:::tip{title="Python函数"}
Python第五课：Python函数
:::



## 函数介绍

- **定义**：函数是组织好的、可重复使用的代码段，用于实现特定功能。
- **作用**：提高代码复用性，减少重复代码，提升开发效率。
- **常见内置函数**：`len()`、`input()`、`print()`、`str()`、`int()`等。

## 函数的定义与调用

- **定义语法**：

  ```python
  def function_name(parameters):
      # 函数体
  ```

- **调用语法**：

  ```python
  function_name(arguments)
  ```

- **注意事项**：

  - 参数和返回值可省略。
  - 函数必须先定义后使用。

## 函数的参数

- **功能**：在函数运行时，接受外部传入的数据。

- **形式参数与实际参数**：

  - 形参：函数定义中的参数。
  - 实参：函数调用时传入的参数。

- **传参语法**：

  ```python
  def add(x, y):
      return x + y
  result = add(5, 6)
  ```

- **参数数量**：不限，使用逗号分隔。

## 函数的返回值

- **定义**：函数执行完成后返回给调用者的结果。

- **语法**：

  ```python
  def add(x, y):
      return x + y
  result = add(5, 6)
  ```

- **注意事项**：

  - 函数体在遇到`return`后结束。
  - 若无`return`语句，则返回`None`。

## None类型

- **定义**：`None`是`NoneType`类型的字面量，表示空或无意义。
- **应用场景**：
  - 函数无返回值时，默认返回`None`。
  - 可用于`if`判断（等同于`False`）。
  - 用于声明无内容的变量。

## 函数说明文档

- **作用**：帮助理解函数的功能。

- **语法**：

  ```python
  def function_name(parameters):
      """
      函数说明文档
      :param parameters: 参数说明
      :return: 返回值说明
      """
      # 函数体
  ```

- **查看**：在PyCharm中，鼠标悬停可查看函数说明文档。

## 函数的嵌套调用

- **定义**：一个函数中调用另一个函数。
- **执行流程**：
  - 先执行被调用的函数。
  - 完成后返回到调用函数的下一条语句。

## 变量的作用域

- **局部变量**：
  - 定义在函数内部，仅在函数内部生效。
  - 作用：临时保存数据，函数调用完成后销毁。
- **全局变量**：
  - 在函数内外均生效。
  - 使用场景：多个函数需要共享数据。
- **`global`关键字**：
  - 在函数内部声明变量为全局变量。

Python函数

:::tip{title="Python 循环语句"}
Python第四课：Python 循环语句
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## while 循环

### 基础语法

```python
while 条件:
    # 循环体
```

- **条件**：必须得到布尔类型结果，`True` 继续循环，`False` 结束循环。
- **循环体**：需要设置循环终止条件，避免无限循环。
- **缩进**：循环体需要 4 个空格缩进。

### 基础案例

通过 while 循环计算 1 到 100 的和：

```python
i = 1
sum = 0
while i <= 100:
    sum += i
    i += 1
print(sum)
```

### 嵌套应用

可以使用 while 循环嵌套来处理更复杂的逻辑，如打印九九乘法表：

```python
i = 1
while i <= 9:
    j = 1
    while j <= i:
        print(f"{j}*{i}={i*j}", end='\t')
        j += 1
    print()
    i += 1
```

### 嵌套案例

通过 while 循环嵌套实现表白 100 天，每天送 10 朵玫瑰花：

```python
day = 1
while day <= 100:
    flower = 1
    while flower <= 10:
        print(f"第{day}天，送第{flower}朵玫瑰花")
        flower += 1
    day += 1
```

## for 循环

### 基础语法

```python
for 临时变量 in 可迭代对象:
    # 循环体
```

- **临时变量**：从可迭代对象中依次取出的数据。
- **可迭代对象**：如字符串、列表、元组等。
- **循环体**：需要有空格缩进。

### 基础案例

通过 for 循环遍历字符串，统计字母 'a' 的个数：

```python
name = "itheima is a brand of itcast"
count = 0
for char in name:
    if char == 'a':
        count += 1
print(count)
```

### range 语句

`range` 语句用于生成数字序列，常用语法如下：

- `range(num)`：从 0 开始到 num 结束（不含 num）。
- `range(num1, num2)`：从 num1 开始到 num2 结束（不含 num2）。
- `range(num1, num2, step)`：从 num1 开始到 num2 结束（不含 num2），步长为 step。

### 基础案例

通过 for 循环和 range 语句计算 1 到 100 的和：

```python
sum = 0
for i in range(1, 101):
    sum += i
print(sum)
```

### 嵌套应用

可以使用 for 循环嵌套来处理更复杂的逻辑，如打印九九乘法表：

```python
for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i + 1):
        print(f"{j}*{i}={i*j}", end='\t')
    print()
```

## 循环中断：break 和 continue

### break

- **作用**：直接结束所在循环。
- **适用范围**：for 循环和 while 循环。

### continue

- **作用**：中断本次循环，直接进入下一次循环。
- **适用范围**：for 循环和 while 循环。

Python 循环语句

:::tip{title="Python 判断语句"}
Python第三课：Python判断语句
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## 布尔类型和比较运算符

### 布尔类型

布尔类型用于表示真（True）和假（False）。在 Python 中，True 本质上是数字 1，False 是数字 0。

### 比较运算符

比较运算符用于计算真和假，常见的比较运算符如下：

| 运算符 | 描述                         | 示例                          |
| :----- | :--------------------------- | :---------------------------- |
| ==     | 判断内容是否相等             | a=3, b=3, 则 (a == b) 为 True |
| !=     | 判断内容是否不相等           | a=1, b=3, 则 (a != b) 为 True |
| >      | 判断左侧内容是否大于右侧     | a=7, b=3, 则 (a > b) 为 True  |
| <      | 判断左侧内容是否小于右侧     | a=3, b=7, 则 (a < b) 为 True  |
| >=     | 判断左侧内容是否大于等于右侧 | a=3, b=3, 则 (a >= b) 为 True |
| <=     | 判断左侧内容是否小于等于右侧 | a=3, b=3, 则 (a <= b) 为 True |

## 判断语句

### if 语句的基本格式

if 语句用于基本的逻辑判断，格式如下：

```python
if 条件:
    # 条件满足时执行的代码块
```

注意事项：

- 判断条件的结果必须是布尔类型 True 或 False。
- True 会执行 if 内的代码语句，False 则不会。
- 归属于 if 判断的代码语句块需在前方填充 4 个空格缩进。

### if else 语句

if else 语句用于处理条件满足和不满足两种情况，格式如下：

```python
if 条件:
    # 条件满足时执行的代码块
else:
    # 条件不满足时执行的代码块
```

注意事项：

- else 后不需要判断条件。
- else 的代码块同样需要 4 个空格作为缩进。

### if elif else 语句

if elif else 语句用于多条件判断，格式如下：

```python
if 条件1:
    # 条件1满足时执行的代码块
elif 条件2:
    # 条件2满足时执行的代码块
else:
    # 所有条件均不满足时执行的代码块
```

注意事项：

- elif 语句可以写多个。
- 判断是互斥且有顺序的，上一个满足后面的就不会判断了。
- else 也可以省略不写，效果等同 3 个独立的 if 判断。
- 空格缩进不可省略。

## 判断语句的嵌套

嵌套判断语句用于多条件、多层次的逻辑判断，可以根据需求自由组合 if、elif、else 来构建多层次判断。关键点在于空格缩进，Python 通过空格缩进来决定层次关系。

Python 判断语句

:::tip{title="Python基础语法"}
Python第二课：Python基础语法
:::


## 字面量

字面量是在代码中直接写出的固定值。Python 中常见的字面量类型有：

- **数字（Number）**：包括整数（int）、浮点数（float）、复数（complex）和布尔（bool）。例如，`10` 是整数，`13.14` 是浮点数，`4+3j` 是复数，`True` 和 `False` 是布尔值，其中 `True` 本质上是数字 `1`，`False` 是数字 `0`。
- **字符串（String）**：由任意数量的字符组成，需要用双引号（"）包围，如 `"黑马程序员"`。
- **列表（List）**：有序的可变序列，使用最频繁，可有序记录一堆数据。
- **元组（Tuple）**：有序的不可变序列，可有序记录一堆不可变的 Python 数据集合。
- **集合（Set）**：无序不重复集合，可无序记录一堆不重复的 Python 数据集合。
- **字典（Dictionary）**：无序 Key-Value 集合，可无序记录一堆 Key-Value 型的 Python 数据集合。

## 注释

注释是在程序代码中对代码进行解释说明的文字，不被执行，增强程序可读性。

- **单行注释**：以 `#` 开头，`#` 右边的所有文字作为说明。建议 `#` 号和注释内容之间间隔一个空格。
- **多行注释**：以一对三个双引号 `"""` 引起来，内部内容均是注释，可以换行。

## 变量

变量是在程序运行时能储存计算结果或表示值的抽象概念，用于记录数据。

- **定义格式**：变量名称 = 变量的值。例如，`money = 100`。
- **特征**：变量存储的数据是可以发生改变的。
- **作用**：存储运行过程的数据，便于重复使用。

## 数据类型

数据有类型，主要接触的三类数据类型为：

- **string**：字符串类型，用引号引起来的数据。
- **int**：整型，存放整数。
- **float**：浮点型，存放小数。

使用 `type()` 语句可以查看数据的类型，如 `type(10)` 会输出 `<class 'int'>`。

## 数据类型转换

数据类型之间在特定场景下可以相互转换。

- **int(x)**：将 x 转换为一个整数。
- **float(x)**：将 x 转换为一个浮点数。
- **str(x)**：将对象 x 转换为字符串。

注意事项：

1. 任何类型都可以通过 `str()` 转换成字符串。
2. 字符串内必须真的是数字，才可以将字符串转换为数字。

## 标识符

标识符是用户在编程时给变量、类、方法等命名的名字。

### 命名规则

- **内容限定**：只允许出现英文、中文、数字、下划线（_），数字不可以开头，不推荐使用中文。
- **大小写敏感**：字母的大写和小写是完全能够区分的。
- **不可使用关键字**：Python 中的关键字有特定用途，不可作为标识符。

### 变量命名规范

- **见名知意**：命名要明了、简洁。
- **下划线命名法**：多个单词组合变量名，使用下划线做分隔。
- **英文字母全小写**：命名变量中的英文字母应全部小写。

## 运算符

### 算术（数学）运算符

| 运算符 | 描述   | 实例                                                  |
| :----- | :----- | :---------------------------------------------------- |
| +      | 加     | a + b 输出结果 30                                     |
| -      | 减     | a - b 输出结果 -10                                    |
| *      | 乘     | a * b 输出结果 200                                    |
| /      | 除     | b / a 输出结果 2                                      |
| //     | 取整除 | 9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0               |
| %      | 取余   | b % a 输出结果 0                                      |
| **     | 指数   | a**b 为 10 的 20 次方，输出结果 100000000000000000000 |

### 赋值运算符

| 运算符 | 描述             | 实例                                                         |
| :----- | :--------------- | :----------------------------------------------------------- |
| =      | 赋值运算符       | 把 = 号右边的结果赋给左边的变量，如 num = 1 + 2 * 3，结果 num 的值为 7 |
| +=     | 加法赋值运算符   | c += a 等效于 c = c + a                                      |
| -=     | 减法赋值运算符   | c -= a 等效于 c = c - a                                      |
| *=     | 乘法赋值运算符   | c *= a 等效于 c = c * a                                      |
| /=     | 除法赋值运算符   | c /= a 等效于 c = c / a                                      |
| %=     | 取模赋值运算符   | c %= a 等效于 c = c % a                                      |
| **=    | 幂赋值运算符     | c **= a 等效于 c = c ** a                                    |
| //=    | 取整除赋值运算符 | c //= a 等效于 c = c // a                                    |

## 字符串扩展

### 字符串的三种定义方式

- **单引号定义法**：'字符串'
- **双引号定义法**： "字符串"
- **三引号定义法**："""字符串"""，支持换行操作。

### 字符串拼接

使用 `+` 号连接字符串变量或字符串字面量。注意，字符串无法和非字符串类型进行拼接。

### 字符串格式化

通过占位的形式拼接字符串。

- **%s**：将内容转换成字符串，放入占位位置。
- **%d**：将内容转换成整数，放入占位位置。
- **%f**：将内容转换成浮点型，放入占位位置。

### 格式的精度控制

使用辅助符号 "m.n" 来控制数据的宽度和精度。

- **m**：控制宽度，要求是数字（很少使用），设置的宽度小于数字自身，不生效。
- **.n**：控制小数点精度，要求是数字，会进行小数的四舍五入。

### 字符串格式化方式 2

通过语法：f"内容{变量}" 的格式来快速格式化字符串。这种方式不理会类型，不做精度控制，适用于快速格式化字符串。

### 对表达式进行格式化

表达式是一条具有明确执行结果的代码语句。可以通过 f"{表达式}" 或 "%s%d%f" % (表达式、表达式、表达式）的方式进行格式化。

## 数据输入

使用 `input()` 语句可以从键盘获取输入，并使用一个变量接收（存储）获取的键盘输入数据。无论键盘输入何种类型的数据，最终的结果都是字符串类型的数据。可以在 `input()` 的括号内直接填入提示内容。


## 字面量

字面量是在代码中直接写出的固定值。Python 中常见的字面量类型有：

- **数字（Number）**：包括整数（int）、浮点数（float）、复数（complex）和布尔（bool）。例如，`10` 是整数，`13.14` 是浮点数，`4+3j` 是复数，`True` 和 `False` 是布尔值，其中 `True` 本质上是数字 `1`，`False` 是数字 `0`。
- **字符串（String）**：由任意数量的字符组成，需要用双引号（"）包围，如 `"黑马程序员"`。
- **列表（List）**：有序的可变序列，使用最频繁，可有序记录一堆数据。
- **元组（Tuple）**：有序的不可变序列，可有序记录一堆不可变的 Python 数据集合。
- **集合（Set）**：无序不重复集合，可无序记录一堆不重复的 Python 数据集合。
- **字典（Dictionary）**：无序 Key-Value 集合，可无序记录一堆 Key-Value 型的 Python 数据集合。

## 注释

注释是在程序代码中对代码进行解释说明的文字，不被执行，增强程序可读性。

- **单行注释**：以 `#` 开头，`#` 右边的所有文字作为说明。建议 `#` 号和注释内容之间间隔一个空格。
- **多行注释**：以一对三个双引号 `"""` 引起来，内部内容均是注释，可以换行。

## 变量

变量是在程序运行时能储存计算结果或表示值的抽象概念，用于记录数据。

- **定义格式**：变量名称 = 变量的值。例如，`money = 100`。
- **特征**：变量存储的数据是可以发生改变的。
- **作用**：存储运行过程的数据，便于重复使用。

## 数据类型

数据有类型，主要接触的三类数据类型为：

- **string**：字符串类型，用引号引起来的数据。
- **int**：整型，存放整数。
- **float**：浮点型，存放小数。

使用 `type()` 语句可以查看数据的类型，如 `type(10)` 会输出 `<class 'int'>`。

## 数据类型转换

数据类型之间在特定场景下可以相互转换。

- **int(x)**：将 x 转换为一个整数。
- **float(x)**：将 x 转换为一个浮点数。
- **str(x)**：将对象 x 转换为字符串。

注意事项：

1. 任何类型都可以通过 `str()` 转换成字符串。
2. 字符串内必须真的是数字，才可以将字符串转换为数字。

## 标识符

标识符是用户在编程时给变量、类、方法等命名的名字。

### 命名规则

- **内容限定**：只允许出现英文、中文、数字、下划线（_），数字不可以开头，不推荐使用中文。
- **大小写敏感**：字母的大写和小写是完全能够区分的。
- **不可使用关键字**：Python 中的关键字有特定用途，不可作为标识符。

### 变量命名规范

- **见名知意**：命名要明了、简洁。
- **下划线命名法**：多个单词组合变量名，使用下划线做分隔。
- **英文字母全小写**：命名变量中的英文字母应全部小写。

## 运算符

### 算术（数学）运算符

| 运算符 | 描述   | 实例                                                  |
| :----- | :----- | :---------------------------------------------------- |
| +      | 加     | a + b 输出结果 30                                     |
| -      | 减     | a - b 输出结果 -10                                    |
| *      | 乘     | a * b 输出结果 200                                    |
| /      | 除     | b / a 输出结果 2                                      |
| //     | 取整除 | 9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0               |
| %      | 取余   | b % a 输出结果 0                                      |
| **     | 指数   | a**b 为 10 的 20 次方，输出结果 100000000000000000000 |

### 赋值运算符

| 运算符 | 描述             | 实例                                                         |
| :----- | :--------------- | :----------------------------------------------------------- |
| =      | 赋值运算符       | 把 = 号右边的结果赋给左边的变量，如 num = 1 + 2 * 3，结果 num 的值为 7 |
| +=     | 加法赋值运算符   | c += a 等效于 c = c + a                                      |
| -=     | 减法赋值运算符   | c -= a 等效于 c = c - a                                      |
| *=     | 乘法赋值运算符   | c *= a 等效于 c = c * a                                      |
| /=     | 除法赋值运算符   | c /= a 等效于 c = c / a                                      |
| %=     | 取模赋值运算符   | c %= a 等效于 c = c % a                                      |
| **=    | 幂赋值运算符     | c **= a 等效于 c = c ** a                                    |
| //=    | 取整除赋值运算符 | c //= a 等效于 c = c // a                                    |

## 字符串扩展

### 字符串的三种定义方式

- **单引号定义法**：'字符串'
- **双引号定义法**： "字符串"
- **三引号定义法**："""字符串"""，支持换行操作。

### 字符串拼接

使用 `+` 号连接字符串变量或字符串字面量。注意，字符串无法和非字符串类型进行拼接。

### 字符串格式化

通过占位的形式拼接字符串。

- **%s**：将内容转换成字符串，放入占位位置。
- **%d**：将内容转换成整数，放入占位位置。
- **%f**：将内容转换成浮点型，放入占位位置。

### 格式的精度控制

使用辅助符号 "m.n" 来控制数据的宽度和精度。

- **m**：控制宽度，要求是数字（很少使用），设置的宽度小于数字自身，不生效。
- **.n**：控制小数点精度，要求是数字，会进行小数的四舍五入。

### 字符串格式化方式 2

通过语法：f"内容{变量}" 的格式来快速格式化字符串。这种方式不理会类型，不做精度控制，适用于快速格式化字符串。

### 对表达式进行格式化

表达式是一条具有明确执行结果的代码语句。可以通过 f"{表达式}" 或 "%s%d%f" % (表达式、表达式、表达式）的方式进行格式化。

## 数据输入

使用 `input()` 语句可以从键盘获取输入，并使用一个变量接收（存储）获取的键盘输入数据。无论键盘输入何种类型的数据，最终的结果都是字符串

Python基础语法

:::tip{title="Python初识与安装"}
Python第一课：Python初识与安装
:::



## Python 的起源

- **1989 年**：Gudio van Rossum（龟叔）为了打发圣诞节假期，开始开发 Python 的雏形。
- **1991 年**：第一个 Python 解释器诞生。
- Python 这个名字来源于龟叔所挚爱的电视剧《Monty Python's Flying Circus》。

## 为什么选择 Python

- **简单易学**：语法简洁，易于上手。
- **开发效率高**：丰富的库和框架，提高开发速度。
- **适用面广泛**：
  - IT 从业者：自动化脚本（运维开发、测试开发等）
  - 普通白领：自动化办公
  - 后端开发：WEB 应用程序
  - 科学家：基于 Python 完成数据计算（生物、化学、物理）
  - 人工智能/机器学习：基于 Python 开发 AI 程序
  - 大数据开发：基于 Python 完成大数据任务开发（Spark、Flink）
  - 学生：计算机二级考试、小学六年级 Python 课程

## 什么是编程语言

编程语言是人类与计算机交流的一种专有领域语言。计算机只认识二进制 0 和 1，编程语言通过翻译官（解释器）将代码翻译成二进制提交计算机执行。

### Python 安装

#### Windows 系统

1. **下载**：访问 [Python 官网](https://www.python.org/downloads) 下载最新版 Python 安装包。
2. **安装**：双击打开下载的安装包，按照提示进行安装。
3. **验证**：打开命令提示符（CMD），输入 `python` 并回车，查看是否安装成功。

#### MacOS 系统

1. **下载**：访问 [Python 官网](https://www.python.org/downloads) 下载最新版 Python 安装包。
2. **安装**：双击打开下载好的 `python-3.10.4-macos11.pkg` 文件，开始安装。
3. **验证**：打开终端，输入 `python3` 并回车，查看是否安装成功。

#### Linux 系统（以 CentOS 7 为例）

1. **下载**：
   - 安装前置依赖程序：`yum install wget zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gcc make zlib zlib-devel libffi-devel -y`
   - 访问 [Python 官网](https://www.python.org/downloads) 下载最新版 Python 安装包。
   - 使用 `wget` 命令下载：`wget https://www.python.org/ftp/python/3.10.4/Python-3.10.4.tgz`
2. **安装**：
   - 解压安装包：`tar -xvf Python-3.10.4.tgz`
   - 切换目录：`cd Python-3.10.4`
   - 配置：`./configure --prefix=/usr/local/python3.10.4`
   - 编译：`make && make install`
   - 配置软链接：`ln -s /usr/local/python3.10.4/bin/python3.10 /usr/bin/python`
3. **验证**：在命令行窗口内，输入 `python` 并回车，查看是否安装成功。

## 第一个 Python 程序

向世界说你好，这是所有程序员入门编程语言时的第一个程序。Python 代码非常简单：


```python
print("Hello World!!!")
```

### Python 解释器

Python 解释器是一个计算机程序，用来翻译 Python 代码，并提交给计算机执行。解释器存放在 `<Python 安装目录>/python.exe`。可以在命令提示符（CMD）程序内，输入 `python` 并回车，进入解释器环境，执行 Python 代码。

### Python 开发工具

#### PyCharm

PyCharm 是当下全球 Python 开发者使用最频繁的集成开发工具（IDE）。绝大多数的 Python 程序都是在 PyCharm 工具内完成开发的。

1. **下载**：访问 [PyCharm 官网](https://www.jetbrains.com/pycharm/download/#section=windows) 下载最新版 PyCharm。
2. **安装**：按照提示进行安装。
3. **创建工程**：打开 PyCharm，创建一个新工程，指定工程路径并选择 Python 解释器。
4. **编写代码**：在工程中创建一个 Python 代码文件，例如 `test.py`，编写 Python 代码。
5. **运行代码**：在代码文件上右键，选择运行，查看运行结果。

### 拓展

#### 修改主题

在 PyCharm 的右上角，点击“齿轮”，然后点击“theme”，选择主题。

#### 修改默认字体和大小

打开设置，修改字体和大小。

#### 通过快捷键快速设置字体大小

打开设置，添加鼠标快捷键，例如按 `ctrl + 鼠标滚轮上`。

#### 汉化软件

打开插件功能，安装汉化插件。

#### 常用快捷键

- `ctrl + alt + s`：打开软件设置
- `ctrl + d`：复制当前行代码
- `shift + alt + 上\下`：将当前行代码上移或下移
- `crtl + shift + f10`：运行当前代码文件
- `shift + f6`：重命名文件
- `ctrl + a`：全选
- `ctrl + c\v\x`：复制、粘贴、剪切
- `ctrl + f`：搜索