python

准备好你的Python环境（推荐Python 3.8+，可以用IDLE、VSCode或Jupyter Notebook），我们开始吧！

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### 第一步：Python基础

#### 1. 安装和设置Python
- **下载Python**：访问 [python.org](https://www.python.org/)，下载最新版本（目前是3.11或更高）。安装时勾选“Add Python to PATH”。
- **验证安装**：打开终端（Windows CMD、Mac/Linux Terminal），输入以下命令：
  ```bash
  python --version
  ```
  如果返回版本号（如 `Python 3.11.5`），说明安装成功。
- **选择编辑器**：
  - 初学者：用IDLE（Python自带）或Online IDE（如Replit）。
  - 推荐：VSCode（安装Python扩展）或Jupyter Notebook（适合数据分析）。

#### 2. 第一个Python程序
创建一个简单的程序，输出“Hello, World!”：
```python
print("Hello, World!")
```
- **运行方法**：
  1. 打开编辑器，输入代码。
  2. 保存为 `hello.py`（文件名以 `.py` 结尾）。
  3. 终端运行：`python hello.py`。
- **解释**：`print()` 是一个内置函数，用于在屏幕上输出内容。

**练习1**：修改代码，输出你的名字，比如 `Hello, 张伟!`。

#### 3. 变量和数据类型
Python支持多种数据类型，变量无需提前声明类型：
```python
# 变量赋值
name = "Alice"  # 字符串
age = 25       # 整数
height = 1.75  # 浮点数
is_student = True  # 布尔值

# 输出变量
print("姓名:", name)
print("年龄:", age)
print("身高:", height, "米")
print("是否是学生:", is_student)
```
- **数据类型**：
  - 字符串（`str`）：用 `""` 或 `''` 包裹。
  - 整数（`int`）：如 `25`。
  - 浮点数（`float`）：如 `1.75`。
  - 布尔值（`bool`）：`True` 或 `False`。
- **动态类型**：Python会自动推断变量类型。

**练习2**：创建一个变量存储你的年龄和城市，输出类似“张伟，25岁，来自上海”。

#### 4. 基本运算
Python支持数学运算和字符串操作：
```python
# 数学运算
a = 10
b = 3
print("加法:", a + b)  # 13
print("减法:", a - b)  # 7
print("乘法:", a * b)  # 30
print("除法:", a / b)  # 3.333...
print("整除:", a // b)  # 3
print("取余:", a % b)   # 1
print("幂:", a ** b)    # 1000

# 字符串拼接
greeting = "Hello, " + name
print(greeting)  # Hello, Alice
```
- **注意**：字符串拼接用 `+`，但不能直接将字符串和数字拼接（需转换类型）。

**练习3**：计算你的年龄加上10年后的年龄，并输出结果。

#### 5. 用户输入
用 `input()` 获取用户输入：
```python
name = input("请输入你的名字：")
age = int(input("请输入你的年龄："))  # 转换为整数
print(f"你好，{name}！明年你将是 {age + 1} 岁。")
```
- **解释**：
  - `input()` 返回字符串，需用 `int()` 或 `float()` 转换为数字。
  - `f-string`（格式化字符串）：用 `f"..."` 嵌入变量，简洁优雅。

**练习4**：写一个程序，询问用户的身高（米）和体重（公斤），计算并输出BMI（公式：体重/身高²）。

#### 6. 条件语句
条件语句用于决策：
```python
age = int(input("请输入你的年龄："))
if age >= 18:
    print("你是成年人！")
else:
    print("你还未成年！")
```
- **结构**：
  - `if 条件:`：条件为真时执行。
  - `else:`：条件为假时执行。
  - 可添加 `elif` 检查更多条件：
    ```python
    score = int(input("请输入你的分数："))
    if score >= 90:
        print("优秀")
    elif score >= 60:
        print("及格")
    else:
        print("不及格")
    ```

**练习5**：写一个程序，输入一个数字，判断它是正数、负数还是零。

#### 7. 循环
循环用于重复执行代码：
- **for循环**：遍历已知次数或序列。
  ```python
  for i in range(5):  # 0到4
      print(i)
  ```
- **while循环**：基于条件重复。
  ```python
  count = 1
  while count <= 5:
      print(count)
      count += 1
  ```
- **控制语句**：
  - `break`：跳出循环。
  - `continue`：跳到下一次循环。

**练习6**：用循环输出1到10的偶数。

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### 第二步：数据结构
#### 8. 列表（List）
列表是Python中最常用的数据结构，用于存储多个元素：
```python
fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
print(fruits[0])  # 访问第一个元素：苹果
fruits.append("葡萄")  # 添加元素
print(fruits)  # ['苹果', '香蕉', '橙子', '葡萄']
fruits.remove("香蕉")  # 删除元素
print(fruits)  # ['苹果', '橙子', '葡萄']
```
- **切片**：`fruits[0:2]` 返回 `['苹果', '橙子']`。
- **列表推导式**：
  ```python
  squares = [x**2 for x in range(1, 6)]  # [1, 4, 9, 16, 25]
  ```

**练习7**：创建一个包含5个你喜欢的食物的列表，输出第二个食物，并添加一个新食物。

#### 9. 字典（Dictionary）
字典存储键值对：
```python
student = {"name": "Alice", "age": 20, "major": "计算机"}
print(student["name"])  # Alice
student["grade"] = "A"  # 添加键值对
print(student)  # {'name': 'Alice', 'age': 20, 'major': '计算机', 'grade': 'A'}
```

**练习8**：创建一个字典存储你的个人信息（姓名、年龄、城市），输出城市并添加一个“爱好”键。

#### 10. 元组和集合
- **元组（Tuple）**：不可变序列。
  ```python
  point = (3, 4)
  print(point[0])  # 3
  ```
- **集合（Set）**：无序、不重复。
  ```python
  numbers = {1, 2, 2, 3}
  print(numbers)  # {1, 2, 3}
  ```

**练习9**：创建一个集合，包含3个重复数字，输出去重后的结果。

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### 第三步：函数
函数让代码更模块化：
```python
def greet(name):
    return f"你好，{name}！"

print(greet("Alice"))  # 你好，Alice！

# 默认参数
def add(a, b=10):
    return a + b

print(add(5))  # 15
print(add(5, 20))  # 25
```

**练习10**：写一个函数，接受两个数字，返回它们的乘积。

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### 第四步：模块和库
Python有强大的标准库和第三方库：
```python
import random
print(random.randint(1, 10))  # 随机数1-10

import math
print(math.sqrt(16))  # 4.0
```
- **安装第三方库**：
  ```bash
  pip install requests
  ```
- **示例**：用 `requests` 获取网页内容：
  ```python
  import requests
  response = requests.get("https://api.github.com")
  print(response.status_code)  # 200表示成功
  ```

**练习11**：用 `random` 模块生成一个1到100的随机数，判断它是奇数还是偶数。

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### 第五步：进阶主题
#### 11. 文件操作
读写文件：
```python
# 写文件
with open("test.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, Python!")

# 读文件
with open("test.txt", "r") as file:
    content = file.read()
    print(content)  # Hello, Python!
```

**练习12**：创建一个文件，写入你的名字，读取并打印内容。

#### 12. 异常处理
处理错误：
```python
try:
    num = int(input("请输入一个数字："))
    print(100 / num)
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以零！")
except ValueError:
    print("请输入有效数字！")
```

**练习13**：写一个程序，接受用户输入的两个数字，计算它们的除法，处理可能的错误。

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### 第六步：实践项目
#### 项目1：简单计算器
```python
def calculator():
    num1 = float(input("请输入第一个数字："))
    op = input("请输入运算符（+,-,*,/）：")
    num2 = float(input("请输入第二个数字："))
    
    if op == "+":
        print(f"结果：{num1 + num2}")
    elif op == "-":
        print(f"结果：{num1 - num2}")
    elif op == "*":
        print(f"结果：{num1 * num2}")
    elif op == "/":
        if num2 != 0:
            print(f"结果：{num1 / num2}")
        else:
            print("除数不能为零！")
    else:
        print("无效运算符！")

calculator()
```

**练习14**：扩展计算器，添加幂运算（`^`）和取余（`%`）。

#### 项目2：待办事项列表
```python
todos = []

def todo_list():
    while True:
        action = input("输入 add/view/remove/exit：")
        if action == "add":
            task = input("请输入任务：")
            todos.append(task)
        elif action == "view":
            for i, task in enumerate(todos, 1):
                print(f"{i}. {task}")
        elif action == "remove":
            index = int(input("请输入要删除的任务编号：")) - 1
            if 0 <= index < len(todos):
                todos.pop(index)
            else:
                print("无效编号！")
        elif action == "exit":
            break
        else:
            print("无效命令！")

todo_list()
```

**练习15**：给待办事项列表添加“clear”功能，清空所有任务。

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### 学习建议
1. **每天练习**：每天完成1-2个练习，巩固知识。
2. **调试代码**：出错时阅读错误信息，尝试理解问题。
3. **扩展学习**：
   - 数据分析：学习 `pandas` 和 `matplotlib`。
   - Web开发：学习 `Flask` 或 `Django`。
   - 自动化：学习 `selenium` 或 `pyautogui`。
4. **资源推荐**：
   - 官方教程：https://docs.python.org/3/
   - 免费课程：如Coursera、edX或B站的Python教程。
   - 练习平台：LeetCode、HackerRank、Codewars。

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