Python 编程 教学

Python零基础入门10课

第1课：Python介绍与第一个程序

本节课知识点

1. Python是一门简单、易懂、功能强大的编程语言，人工智能、数据分析、自动化、小游戏都能用它做。
2. 所有Python程序，都可以直接写代码运行。
3. 最基础语句： print()  输出内容，把文字、数字显示在屏幕上。

基础语法

python


# 输出文字
print("Hello Python")
# 输出数字
print(123)
 

重要规则

- 括号、引号必须是英文符号
- 一句  print  输出一行内容

本课小练笔

1. 编写代码，让屏幕输出： 我学会Python啦！ 
2. 编写代码，同时输出你的名字、年龄（分两行输出）

参考答案

python


print("我学会Python啦！")
print("小叶")
print(12)
 

 

第2课：变量与数据类型

本节课知识点

变量就是装数据的盒子，可以存文字、数字。

三种最常用数据类型

1. 字符串 str：文字，需要加引号  "你好" 
2. 整数 int：整数数字  100 
3. 浮点数 float：小数  3.14 

变量赋值语法

python


name = "小叶"
age = 12
score = 95.5

print(name)
print(age)
print(score)
 

命名规则

- 变量名只能用：字母、数字、下划线
- 不能以数字开头
- 不能用中文、空格

本课小练笔

1. 定义变量：姓名、身高、体重，然后全部打印出来
2. 找出错误： 1name = "小明"  错在哪里？

参考答案

python


name = "小叶"
height = 160
weight = 45.2
print(name)
print(height)
print(weight)
 

错误解答：变量名不能以数字开头

 

第3课：简单数学运算

本节课知识点

Python可以直接做数学计算：

-  +  加
-  -  减
-  *  乘
-  /  除

示例代码

python


a = 10
b = 3

print(a + b)
print(a - b)
print(a * b)
print(a / b)
 

本课小练笔

1. 计算：35 + 67、99 - 23、12 * 8
2. 已知苹果单价8元，买15个，计算总价

参考答案

python


print(35 + 67)
print(99 - 23)
print(12 * 8)

price = 8
num = 15
print(price * num)
 

 

第4课：输入功能 input()

本节课知识点

 input()  可以接收用户键盘输入的内容

基础用法

python


name = input("请输入你的名字：")
print("你好", name)
 

重点

 input()  默认接收的都是文字，想要输入数字计算，需要转换：

-  int(input())  转整数

示例

python


age = int(input("请输入你的年龄："))
print("明年你的年龄是", age + 1)
 

本课小练笔

1. 让用户输入城市名字，打印  我在XX城市！ 
2. 让用户输入身高，自动输出身高+10

参考答案

python


city = input("请输入你在的城市：")
print("我在", city, "城市！")

height = int(input("请输入你的身高："))
print("新身高：", height + 10)
 

 

第5课：if 条件判断（如果…就…）

本节课知识点

满足条件就执行代码，不满足就不执行

基础语法

python


age = 12
if age >= 10:
print("你大于等于10岁")
 

符号说明

-  ==  等于
-  >  大于<` 小于
-  >=  <=` 小于等于
-  !=  不等于

if-else 语法

python


score = 80
if score >= 60:
print("及格")
else:
print("不及格")
 

本课小练笔

1. 输入分数，大于等于90输出“优秀”，否则输出“继续加油”
2. 判断数字是否为偶数（能被2整除）

参考答案

python


s = int(input("输入分数："))
if s >= 90:
print("优秀")
else:
print("继续加油")
 

 

第6课：for 循环（重复做事）

本节课知识点

循环可以自动重复执行代码，不用重复抄写

基础语法

python


# 打印1~5
for i in range(1,6):
print(i)
 

循环固定次数

python


# 重复3次
for i in range(3):
print("我爱Python")
 

本课小练笔

1. 打印 1 到 10 所有数字
2. 循环打印5次“坚持学编程”

参考答案

python


for i in range(1,11):
print(i)

for i in range(5):
print("坚持学编程")
 

 

第7课：while 循环

本节课知识点

条件成立就一直循环，条件不成立停止

示例代码

python


a = 1
<= 5:
print(a)
a = a + 1
 

本课小练笔

1. 使用while循环输出1~8
2. 循环输出3次“编程很有趣”

参考答案

python


n = 1
while n<= 8:
print(n)
n += 1
 

 

第8课：列表 list（存一堆数据）

本节课知识点

列表可以一次性存很多数据，类似购物清单

基础用法

python


# 创建列表
fruit = ["苹果","香蕉","橙子"]
print(fruit)
# 取第1个数据（从0开始数）
print(fruit[0])
 

本课小练笔

1. 创建自己的爱好列表，包含3个爱好并打印
2. 打印列表中第2个爱好

参考答案

python


hobby = ["画画","编程","运动"]
print(hobby)
print(hobby[1])
 

 

第9课：自定义函数 def

本节课知识点

把一段常用代码打包成函数，随时调用

基础语法

python


def say_hello():
print("你好！欢迎学习Python")

# 调用函数
say_hello()
say_hello()
 

带参数函数

python


def add(a,b):
print(a + b)

add(3,5)
add(10,20)
 

本课小练笔

1. 写一个函数，输出自己的名字和年龄
2. 写一个乘法函数，输入两个数，输出乘积

参考答案

python


def show_info():
print("名字：小叶")
print("年龄：12")

show_info()

def mul(x,y):
print(x * y)
mul(6,7)
 

 

第10课：综合小项目（简易计算器）

本节课知识点

综合运用：输入、运算、判断

成品代码

python


print("简易加法计算器")
num1 = int(input("请输入第一个数："))
num2 = int(input("请输入第二个数："))
res = num1 + num2
print("计算结果：", res)
 

本课小练笔

1. 改造代码，做成加减乘除四功能计算器
2. 自己加一句欢迎语

拓展参考

python


print("欢迎使用Python计算器")
a = int(input("数1："))
b = int(input("数2："))
print("加法：",a+b)
print("减法：",a-b)
print("乘法：",a*b)
print("除法：",a/b)

Python进阶10课



第1课：函数返回值 return

本节课知识点

1.  return ：函数把计算结果返回到调用它的地方。之前的函数只是print输出，return可以拿到结果继续参与计算。
2. 函数遇到return就结束执行，后面代码不会运行。
3. 一个函数可以返回数字、字符串。

基础语法

python


def add(a,b):
res = a + b
return res

num = add(3,5)
print(num)
print(num * 2)
 

本课小练笔

1. 写函数  get_area(w,h) ，接收宽和高，返回长方形面积，把结果打印。
2. 写函数，传入一个数字，返回数字的平方。

参考答案

python


def get_area(w,h):
return w * h

s = get_area(4,5)
print(s)

def square(x):
return x * x
print(square(6))
 

第2课：字符串常用操作

本节课知识点
字符串是文字序列，可以做切割、替换、获取长度。

-  len(字符串)  获取文字长度
-  .replace("旧","新")  替换文字
-  .split()  把字符串切成列表
-  f"{变量}"  f字符串格式化，方便拼接输出

示例代码

python


text = "我喜欢Python"
print(len(text))
new_text = text.replace("Python","编程")
print(new_text)

words = "苹果,香蕉,橙子".split(",")
print(words)

name = "小叶"
age = 12
print(f"我的名字是{name}，今年{age}岁")
 

本课小练笔

1. 使用f字符串输出： 我身高xxx，体重xxx ，变量自己定义。
2. 把句子  "小猫小狗小兔" ，用replace把“小狗”替换成“小鱼”并打印。

参考答案

python


height = 155
weight = 42
print(f"我身高{height}，体重{weight}")

s = "小猫小狗小兔"
print(s.replace("小狗","小鱼"))
 

第3课：字典dict（键值对）

本节课知识点
列表是按数字下标存取；字典用名字存取数据，适合保存一个事物的多项信息。
格式： {键:值, 键:值} 

示例代码

python


student = {
"name":"小叶",
"age":12,
"hobby":"编程"
}
print(student["name"])
student["age"] = 13
print(student)
 

本课小练笔

1. 创建字典保存你的信息：姓名、年级、爱好，打印整个字典。
2. 修改字典里的爱好，改成新爱好，再打印。

参考答案

python


me = {
"name":"小叶",
"grade":"三年级",
"hobby":"画画"
}
print(me)
me["hobby"] = "机器人"
print(me)
 

第4课：random随机库

本节课知识点
需要 import random 导入模块，就可以生成随机数字、随机抽取列表内容。

-  random.randint(a,b)  取a‑b之间随机整数，包含两端
-  random.choice(列表)  在列表随机选一个元素

示例代码

python


import random

n = random.randint(1,10)
print(n)

fruit = ["苹果","香蕉","橘子"]
pick = random.choice(fruit)
print(pick)
 

本课小练笔

1. 随机输出1‑100之间的一个数字。
2. 做简易抽奖：名单 = ["小明","小红","小刚"]，随机抽1个人打印。

参考答案

python


import random
print(random.randint(1,100))

name_list = ["小明","小红","小刚"]
print(random.choice(name_list))
 

第5课：break 和 continue 循环控制

本节课知识点

-  break ：立刻跳出整个循环，循环直接结束
-  continue ：跳过本次循环剩下代码，直接进入下一轮循环

示例代码

python


for i in range(1,10):
if i == 5:
break
print(i)

for i in range(1,6):
if i ==3:
continue
print(i)
 

本课小练笔

1. 循环打印1‑20，遇到数字12就直接break结束循环。
2. 打印1‑10，跳过数字7。

参考答案

python


for i in range(1,21):
if i ==12:
break
print(i)

for i in range(1,11):
if i ==7:
continue
print(i)
 

第6课：文件读写（txt文本）

本节课知识点
程序读取电脑上txt文件，也可以往文件写文字。

- 写文件： open("test.txt","w",encoding="utf‑8")  w模式覆盖旧内容
- 读文件： open("test.txt","r",encoding="utf‑8") 
-  with 写法，会自动关闭文件，推荐新手使用

示例代码

python


#写入
with open("note.txt","w",encoding="utf-8") as f:
f.write("学习Python进阶\n")

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

本课小练笔

1. 创建  diary.txt ，写入两行文字：第一行“今天学习文件”，第二行“编程很有趣”。
2. 读取这个文件并且打印全部内容。

参考答案

python


with open("diary.txt","w",encoding="utf-8") as f:
f.write("今天学习文件\n")
f.write("编程很有趣\n")

with open("diary.txt","r",encoding="utf-8") as f:
data = f.read()
print(data)
 

第7课：异常处理 try‑except，防止程序崩溃

本节课知识点
用户输入错误、文件找不到会让程序直接崩溃；try捕获错误，程序不会直接退出。

python


try:
num = int(input("请输入数字："))
print(num + 10)
except ValueError:
print("你输入的不是数字！")
 

本课小练笔

1. 写代码：尝试把用户输入转为整数；如果输入文字报错，打印提示“请输入合法数字”。
2. 写除法，捕获除数为0的错误。

参考答案

python


#第1题
try:
n = int(input("输入数字："))
print(n)
except ValueError:
print("请输入合法数字")

#第2题
try:
a = int(input("被除数"))
b = int(input("除数"))
print(a / b)
except ZeroDivisionError:
print("除数不能等于0")
 

第8课：元组tuple与集合set

本节课知识点

- 元组  () ：和列表很像，内容不能修改
- 集合  {} ：自动去掉重复内容，适合去重

示例代码

python


t = (10,20,30)
print(t[0])

s = {1,2,2,3,3,3}
print(s)
 

本课小练笔

1. 创建元组保存三个城市名字，打印第二个城市。
2. 列表  nums = [2,2,5,5,7,7] ，转集合去重，打印结果。

参考答案

python


city_tuple = ("深圳","广州","上海")
print(city_tuple[1])

nums = [2,2,5,5,7,7]
res = set(nums)
print(res)
 

第9课：模块与导入，自己写模块

本节课知识点
 import xxx  导入别人写好的代码模块；也可以自己写py文件当作模块导入。
除了random，还有math数学模块。

python


import math
print(math.sqrt(16)) #开平方
 

本课小练笔

1. 使用math模块，计算25的平方根。
2. 写一个函数def calc_sum(a,b)返回a+b；把它保存为tool.py；新建另一个py文件，import tool调用calc_sum。

参考答案

python


#第一题
import math
print(math.sqrt(25))

#tool.py
def calc_sum(a,b):
return a+b

#main.py
import tool
print(tool.calc_sum(3,7))
 

第10课：综合实战：猜数字完整小游戏（综合项目）

本节课知识点
综合：random、while循环、if判断、break、异常捕获。

成品参考代码

python


import random
secret = random.randint(1,100)
print("===猜数字游戏 1~100===")

while True:
try:
guess = int(input("请猜数字："))
if guess > secret:
print("大了")
elif guess < secret:
print("小了")
else:
print("恭喜猜对！")
break
except ValueError:
print("请输入数字！")
 

本课小练笔

1. 修改猜数字游戏，最多只能猜7次，7次没猜中游戏结束。
2. 在游戏开头打印欢迎语。

拓展参考答案

python


import random
secret = random.randint(1,100)
count = 0
print("欢迎来玩猜数字！范围1‑100，最多7次机会")

while count <7:
try:
guess = int(input("请猜数字："))
count +=1
if guess > secret:
print("大了")
elif guess < secret:
print("小了")
else:
print("恭喜猜对！")
break
except ValueError:
print("输入数字！")
if count >=7:
print(f"机会用完，答案是{secret}")

Python 终极篇10课

第1课：面向对象‑类 class（基础）

本节课知识点

1.  class  用来创建“模板”，描述一类事物的属性（数据）和方法（函数）。
2.  __init__  构造函数，创建对象的时候自动执行，给对象设置属性。
3. self 代表对象自己，访问自己的变量、自己的函数。

示例代码

python


class Robot:
def __init__(self,name):
self.name = name
self.battery = 100

def say_hi(self):
print(f"你好，我是机器人{self.name}，电量{self.battery}%")

r1 = Robot("一号机器狗")
r1.say_hi()
 

本课小练笔

1. 写一个 Cat 类，初始化要有名字、年龄；写一个meow()方法打印“喵喵”。
2. 创建2只不同名字的小猫对象，分别调用meow。

参考答案

python


class Cat:
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def meow(self):
print(f"{self.name}：喵喵")

c1 = Cat("橘猫",2)
c2 = Cat("黑猫",3)
c1.meow()
c2.meow()
 

第2课：面向对象：属性修改、类的继承

本节课知识点

1. 对象可以直接修改属性；
2. 继承：子类复用父类全部代码，还可以新增自己的功能。 class 子类(父类) 

示例代码

python


class Animal:
def __init__(self,name):
self.name = name
def breath(self):
print(f"{self.name}在呼吸")

# Dog继承Animal
class Dog(Animal):
def bark(self):
print(f"{self.name}汪汪叫")

d = Dog("小狗")
d.breath()
d.bark()
 

本课小练笔

1. 父类 Vehicle ，属性speed；有run()打印行驶。子类 Car 继承Vehicle，新增honk()鸣笛。
2. 创建Car实例，调用run()、honk()，修改speed为80。

参考答案

python


class Vehicle:
def __init__(self,speed):
self.speed = speed
def run(self):
print(f"车辆以{self.speed}km/h行驶")

class Car(Vehicle):
def honk(self):
print("滴滴！鸣笛")

my_car = Car(40)
my_car.run()
my_car.honk()
my_car.speed = 80
my_car.run()
 

第3课：高阶函数：lambda匿名函数

本节课知识点

- lambda：简短的一次性小函数，不需要def写一大段。
格式： lambda 参数:返回值 
适合简单计算，搭配sorted排序使用。

示例代码

python


f = lambda x:x*x
print(f(5))

students = [("小叶",12),("小红",11),("小刚",13)]
#按年龄排序
students_sort = sorted(students, key=lambda s:s[1])
print(students_sort)
 

本课小练笔

1. 写lambda，接收两个数字返回两数相乘。
2. 列表 goods=[("苹果",5),("香蕉",3),("橙子",7)] ，用lambda按价格从小到大排序。

参考答案

python


mul = lambda a,b:a*b
print(mul(4,6))

goods=[("苹果",5),("香蕉",3),("橙子",7)]
res = sorted(goods,key=lambda g:g[1])
print(res)
 

第4课：列表推导式（快速生成列表）

本节课知识点
简洁快速生成列表，代替普通for循环append。
格式： [表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件] 

示例代码

python


#生成1‑10平方
nums = [i*i for i in range(1,11)]
print(nums)

#只保留偶数
even = [x for x in range(1,21) if x%2==0]
print(even)
 

本课小练笔

1. 列表推导式生成1‑15所有数字的立方。
2. 筛选1‑30里面能被3整除的数字组成列表。

参考答案

python


cube_list = [i**3 for i in range(1,16)]
print(cube_list)

div3 = [x for x in range(1,31) if x%3==0]
print(div3)
 

第5课：多线程 threading，同时做多件事

本节课知识点
程序同一时间并行执行多个任务。例如：一边监听输入，一边循环更新状态。

注意：新手模拟机器人非常常用，一边读传感器，一边处理指令。

示例代码

python


import threading
import time

def task_a():
for i in range(5):
print(f"A任务 {i}")
time.sleep(0.5)

t = threading.Thread(target=task_a,daemon=True)
t.start()

for j in range(3):
print(f"主程序 {j}")
time.sleep(0.6)
 

本课小练笔

1. 开启子线程循环打印“传感器更新”每0.7秒一次；主线程循环打印“主控运行”每1秒。
2. 使用全局变量做一个开关，控制线程停止。

参考答案

python


import threading
import time
running = True

def sensor_task():
global running
while running:
print("传感器更新")
time.sleep(0.7)

t = threading.Thread(target=sensor_task,daemon=True)
t.start()

count = 0
while running:
print("主控运行")
time.sleep(1)
count +=1
if count >=4:
running = False
 

第6课：简易算法：查找与二分查找

本节课知识点

- 顺序查找：逐个遍历对比
- 二分查找：有序列表，快速缩小查找范围，速度更快。

示例代码

python


def linear_search(arr,target):
for idx,val in enumerate(arr):
if val == target:
return idx
return -1

nums = [2,5,7,9,13,18]
print(linear_search(nums,9))
 

本课小练笔

1. 实现顺序查找，在列表找数字，返回下标，找不到返回‑1。
2. 写简易二分查找，在有序列表找目标数字。

参考答案

python


def linear_search(arr,target):
for index,value in enumerate(arr):
if value == target:
return index
return -1

def binary_search(sorted_arr,target):
left = 0
right = len(sorted_arr)-1
while left <= right:
mid = (left+right)//2
if sorted_arr[mid]==target:
return mid
elif sorted_arr[mid]<target:
left = mid+1
else:
right = mid-1
return -1

data = [1,3,5,8,11,22]
print(binary_search(data,11))
 

第7课：json数据读写（保存字典、列表到文件）

本节课知识点
json可以把字典、列表保存到文件，下次运行程序直接读取，保存游戏存档、机器人参数。
 import json 

示例代码

python


import json

info = {"name":"机器狗","battery":88,"mode":"stand"}
#写入
with open("robot_save.json","w",encoding="utf‑8") as f:
json.dump(info,f,ensure_ascii=False,indent=2)

#读取
with open("robot_save.json","r",encoding="utf‑8") as f:
load_data = json.load(f)
print(load_data["name"])
 

本课小练笔

1. 字典保存玩家：姓名、分数、关卡；写入 player.json 。
2. 读取json，打印玩家分数。

参考答案

python


import json
player = {"name":"小叶","score":950,"level":3}
with open("player.json","w",encoding="utf‑8") as f:
json.dump(player,f,ensure_ascii=False,indent=2)

with open("player.json","r",encoding="utf‑8") as f:
data = json.load(f)
print(data["score"])
 

第8课：简单状态机编程（机器人、游戏核心思想）

本节课知识点
状态机：程序同一时刻处在某一种状态，根据条件切换状态。
机器人常见状态：待机、行走、趴下、跟踪模式、故障。

示例代码

python


state = "stand" #stand walk sit

while True:
cmd = input("指令(go/sit/stop):")
if cmd == "go":
state = "walk"
elif cmd == "sit":
state = "sit"
elif cmd == "stop":
state = "stand"
elif cmd == "exit":
break

if state == "stand":
print("状态：站立待机")
elif state == "walk":
print("状态：向前行走")
elif state == "sit":
print("状态：趴下")
 

本课小练笔

1. 扩展状态机，增加 track 跟踪模式；输入track切换跟踪，输入stop切回stand。
2. 每种状态打印对应的提示文字。

参考答案

python


state = "stand"
while True:
cmd = input("指令 go/sit/stop/track/exit:")
if cmd == "go":
state = "walk"
elif cmd == "sit":
state = "sit"
elif cmd == "stop":
state = "stand"
elif cmd == "track":
state = "track"
elif cmd == "exit":
break

if state == "stand":
print("状态：站立待机")
elif state == "walk":
print("状态：向前行走")
elif state == "sit":
print("状态：趴下")
elif state == "track":
print("状态：开启目标跟踪模式")
 

第9课：模拟PID简单闭环控制（机器人平衡仿真）

本节课知识点
PID是机器人平衡、无人机最常用算法。根据误差不断修正输出。

这里做简易仿真，不需要硬件，纯代码模拟。

示例代码

python


#简易P比例控制
angle = 8.0 #机身倾斜角度
Kp = 0.2
for _ in range(20):
error = 0 - angle
adjust = Kp * error
angle = angle + adjust
print(f"机身倾斜：{angle:.2f}")
 

本课小练笔

1. 复制P控制代码，初始倾斜12度，循环30次，观察角度回到0。
2. 修改Kp值，观察Kp太大震荡、太小修正很慢的现象。

参考答案

python


angle = 12.0
Kp = 0.2
for i in range(30):
error = 0 - angle
adjust = Kp * error
angle = angle + adjust
print(f"第{i}轮，倾斜角度 {angle:.2f}")
 

第10课：终极综合项目：模拟四足机器狗完整仿真程序

本节课知识点
综合：class类、多线程、状态机、json存档、简单P平衡控制、指令解析、跟踪模式。

纯软件仿真，没有实体硬件，模拟机器狗：站立、行走、趴下、跟踪模式，保存状态到json。

成品代码

python


import threading
import time
import json

class SimRobotDog:
def __init__(self):
self.state = "stand"
self.battery = 100
self.tilt_angle = 0.0
self.running = True
self.Kp = 0.2

def balance_loop(self):
"""平衡校正后台线程"""
while self.running:
error = 0 - self.tilt_angle
adjust = self.Kp * error
self.tilt_angle += adjust
time.sleep(0.05)

def set_state(self,new_state):
self.state = new_state

def show_status(self):
print(f"【状态:{self.state}】 倾斜角度:{self.tilt_angle:.2f} 电量:{self.battery}")

def save_config(self):
d = {"state":self.state,"battery":self.battery}
with open("dog_save.json","w",encoding="utf‑8") as f:
json.dump(d,f,ensure_ascii=False,indent=2)

def load_config(self):
try:
with open("dog_save.json","r",encoding="utf‑8") as f:
d = json.load(f)
self.state = d["state"]
self.battery = d["battery"]
except FileNotFoundError:
pass

if __name__ == "__main__":
dog = SimRobotDog()
dog.load_config()
balance_thread = threading.Thread(target=dog.balance_loop,daemon=True)
balance_thread.start()

print("====模拟机器狗仿真程序====")
print("指令：stand / walk / sit / track / save / status / exit")
while True:
cmd = input(">")
if cmd == "exit":
dog.running = False
break
elif cmd in ["stand","walk","sit","track"]:
dog.set_state(cmd)
elif cmd == "status":
dog.show_status()
elif cmd == "save":
dog.save_config()
print("已保存机器狗状态")
 

本课小练笔

1. 在仿真机器狗类里面，增加 consume_power() 方法，每次执行动作电量减少1。
2. 如果电量小于10，自动切换到 sit 趴下状态。

参考答案片段

python


def consume_power(self):
self.battery -=1
if self.battery < 10:
self.state = "sit"
print("电量过低，自动趴下！")