Python基础入门全攻略：语法规则与数据结构实战

# 定义不同类型的变量
username = "Lily"  # 字符串（str）：用单/双引号包裹
age = 22           # 整数（int）：不带小数的数字
weight = 52.5      # 浮点数（float）：带小数点的数字
is_employee = False # 布尔值（bool）：只有True/False两个值

# 查看变量类型（用type()函数）
print(type(username))  # 输出<class 'str'>
print(type(age))       # 输出<class 'int'>

如果需要转换数据类型，用int()、str()、float()等函数：

# 字符串转整数
print(int("123"))  # 输出123
# 整数转浮点数
print(float(7))    # 输出7.0
# 布尔值转字符串
print(str(True))   # 输出"True"

2. 条件语句：让代码“做选择”

条件语句用if、elif、else组合，根据条件执行不同代码块。重点：Python用缩进（4个空格或1个Tab）区分代码块，缩进错误会直接报错！

例子：根据分数判断等级

score = 88
if score >= 90:
    print("等级：优秀")
elif score >= 80:  # 多个条件用elif（else if的简写）
    print("等级：良好")
elif score >= 60:
    print("等级：及格")
else:  # 所有条件不满足时执行
    print("等级：不及格")

3. 循环结构：让代码“重复做”

循环分两种：for循环（遍历序列）和while循环（满足条件时重复）。

• for循环：常用遍历列表、字符串等序列
  用range()生成连续整数（range(开始, 结束, 步长)，结束值不包含）：

  # 遍历列表中的水果
  fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
  for fruit in fruits:
      print(f"我喜欢吃{fruit}")  # 输出3行结果
  
  # 生成1-4的整数（range(1,5)等价于[1,2,3,4]）
  for i in range(1, 5):
      print(i)  # 输出1→2→3→4
  

• while循环：只要条件为True就重复执行
  注意：必须让循环变量“自增”，否则会陷入死循环！

  # 计算1到10的和
  total = 0
  i = 1
  while i <= 10:
      total += i  # 等价于total = total + i
      i += 1       # 循环变量自增，避免死循环
  print(f"1到10的和是：{total}")  # 输出55
  

循环中可以用break（退出整个循环）或continue（跳过当前循环）：

# 用break找到第一个偶数就停止
for num in [1,3,5,2,7]:
    if num % 2 == 0:
        print(f"找到偶数：{num}")
        break  # 退出循环，后面的7不会被遍历

# 用continue跳过奇数，只打印偶数
for num in [1,2,3,4,5]:
    if num % 2 != 0:
        continue  # 跳过当前奇数
    print(num)  # 输出2→4

4. 函数基础：把代码“打包复用”

函数是封装好的可复用代码块，用def定义，格式：

def 函数名(参数):
    函数体（要执行的代码）
    return 返回值（可选）

例子：计算矩形面积的函数

def calculate_area(length, width):
    area = length * width
    return area  # 返回计算结果（没有return则返回None）

# 调用函数（传入参数，获取返回值）
room_area = calculate_area(5, 4)
print(f"房间面积是：{room_area}平方米")  # 输出20

函数参数可以是位置参数（按顺序传入）或关键字参数（指定参数名，顺序无关）：

def greet(name, message):
    print(f"你好{name}，{message}")

# 位置参数（按顺序传name→message）
greet("小明", "今天天气不错！")
# 关键字参数（不按顺序，更清晰）
greet(message="一起吃午饭吧～", name="小红")

二、Python常用数据结构：实战中的“工具包”

数据结构是存储和组织数据的方式，Python内置了4种常用结构，先看一张对比表快速区分：

1. 列表（list）：最常用的“有序容器”

列表用[]创建，元素可以是任意类型，支持添加、删除、排序等操作。

• 基本操作

  # 创建列表
  scores = [90, 85, 78, 92]  # 整数列表
  mix_list = [1, "Python", True]  # 混合类型列表
  
  # 访问元素（索引从0开始，-1表示最后一个元素）
  print(scores[0])   # 第一个元素：90
  print(scores[-1])  # 最后一个元素：92
  
  # 切片（获取子列表：start:end，不包含end）
  print(scores[1:3])  # 第2到第3个元素：[85,78]
  print(scores[:2])   # 前2个元素：[90,85]
  print(scores[2:])   # 从第3个开始到末尾：[78,92]
  

• 常用方法

  # 添加元素（append()末尾加，insert()指定位置加）
  scores.append(88)    # 末尾加88 → [90,85,78,92,88]
  scores.insert(1, 95) # 在索引1位置加95 → [90,95,85,78,92,88]
  
  # 删除元素（remove()删值，pop()删索引）
  scores.remove(78)    # 删除值78 → [90,95,85,92,88]
  scores.pop(2)        # 删除索引2的元素（85）→ [90,95,92,88]
  
  # 排序（sort()升序，reverse()反转）
  scores.sort()        # 升序排序 → [88,90,92,95]
  scores.reverse()     # 反转列表 → [95,92,90,88]
  

2. 字典（dict）：“键值对”的关联容器

字典用{key: value}创建，key必须是不可变类型（如字符串、整数），value可以是任意类型。

• 基本操作

  # 创建字典（学生信息）
  student = {
      "name": "张三",
      "age": 20,
      "major": "计算机科学"
  }
  
  # 访问value（用key或get()方法）
  print(student["name"])       # 直接用key：张三（key不存在会报错）
  print(student.get("age"))    # get()方法：20（key不存在返回None，更安全）
  print(student.get("gender", "未知"))  # key不存在时返回默认值：未知
  

• 修改与遍历

  # 修改value（直接赋值）
  student["age"] = 21  # 把age从20改成21
  # 添加新键值对
  student["gender"] = "男"  # 新增gender键
  
  # 遍历字典（用items()获取键值对）
  for key, value in student.items():
      print(f"{key}：{value}")
  # 输出：name：张三 → age：21 → major：计算机科学 → gender：男
  

3. 元组（tuple）：“不可变”的有序容器

元组用()或直接逗号分隔创建，一旦创建就不能修改（不可变），适合存储固定数据（如坐标点）。

# 创建元组
point = (100, 200)  # 坐标点（x=100, y=200）
colors = "红", "绿", "蓝"  # 省略括号也可以

# 访问元素（和列表一样用索引）
print(point[0])   # 100
print(colors[1])  # 绿

# 不可变！以下代码会报错（试图修改元组元素）
# point[0] = 150  # 报错TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

4. 集合（set）：“去重”与“成员判断”神器

集合用{}或set()创建，无重复元素，无序，适合去重或快速判断元素是否存在。

# 创建集合（自动去重）
nums = {1, 2, 3, 3, 4}  # 去重后：{1,2,3,4}
letters = set("aabbcc")  # 字符串转集合：{'a','b','c'}

# 基本操作
nums.add(5)       # 添加元素：{1,2,3,4,5}
nums.remove(3)    # 删除元素：{1,2,4,5}

# 集合运算（交集、并集、差集）
a = {1,2,3}
b = {2,3,4}
print(a & b)  # 交集（都有的元素）：{2,3}
print(a | b)  # 并集（所有元素）：{1,2,3,4}
print(a - b)  # 差集（a有b没有的元素）：{1}

三、语法与数据结构结合：小案例实战

用一个“学生成绩管理”的小例子，把语法和数据结构串起来：

需求：存储3个学生的成绩，计算平均分，找出数学最高分的学生。

# 用列表存储学生字典（每个字典是一个学生的信息）
students = [
    {"name": "Alice", "math": 92, "english": 88},
    {"name": "Bob", "math": 85, "english": 90},
    {"name": "Charlie", "math": 95, "english": 82}
]

# 1. 计算每个学生的平均分（用for循环遍历列表）
for student in students:
    average = (student["math"] + student["english"]) / 2
    student["average"] = average  # 给字典添加平均分字段
    print(f"{student['name']}的平均分：{average:.1f}")  # 保留1位小数

# 2. 找出数学最高分的学生（用变量记录最大值和对应学生）
max_math = 0
top_student = ""
for student in students:
    if student["math"] > max_math:
        max_math = student["math"]
        top_student = student["name"]
print(f"数学最高分是{top_student}，分数：{max_math}")

运行结果：

Alice的平均分：90.0
Bob的平均分：87.5
Charlie的平均分：88.5
数学最高分是Charlie，分数：95

四、新手常踩的“坑”与解决方法

1. 缩进错误：Python用缩进区分代码块，比如if后面的代码必须缩进，否则报错。解决：统一用4个空格或1个Tab，不要混合使用。
2. 变量未定义：使用变量前必须先赋值，否则报错NameError。解决：先定义变量再使用（如name = "小明"后再用print(name)）。
3. 字典key不存在：直接用student["gender"]访问不存在的key会报错，解决：用get()方法（student.get("gender")）。
4. 元组修改错误：元组不可变，试图修改元素会报错，解决：如果需要修改，改用列表（如point = [100,200]）。
5. 循环死循环：while循环的条件永远为True（如while 1:），导致无限重复。解决：确保循环变量有自增（如i += 1）或条件会变为False。