Python 入门教程（零基础）

Python 是什么，用来做什么

Python 是一门高级、动态类型的语言，由 Guido van Rossum 于 1991 年首次发布。代码由解释器运行（官方参考实现是 CPython），因此没有单独的编译步骤。它被广泛用于数据分析和机器学习（NumPy、pandas、PyTorch）、Web 后端（Django、Flask、FastAPI）、自动化脚本、科学计算和教学。Python 2 已在 2020 年停止维护，所以请直接学习 Python 3。

安装 Python 并运行 Hello, world

在 python.org 下载安装包（Windows、macOS），Linux 上可使用包管理器安装。用 python3 --version 检查是否安装成功（Windows 上命令通常是 py 或 python）。把下面的代码保存为 hello.py：

print("Hello, world")

python3 hello.py
# Hello, world

不带文件直接运行 python3 会进入交互式命令行（REPL），适合一行一行地试验代码。

变量与基本类型

给变量赋值就创建了变量，无需声明类型；类型跟着值走，用 type(x) 可以查看。

name = "Ada"
age = 36
height = 1.65
print(f"{name} is {age} years old")  # Ada is 36 years old
print(7 / 2, 7 // 2, 7 % 2)          # 3.5 3 1
print(int("12") + 1)                 # 13

流程控制：if、for 和 while

代码块以冒号开头，由缩进界定（惯例是 4 个空格）。for 循环可以遍历任意序列；range(n) 生成 0 到 n−1 的数字。

score = 72
if score >= 90:
    grade = "A"
elif score >= 70:
    grade = "B"
else:
    grade = "C"
print(grade)  # B
for i in range(3):
    print(i)  # 0, then 1, then 2
n = 10
while n > 1:
    n = n // 2
print(n)  # 1

函数

用 def 定义函数。参数可以有默认值，调用时也可以按名称传参。没有 return 的函数返回 None。

def greet(name, greeting="Hello"):
    return f"{greeting}, {name}!"
print(greet("Lin"))                 # Hello, Lin!
print(greet("Lin", greeting="Hi"))  # Hi, Lin!
square = lambda x: x * x
print(square(5))                    # 25

类型提示（如 def area(w: float, h: float) -> float:）可以说明意图，并让 mypy 等工具检查代码，但解释器本身并不强制执行。

列表、元组、字典和集合

nums = [3, 1, 2]
nums.append(5)
nums.sort()
print(nums, nums[0], nums[-1], nums[1:3])  # [1, 2, 3, 5] 1 5 [2, 3]
ages = {"ann": 31, "bob": 25}
ages["cy"] = 40
for person, age in ages.items():
    print(person, age)
print(ages.get("zed", 0))  # 0
squares = [x * x for x in range(5) if x % 2 == 0]
print(squares)  # [0, 4, 16]

最后一行是列表推导式，是 Python 的标志性特性：用一个表达式就能通过循环和可选的过滤条件生成列表。字典推导式和集合推导式的写法与之类似。

标志性特性：解包、with 与生成器

a, b = 1, 2
a, b = b, a            # swap without a temporary
first, *rest = [1, 2, 3, 4]
print(first, rest)     # 1 [2, 3, 4]
with open("notes.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("line one\n")   # file is closed automatically
def countdown(n):
    while n > 0:
        yield n
        n -= 1
print(list(countdown(3)))  # [3, 2, 1]

with 语句会替你执行准备和清理代码（这里即使出错也会关闭文件）。使用 yield 的函数是生成器：它惰性地逐个产生值，处理大数据时可以节省内存。

用 try 和 except 处理错误

错误以异常的形式抛出。请捕获你预期的具体异常类型，需要无论如何都执行的代码放在 finally 中。

def parse_age(text):
    try:
        age = int(text)
    except ValueError:
        print(f"not a number: {text!r}")
        return None
    if age < 0:
        raise ValueError("age cannot be negative")
    return age
print(parse_age("41"))   # 41
print(parse_age("abc"))  # not a number: 'abc', then None

一个完整的小程序：词频统计

这个脚本读取命令行指定的文本文件，并输出出现次数最多的五个单词。它只用到标准库。

import sys
from collections import Counter
def top_words(path, n=5):
    with open(path, encoding="utf-8") as f:
        words = f.read().lower().split()
    cleaned = [w.strip(".,;:!?\"'()") for w in words]
    return Counter(w for w in cleaned if w).most_common(n)
if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) != 2:
        sys.exit("usage: python3 count.py FILE")
    try:
        for word, count in top_words(sys.argv[1]):
            print(f"{count:5}  {word}")
    except FileNotFoundError:
        sys.exit(f"file not found: {sys.argv[1]}")

用 python3 count.py notes.txt 运行。if __name__ == "__main__": 这一判断让文件既能作为模块被导入而不执行脚本部分。

新手常见错误

• 混用制表符和空格，或缩进不一致，会引发 IndentationError。请把编辑器设置为插入 4 个空格。
• = 是赋值，== 是比较。is 只用于判断 None（if x is None）。
• input() 总是返回字符串；做数学运算前要用 int() 或 float() 转换。
• 用 b = a 并不会复制列表，两个名字指向的是同一个列表。请用 b = a.copy() 或 b = list(a)。
• 请在虚拟环境（python3 -m venv .venv）中安装第三方包，不要装进系统自带的 Python。

接下来学什么

先完整过一遍官方的 Python Tutorial，再浏览 Library Reference，了解 pathlib、json、datetime、itertools 等模块。学会用 pip 和虚拟环境管理第三方包，并用 unittest 或 pytest 写测试。之后选择一个方向：Web（Django 或 FastAPI）、数据（pandas）或自动化。