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Python 程式設計入門指南

Python 程式設計入門指南#

Python 是我接觸的第一個程式語言,也是最推薦給初學者的語言。簡潔的語法、豐富的函式庫,讓學習變得更有趣!

為什麼選擇 Python?#

優點#

  • 語法簡潔:接近自然語言,容易理解
  • 應用廣泛:網頁開發、資料分析、AI、自動化都能做
  • 社群活躍:遇到問題容易找到解答
  • 免費開源:完全免費使用

適合的學習對象#

  • 程式設計初學者
  • 想要快速實現想法的人
  • 對資料分析、AI 有興趣的學生
  • 需要自動化工作的人

環境建置#

安裝 Python#

Windows 用戶#

  1. python.org 下載最新版本
  2. 安裝時記得勾選「Add Python to PATH」
  3. 打開命令提示字元,輸入 python --version 確認安裝成功

macOS 用戶#

# 使用 Homebrew 安裝(推薦)
brew install python

# 或直接從官網下載安裝

開發工具推薦#

初學者推薦#

  • IDLE:Python 內建的編輯器
  • Thonny:專為初學者設計的 IDE

進階推薦#

  • Visual Studio Code:輕量且功能強大
  • PyCharm:專業的 Python IDE

基礎語法#

1. Hello World#

print("Hello, World!")
print("你好,世界!")

2. 變數和資料型態#

# 數字
age = 17
height = 170.5

# 字串
name = "Vic88"
school = "某某高中"

# 布林值
is_student = True
is_graduated = False

# 列表
subjects = ["國文", "英文", "數學", "自然", "社會"]
scores = [85, 90, 78, 88, 82]

# 字典
student_info = {
    "姓名": "Vic88",
    "年級": "高二",
    "興趣": ["程式設計", "Arduino", "演算法"]
}

3. 基本運算#

# 數學運算
a = 10
b = 3

print(f"加法:{a} + {b} = {a + b}")      # 13
print(f"減法:{a} - {b} = {a - b}")      # 7
print(f"乘法:{a} * {b} = {a * b}")      # 30
print(f"除法:{a} / {b} = {a / b}")      # 3.333...
print(f"整數除法:{a} // {b} = {a // b}")  # 3
print(f"餘數:{a} % {b} = {a % b}")       # 1
print(f"次方:{a} ** {b} = {a ** b}")    # 1000

4. 條件判斷#

score = 85

if score >= 90:
    grade = "A"
elif score >= 80:
    grade = "B"
elif score >= 70:
    grade = "C"
elif score >= 60:
    grade = "D"
else:
    grade = "F"

print(f"分數:{score},等級:{grade}")

5. 迴圈#

# for 迴圈
print("九九乘法表:")
for i in range(1, 10):
    for j in range(1, 10):
        print(f"{i} x {j} = {i*j:2d}", end="  ")
    print()  # 換行

# while 迴圈
print("\n倒數計時:")
count = 5
while count > 0:
    print(count)
    count -= 1
print("時間到!")

實用函式#

1. 輸入輸出#

# 取得使用者輸入
name = input("請輸入您的姓名:")
age = int(input("請輸入您的年齡:"))

print(f"哈囉 {name}!您今年 {age} 歲。")

2. 字串處理#

text = "Hello, Python!"

print(f"長度:{len(text)}")
print(f"轉大寫:{text.upper()}")
print(f"轉小寫:{text.lower()}")
print(f"分割:{text.split(',')}")
print(f"替換:{text.replace('Python', 'World')}")

3. 列表操作#

fruits = ["蘋果", "香蕉", "橘子"]

# 新增元素
fruits.append("芒果")
fruits.insert(1, "草莓")

# 刪除元素
fruits.remove("香蕉")
removed = fruits.pop()  # 刪除最後一個

# 其他操作
print(f"水果列表:{fruits}")
print(f"列表長度:{len(fruits)}")
print(f"蘋果的位置:{fruits.index('蘋果')}")

實作練習#

練習 1:計算機#

def calculator():
    """簡單的計算機"""
    print("=== 簡單計算機 ===")
    
    num1 = float(input("請輸入第一個數字:"))
    operator = input("請輸入運算符號 (+, -, *, /):")
    num2 = float(input("請輸入第二個數字:"))
    
    if operator == '+':
        result = num1 + num2
    elif operator == '-':
        result = num1 - num2
    elif operator == '*':
        result = num1 * num2
    elif operator == '/':
        if num2 != 0:
            result = num1 / num2
        else:
            print("錯誤:不能除以零!")
            return
    else:
        print("錯誤:不支援的運算符號!")
        return
    
    print(f"結果:{num1} {operator} {num2} = {result}")

# 執行計算機
calculator()

練習 2:猜數字遊戲#

import random

def guess_number_game():
    """猜數字遊戲"""
    print("=== 猜數字遊戲 ===")
    print("我想了一個 1 到 100 之間的數字,你能猜中嗎?")
    
    secret_number = random.randint(1, 100)
    attempts = 0
    max_attempts = 7
    
    while attempts < max_attempts:
        try:
            guess = int(input(f"第 {attempts + 1} 次猜測:"))
            attempts += 1
            
            if guess == secret_number:
                print(f"🎉 恭喜!你在 {attempts} 次內猜中了!")
                break
            elif guess < secret_number:
                print("太小了!")
            else:
                print("太大了!")
        except ValueError:
            print("請輸入有效的數字!")
            continue
    
    if attempts == max_attempts:
        print(f"😢 遊戲結束!答案是 {secret_number}")

# 執行遊戲
guess_number_game()

練習 3:成績統計#

def grade_statistics():
    """成績統計程式"""
    print("=== 成績統計 ===")
    
    grades = []
    subjects = ["國文", "英文", "數學", "自然", "社會"]
    
    # 輸入成績
    for subject in subjects:
        while True:
            try:
                score = float(input(f"請輸入{subject}成績(0-100):"))
                if 0 <= score <= 100:
                    grades.append(score)
                    break
                else:
                    print("成績必須在 0-100 之間!")
            except ValueError:
                print("請輸入有效的數字!")
    
    # 計算統計資料
    total = sum(grades)
    average = total / len(grades)
    highest = max(grades)
    lowest = min(grades)
    
    # 顯示結果
    print("\n=== 成績統計結果 ===")
    for i, subject in enumerate(subjects):
        print(f"{subject}{grades[i]:.1f} 分")
    
    print(f"\n總分:{total:.1f} 分")
    print(f"平均:{average:.1f} 分")
    print(f"最高:{highest:.1f} 分")
    print(f"最低:{lowest:.1f} 分")
    
    # 等級判定
    if average >= 90:
        grade = "優秀"
    elif average >= 80:
        grade = "良好"
    elif average >= 70:
        grade = "普通"
    elif average >= 60:
        grade = "及格"
    else:
        grade = "不及格"
    
    print(f"整體表現:{grade}")

# 執行統計
grade_statistics()

學習資源推薦#

線上教學#

  • Python.org 官方教學:最權威的學習資源
  • 廖雪峰的 Python 教程:中文,循序漸進
  • Codecademy Python Course:互動式學習
  • Python Crash Course:適合初學者的書籍

練習平台#

  • LeetCode:演算法練習(我常用的)
  • HackerRank:各種程式挑戰
  • Codewars:遊戲化的練習平台
  • Project Euler:數學程式題

YouTube 頻道#

  • Corey Schafer:英文教學,內容詳細
  • 彭彭的課程:中文教學,適合初學者
  • 程式設計入門:各種程式概念解說

學習心得分享#

我的學習歷程#

  1. 第一階段:基礎語法(1-2 週)

    • 變數、資料型態、運算
    • 條件判斷、迴圈
    • 函式基礎
  2. 第二階段:實作練習(2-4 週)

    • 小程式練習
    • 解決日常問題
    • 參與線上練習
  3. 第三階段:進階應用(持續中)

    • 學習特定領域(網頁開發、資料分析)
    • 參與開源專案
    • 製作個人專案

常見困難與解決方法#

語法錯誤#

# 常見錯誤:忘記冒號
if score > 90  # 錯誤!
if score > 90:  # 正確

# 常見錯誤:縮排不一致
if True:
print("Hello")  # 錯誤!需要縮排

if True:
    print("Hello")  # 正確

邏輯錯誤#

  • 多使用 print() 除錯
  • 分步驟測試程式
  • 畫流程圖釐清邏輯

給初學者的建議#

  1. 多寫程式:理論要搭配實作
  2. 從小專案開始:不要急於做大專案
  3. 善用搜尋:Google 和 Stack Overflow 是好朋友
  4. 參與社群:加入程式設計社群討論
  5. 保持耐心:程式設計需要時間累積

下一步學習方向#

基礎紮實後可以學習:#

  • 物件導向程式設計:類別和物件
  • 檔案處理:讀寫文字檔、CSV 等
  • 網路程式設計:requests 函式庫
  • GUI 程式設計:tkinter 或 PyQt
  • 資料分析:pandas、matplotlib
  • 網頁開發:Flask 或 Django

專案想法#

  • 個人記帳程式
  • 學習進度追蹤器
  • 簡單的網頁爬蟲
  • 資料視覺化專案

總結#

Python 是一個很棒的程式語言,特別適合初學者。重要的是:

  1. 打好基礎:語法和邏輯思維
  2. 多練習:理論要搭配實作
  3. 解決問題:用程式解決生活中的問題
  4. 保持興趣:享受程式設計的樂趣

程式設計不只是技能,更是一種思維方式。它幫助我們用邏輯思考問題,也為未來的學習和工作打下基礎。

希望這篇文章能幫助想學習 Python 的同學!有任何問題都歡迎交流討論 😊


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作者
Vic88
發佈於
2024-12-15
許可協議
CC BY-NC-SA 4.0