【学习路线】Python基础详细知识点学习路径（附学习资源）

符号表解释：

可根据知识点前的符号按需选学，并获取知识点描述和学习资源。

必学：核⼼知识点，经常⽤到。

建议学：重要知识点，专业⼈⼠的基⽯。

⾯试重点：经常出现的⾯试知识点。

可有可⽆：边缘区域，不是必须探索的地⽅。

知识描绘：知识点描述，快速理解。

学习资源：关联的学习资源。

学习⽬标：阶段性⽬标。

学习路线：基础

资源：

⽬标：能⽤Python编写待办事项列表应⽤程序：创建⼀个简单的控制台应⽤，允许⽤户添加、删除和查看待办事项。

Python 安装

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开发⼯具：

VS Code

特点：跨平台，插件丰富，内置Git和终端，适⽤于多种编程语⾔。

PyCharm

特点: 专为Python设计，智能代码助⼿，强⼤的调试⼯具

Sublime

特点: 轻量级，快速，⾼度可定制，⽀持多⽂件同时处理，代码快速跳转。

变量

1、定义变量

在Python中，变量是存储数据值的容器。
定义变量时，不需要显式声明数据类型。Python是动态类型语⾔，会在运⾏时⾃动推断数据类型。
示例：x = 5 这⾥，x 是变量名，它被赋值为整数 5。

2、关键字

关键字是Python中预定义的、具有特殊意义的保留字。
关键字不能⽤作变量名、函数名或其他标识符。
示例：if, else, for, while, class 等。

3、命名规则

变量名必须以字⺟或下划线开头，不能以数字开头。
变量名可以包含字⺟、数字和下划线（A-z, 0-9, 和 _ ）。
变量名是⼤⼩写敏感的，例如，myVar 和 myvar 是两个不同的变量。
应避免使⽤Python的内置函数名和关键字作为变量名，以防⽌冲突。

4、基本数据类型

数值类型: 如 int (整数), float (浮点数)。
字符串: ⽤于表示⽂本数据，例如 str。
布尔值: 表示真或假，如 bool（True 或 False）。
列表, 元组, 字典: ⽤于存储集合数据。

5、类型转换

可以使⽤内置函数如 int(), float(), str() 等来转换数据类型。
示例：int("123") 会将字符串 "123" 转换为整数 123。
⾃动类型转换发⽣在执⾏特定操作时，例如，将整数与浮点数相加时，整数会⾃动转换为浮点数。

运算符和表达式

描述：Python中的运算符和表达式是编程的基础元素之⼀，它们⽤于执⾏计算、值的⽐较和逻辑运算。

1、算术运算符

加法+：⽤于两个数值的相加，如 3 + 4 结果为 7。
减法-：⽤于两个数值的相减，如 5 - 2 结果为 3。
乘法*：⽤于两个数值的相乘，如 3 * 4 结果为 12。
除法/：⽤于两个数值的相除，如 8 / 2 结果为 4.0（结果总是浮点数）。
取模%：返回除法的余数，如 5 % 2 结果为 1。
幂**：⽤于求幂，如 2 ** 3 结果为 8。
整除//：返回两数相除的整数部分，如 5 // 2 结果为 2。

2、⽐较运算符

等于== : 判断两个值是否相等。
不等于!= : 判断两个值是否不等。
大于 >、小于 < : ⽐较两个值的⼤⼩。
大于等于 >=、小于等于 <= : ⽐较两个值的⼤⼩，包含等于的情况。

3、逻辑运算符

与 and : 两个条件同时为真时，结果为真。
或 or : 两个条件中⾄少有⼀个为真时，结果为真。
非 not : 取反，真变假，假变真。

4、赋值运算符

赋值 = : 将右侧的值赋给左侧的变量，如 x = 5。
复合赋值：如 +=, -=, *=, /=, %=, **=, //= 等，将算术操作与赋值结合，例如 x += 3 等同于 x = x + 3。

5、身份运算符

is、is not : ⽤于判断两个变量是否引⽤同⼀个对象。

6、成员运算符

in、not in : ⽤于检查序列（如列表、字符串）中是否存在（或不存在）⼀个值。

流程控制

1、条件分⽀

if 语句 : 检查⼀个条件，如果条件为真，则执⾏相关代码块。
elif 语句 : 在if条件不满⾜时，检查另⼀个条件。
else 语句 : 当所有if和elif条件都不满⾜时，执⾏else部分的代码。

2、循环

for 循环 : 遍历序列或其他可迭代对象，对每个元素执⾏代码块。
while 循环 : 当给定条件为真时，重复执⾏代码块。

3、循环控制语句

break : 提前退出整个循环。
continue : 跳过当前循环的剩余部分，⽴即开始下⼀次迭代。

基本数据结构

1、字符串 (String)

⽤于存储⽂本。
由字符组成，如 "hello"。
不可变（immutable），意味着⼀旦创建，其内容不能更改。
提供丰富的⽅法进⾏操作，如索引、切⽚、连接和格式化。

2、列表 (List)

⽤于存储有序的数据集合。
可以包含不同类型的元素，如 [1, "hello", 3.14]。
可变（mutable），可以添加、删除或更改其元素。
⽀持索引和切⽚操作，可以通过索引访问或更改元素。

3、元组 (Tuple)

类似于列表，但是不可变。
⽤于存储有序的数据集合，如 ("apple", "banana", "cherry")。
⼀旦创建，不能修改其内容（添加、删除或更改元素）。
常⽤于函数返回多个值或将多个值作为⼀个整体进⾏处理。

4、集合 (Set)

⽤于存储⽆序的、唯⼀的元素集。
元素不重复，如 {1, 2, 3}。
可变，可以添加或删除元素，但不能包含可变元素（如列表）。
⽀持数学上的集合操作，如并集、交集、差集等。

5、字典 (Dictionary)

存储键值对，每个键对应⼀个值。
例如，{"name": "Alice", "age": 25}。
键通常是字符串或数字，值可以是任何数据类型。
可变，可以添加、删除或更改键值对。
⽆序，不能通过索引。

函数

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定义

1、参数传递

函数可以接受参数，这些参数在函数调⽤时被传递给函数。
参数可以是必需的，也可以是可选的（带有默认值）。
Python还⽀持关键字参数（允许你通过参数名指定参数）和可变数量的参数（使⽤*args和**kwargs）。

2、作⽤域

描述: 在Python中，变量的作⽤域决定了在哪⾥可以访问该变量。

局部作⽤域：在函数内定义的变量只能在该函数内部访问。
全局作⽤域：在函数外定义的变量可以在整个代码中访问。
global关键字⽤于在函数内部访问全局变量。
nonlocal关键字⽤于在嵌套函数中访问外层函数的局部变量。

3、lambda 表达式

lambda表达式是⼀种创建匿名函数的⽅式。

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4、常⽤内置函数

描述: Python提供了许多内置函数，这些函数随时可⽤，⽆需导⼊模块。

print()：打印输出。
len()：返回对象的⻓度或元素个数。
type()：返回对象的类型。
range()：⽣成⼀个数值序列。
str(), int(), float(): ⽤于类型转换。
input(): ⽤于从⽤户获取输⼊。
sum(): 计算序列中所有元素的总和。
max(), min(): 查找序列中的最⼤或最⼩值。
sorted(): 返回排序后的序列。

⾯向对象编程 (OOP)

1、类和对象

1.1 类 (Class)

类是创建对象的蓝图或模板。它为对象定义了特定的属性和⽅法。
类是⽤来定义数据以及数据操作的⽅法的。你可以将类看作是构建对象的模具。

1.2 对象 (Object)

对象是根据类定义创建的实例。每个对象都有特定的属性和⽅法。
对象是类的实例化，具有类定义的所有特性。每个对象都可以有不同的属性值，使得每个对象都是独⼀⽆⼆的。
对象的创建通常称为实例化，并且对象可以使⽤类中定义的⽅法。

2、三⼤特性

2.1 封装

描述: 封装是OOP中将数据（属性）和操作数据的代码（⽅法）捆绑在⼀起的概念。这样做的⽬的是隐藏对象的内部状态，只通过公共接⼝暴露功能。

self : 在类的⽅法中，self代表类的实例⾃身。它是对当前对象的引⽤。
属性: 类的变量，⽤于存储数据。
⽅法: 类中定义的函数，⽤于定义对象的⾏为。

类⽅法（Class Method）: 使⽤@classmethod装饰器定义，接受类本身作为第⼀个参数（通常命名为cls）。
实例⽅法（Instance Method）: 类的普通⽅法，接受实例⾃身self作为第⼀个参数。
静态⽅法（Static Method）: 使⽤@staticmethod装饰器定义，不接受self或cls参数，类似普通函数但属于类的命名空间。

访问控制: 控制外部对类内部属性和⽅法的访问权限。Python通过前置下划线实现（如单下划线 _ 和双下划线 __）。

2.2 继承

描述: 继承允许⼀个类（⼦类）继承另⼀个类（⽗类）的属性和⽅法，从⽽实现代码重⽤。

单继承: ⼦类只继承⼀个⽗类。
多继承: ⼦类可以继承多个⽗类。Python⽀持多继承，允许定义继承多个⽗类的类。

2.3 多态

描述: 多态是指不同类的对象对同⼀消息作出响应的能⼒，即相同的接⼝调⽤可以有不同的执⾏结果。

⽅法重写（Method Overriding）: ⼦类可以重写⽗类的⽅法，提供特定于⼦类的实现。在调⽤这个⽅法时，会使⽤⼦类的版本，⽽不是⽗类的。

3、运算符重载

描述: 运算符重载允许为类的实例⾃定义Python内置操作符的⾏为。

通过定义特殊⽅法（magic methods），类可以改变其实例的运算符⾏为。
例如，通过重载__add__⽅法，可以定义两个类实例使⽤+运算符时的⾏为。

4、装饰器

描述: 装饰器是⼀种设计模式，⽤于修改或增强函数或⽅法的⾏为，⽽不改变其代码。

在Python中，装饰器是⼀种函数，它接受⼀个函数作为参数并返回⼀个新的函数。
装饰器通过在函数定义之前使⽤@符号应⽤，例如@decorator_name。
它们常⽤于⽇志记录、性能测试、事务处理、权限校验等。
装饰器可以应⽤于任何可调⽤的对象，包括类和类的⽅法。

5、反射

描述: 反射是指程序在运⾏时检查和修改其结构（如类或函数）的能⼒。

在Python中，可以通过内置函数如getattr(), setattr(), hasattr(), 和delattr()实现反射，⽤于动态地访问或修改对象的属性。
type()和isinstance()等函数可以⽤于获取对象的类型信息。
反射使得程序可以更加动态，例如根据条件动态调⽤⽅法或访问属性，但也可能使得代码难以理解和维护。