        new_list.append(num)
print("去重后的列表：", new_list)

# --------------------------------------------------------

# 案例2：列表推导式生成 1-20 的平方列表
# 语法：[要插入的值 for i in 序列]
num_list2 = [i**2for i in range(1, 21)]
print(num_list2)

# --------------------------------------------------------

# 案例3：提取偶数并计算平方
# 语法：[要插入的值 for i in 序列 if 条件]
num_list = [12, 32, 45, 77, 80, 92, 33, 57, 97, 98, 110, 111, 122]
new_list = [i**2for i in num_list if i % 2 == 0]
print(new_list)

2.4.2 字符串 (Str) 容器特性

• 特点：不可变、有序性、可迭代。

常用操作方法：

2.4.3 元组 (Tuple)

• 特点：不可变序列，元素可重复、有序。
• 注意：定义单元素元组需加逗号，如 t = (10,)。
• 常用方法：count() 统计个数，index() 获取索引。

元组的组包与解包：

# 组包
t1 = 5, 7, 9, 10, 2, 23, 12# 自动封装为元组

# 基础解包 (变量数 = 元素数)
a, b, c, d, e, f, g = t1
print(a, b)

# * 扩展解包 (* 收集剩余元素为列表)
first, second, *other, last = t1
print(other)  # 输出：[9, 10, 2, 23]

# 经典案例：变量交换
a = 10
b = 20
a, b = b, a  # 极简写法（底层原理是组包+解包）
print(a, b)  # 输出：20 10

元组综合案例：学生成绩分析

students = (
    ("S001", "王林", 85, 92, 78),
    ("S002", "李蔡婉", 92, 88, 95),
    ("S003", "十三", 78, 85, 82),
# ... (省略部分数据以节省空间)
    ("S010", "通天", 66, 59, 72)
)

print("学号\t\t姓名\t\t语文\t\t数学\t\t英语\t\t总分\t\t平均分")

# 1. 计算总分与平均分 (元组解包遍历)
for id, name, chinese, math, english in students:
    total = chinese + math + english
    avg = total / 3
    print(f"{id} \t {name} \t {chinese} \t {math} \t {english} \t {total} \t {avg:.1f}")

# 2. 统计各科最值 (列表推导式提取数据)
chinese_scores = [s[2] for s in students]
math_scores = [s[3] for s in students]

print(f"语文---最低：{min(chinese_scores)}，最高：{max(chinese_scores)}")
# ... (其他科目同理)

# 3. 查找优秀学生 (avg > 90)
for id, name, chinese, math, english in students:
if (chinese + math + english) / 3 > 90:
        print(f"优秀学生：{name}")

2.4.5 集合 (Set)

• 特点：无序、不可重复、可修改。
• 定义：空集合必须用 set()，{} 代表空字典。
• 不支持：下标索引访问。

常用方法表：

集合综合案例：选课系统

football_set = {"王林", "曾牛", "徐立国", "遁天", "紫灵"}
basketball_set = {"张铁", "王林", "曾牛", "韩立", "厉飞雨"}
french_set = {"许木", "王卓", "十三", "韩立", "曾牛"}
art_set = {"遁天", "韩立", "紫灵"}

# 1. 交集：同时选修法语和艺术
print(french_set & art_set)

# 2. 连续交集：选修所有四门课
print(football_set & basketball_set & french_set & art_set)

# 3. 差集：选足球但没选篮球 (集合推导式写法)
print({s for s in football_set if s notin basketball_set})

# 4. 统计每人选课数 (利用并集获取全员名单)
all_set = football_set | basketball_set | french_set | art_set
# 将所有名单拼成一个大列表用于计数
all_list = [*football_set, *basketball_set, *french_set, *art_set]

for s in all_set:
    print(f"{s} 选修了 {all_list.count(s)} 门课程")

2.4.6 字典 (Dict)

• 特点：键值对 (key:value)，Key 唯一且不可变，Value 可修改。
• 定义：d = {} 或 d = dict()。

增删改查 (CRUD) 操作：

字典综合案例：购物车管理系统

shopping_cart = {}
menu = """
############# 购物车系统 #############
# 1. 添加  2. 修改  3. 删除  4. 查询  5. 退出 #
#####################################
"""

print("欢迎使用购物管理系统 ~")

whileTrue:
    print(menu)
    choice = input("请选择操作(1-5)：")

    match choice:
        case "1":  # 添加
            name = input("商品名称：")
if name in shopping_cart:
                print("商品已存在")
else:
                price = float(input("价格："))
                num = int(input("数量："))
                shopping_cart[name] = {"price": price, "num": num}
                print("添加成功")

        case "2":  # 修改
            name = input("要修改的商品：")
if name notin shopping_cart:
                print("商品不存在")
continue
            shopping_cart[name]["price"] = float(input("新价格："))
            shopping_cart[name]["num"] = int(input("新数量："))
            print("修改成功")

        case "3":  # 删除
            name = input("要删除的商品：")
if name in shopping_cart:
del shopping_cart[name]
                print("删除成功")
else:
                print("商品不存在")

        case "4":  # 查询
for k, v in shopping_cart.items():
                print(f"商品：{k}，价格：{v['price']}，数量：{v['num']}")

        case "5":
            print("再见！")
break
        case _:
            print("输入错误")

2.4.7 数据容器总结对比