一、變量與命名規則

1.0 變量名與值

變量名是值的容器，用於存儲數值。實際上，數值存儲在內存中，變量名是數值內存的訪問地址的別名（可理解為名稱），

1.1 變量命名規範

必須遵守（硬性要求）

• 長度建議 不超過 256 個字符（雖無強制限制，但過長影響可讀性）。
• 不能包含空格。
• 只能包含：字母（a-z, A-Z）、數字（0-9）、下劃線（_）。
• 區分大小寫：name 和 Name 是兩個不同變量。
• 不能以數字開頭：如 1var 是非法的。

建議（良好編程習慣）

• 變量名應有意義：能反映其用途（如 user_age 比 x 更好），方便其他人或後期閲讀（後期維護）。
• 不要使用 Python 關鍵字、函數名、調用的庫名、模塊名作為變量名：會導致錯誤或難以調試。

舉例：

a = 1
print(a)
# 我們將1賦值給變量名a，

1.2 關鍵字與函數名

關鍵字與函數名實際上是特殊的變量名，內置了魔法方法 __call__ 使其可以調用。關鍵字是強制性的，函數名不是強制性的。魔法方法在類、對象區域【暫時瞭解即可】

關鍵字

• 這些詞有特殊語法含義，不能用作變量名，否則報錯為語法錯誤 SyntaxError 。
• 完整列表（共 35 個，截至 Python 3.11）：

'False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await',
'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except',
'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is',
'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return',
'try', 'while', 'with', 'yield'

• 查看關鍵字列表的方法：

import keyword
print(keyword.kwlist)

函數名

• 函數分為兩類：

1. 內置函數：Python內置定義的函數，如 print(), len(), type() 等。
2. 自定義函數：由用户使用 def 或 lambda 定義的函數。

二、註釋

2.1 單行註釋

• 使用 #：

# 這是一條單行註釋
x = 1  # 行尾也可以加註釋

• 也可用字符串（不推薦，僅作了解）：

"這其實不是標準註釋，只是未使用的字符串"
'同上'

2.2 多行註釋

• 使用三對引號："""...""" 或 '''...'''

'''
這是多行註釋
可以寫很多行
通常用於函數或模塊説明
'''

建議：每行註釋不超過 120 個字符，保持代碼整潔。

2.3 函數説明

三、數據結構

3.1 數字型

關於布爾型 bool

• 在 Python 3 中，bool 是 int 的子類：

• True == 1 → True
• False == 0 → True

• 哪些值轉為 False？：

• None
• False
• 數字零：0, 0.0, 0j
• 空容器：''（空字符串）、()（空元組）、[]（空列表）、{}（空字典/集合）

• 其他所有值轉為 True

複數 complex

• 兩種寫法：

z1 = 3 + 4j
z2 = complex(3, 4)  # 實部=3，虛部=4

• 注意：實部和虛部在內部都存儲為 float 類型。

3.2 非數字型

空值：None

• 表示“無值”或“空”，是 NoneType 類型的唯一實例。
• 常用於函數無返回值時的默認返回。

3.3 數據類型轉換

示例：

str(123) # '123' int("45") # 45 float(True) # 1.0

3.4 查詢數據類型

示例：

x = 100 print(type(x)) # <class 'int'> print(isinstance(x, int)) # True print(isinstance(x, (int, float))) # True（檢查是否為 int 或 float）

四、運算符

4.1 賦值運算符

增強賦值（複合賦值）

4.2 算術運算符

運算優先級（遵循數學規則）：** > * = / = // = % > + = -

4.3 比較運算符

4.4 邏輯運算符

示例：

條件1 or 條件2

4.5 成員運算符

4.6 身份運算符（比較內存地址）

⚠️ 注意：is 與 == 不同！

a = [1, 2] b = [1, 2] print(a == b) # True（值相等） print(a is b) # False（不同對象）

五、Python 函數基礎

5.1 常用內置函數（粗略認識）

5.2 參數類型

形參（定義時）

• 必要參數：調用時必須提供。
• *args：接收任意數量的非關鍵字參數，打包成 元組。

def func(*args):
    print(args)  # args 是一個 tuple
func(1, 2, 3)  # (1, 2, 3)

• **kwargs：接收任意數量的關鍵字參數，打包成 字典。

def func(**kwargs):
    print(kwargs)  # kwargs 是一個 dict
func(name="Alice", age=25)  # {'name': 'Alice', 'age': 25}

💡 * 和 ** 也用於“拆包”（unpacking）。

5.3 內置函數底層實現【進階內容，新手跳過】

iter()：

底層對象含有 __iter__

next():底層對象含有 __next__

obj
len(obj) is obj.__len__()
srt(obj) is obj.__str__()

iter(obj) is obj.__iter__()

def func():return
func() is func.__call__()

5.4 函數定義增強語法

返回值類型提示（Type Hint）

def greet(name: str) -> str:
    return f"Hello, {name}"

• -> str：表示預期返回字符串。
• 注意：這只是提示，Python 不會強制檢查類型。

省略號 ...

• 是內置對象 Ellipsis 的字面量。
• 常用於佔位（如抽象方法）：

def todo_function():
    ...

九、面向對象

類

對象

魔法方法

十、字符串（str）詳解

10.1 多行字符串

text = """
這是
多行
字符串
"""

10.2 索引（Indexing）

• 字符串是序列類型，支持索引。
• 正向索引：從 0 開始（s[0] 是第一個字符）。
• 反向索引：從 -1 開始（s[-1] 是最後一個字符）。

10.3 切片（Slicing）

• 語法：s[start:stop:step]

• start：起始位置（包含）
• stop：結束位置（不包含）
• step：步長（可省略，默認為 1）

• 常見用法：

s = "abcdef"
s[:]        # "abcdef"（複製整個字符串）
s[::-1]     # "fedcba"（反轉字符串）
s[1:4]      # "bcd"

10.4 常用字符串方法

10.5 轉義字符

常用函數

容器類型
列表
字典
元組
集合

條件語句

嵌套

循環語句
for循環
while循環
任務目標：手寫氣泡排序法，楊輝三角

十一、庫

常用必會的Python內置庫：（至少需要了解）

第三方庫：
安裝庫【建議使用 uv 包管理器來安裝】

自定義庫：

十二、變量作用域（Scope）

Python 中變量的作用域按 LEGB 規則查找：

1. Local（局部）：函數內部定義的變量。
2. Enclosing（嵌套）：外層函數的變量（閉包）。
3. Global（全局）：模塊級別定義的變量。
4. Built-in（內建）：Python 內置名稱（如 len, print）。

12.1 局部作用域

• 在 def 內定義的變量。
• 一旦在函數內對變量賦值，它就被視為局部變量。
• 若只讀取未賦值，則會查找全局變量。

12.2 全局變量聲明

• 使用 global 聲明，可在函數內修改全局變量：

x = 10
def func():
    global x
    x = 20

12.3 嵌套作用域與 nonlocal

• 在嵌套函數中，若要修改外層函數的變量，使用 nonlocal：

def outer():
    x = 1
    def inner():
        nonlocal x
        x = 2
    inner()
    print(x)  # 輸出 2

十三、異常處理

基本結構：try-except

try:
    # 可能出錯的代碼
    risky_code()
except ValueError:
    # 捕獲特定異常
    print("值錯誤！")
except Exception as e:
    # 捕獲其他所有異常
    print("發生錯誤：", e)

• try：嘗試執行可能引發異常的代碼塊。
• except：當異常發生時執行的處理代碼。

• 可指定異常類型（如 ValueError, TypeError）。
• 也可捕獲通用異常 Exception。

✅ 良好實踐：儘量捕獲具體異常類型，而非籠統使用 except:。

九、佔位符

代碼結構佔位符
表示“此處待實現”。【將來可能會實現，但要保證結構完整】

• ... ：python內置Ellipsis對象，省略號。
• pass
• """TODO"""

值佔位

• None：空值
• NotImplemented：讓 Python 嘗試 other 的 __radd__

格式化佔位【已被新式輸出取代，現較不常用】

• %

• %s：輸出字符串
• %d：輸出int類型數字
• %f：輸出浮點數 %.nf：可以保留n位小數，n=0則不保留小數，四捨五入
• %x：輸出16進制數字
• ： 使用方式：print('%s_%d_%f_%x', %(a,b,c,d))

• "{ }".format()

• 命名佔位符

• ： "{} {}".format("hello", 123) #-> "hello 123"

• 位置佔位符

• ： "{name} {value} {}".format(2, name="id", value=123)#->"id 123 2"

• f"{ }" 【格式化輸出】

約定佔位符

• _：for循環不調用【推薦】

• ： for _ in range(10):循環體