Python学习基础

为什么 Python 是「万能语言」？

Python 语法简洁、开发效率高，是大数据分析（numpy / pandas）、人工智能（PyTorch / TensorFlow）、爬虫、自动化脚本的首选语言。实验室大数据方向的项目基本都用 Python；网安方向中，CTF 解题脚本（编码转换、爆破、pwntools 交互、z3 约束求解）更是离不开它。

学习策略：C/C++ 练内功（理解底层），Python 提效率（快速实现），两条腿走路，相辅相成。

第一步：环境搭建

验证：终端输入 python 进入交互式环境，或新建 test.py 运行：

print("Hello, Python!")

第二步：基础语法速成

① 变量与基本类型（Python 无需声明类型）

name = "小明"        # 字符串
age = 18            # 整数
height = 1.75       # 浮点数
is_ok = True        # 布尔
print(name, age, height, is_ok)

② 列表 / 元组 / 字典 / 集合

nums = [1, 2, 3]            # 列表 list：可增删改
nums.append(4); nums[0] = 9

tup = (1, 2, 3)             # 元组 tuple：不可修改

info = {"name": "小明", "age": 18}   # 字典 dict：键值对
print(info["name"]); info["age"] = 19

s = {1, 2, 3, 3}            # 集合 set：自动去重，{1,2,3}

# 切片与遍历
print(nums[1:3])            # 取下标 1~2
for x in nums: print(x)
for k, v in info.items(): print(k, v)

③ 条件与循环

score = 85
if score >= 90:
    print("优秀")
elif score >= 60:
    print("及格")
else:
    print("不及格")

for i in range(5):        # 0,1,2,3,4
    print(i)
while True:
    break                 # 注意缩进！Python 用缩进表示代码块

④ 函数与列表推导式

def add(a, b):
    return a + b

squares = [x * x for x in range(10)]   # 列表推导式：[0,1,4,9,...]

⑤ 文件读写与异常

with open("flag.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()     # with 自动关闭文件

try:
    x = int("abc")
except ValueError:
    print("转换失败")

第三步：常用库快速上手（大数据方向核心）

小项目实战（做完就入门了）：

• 爬虫：用 requests + BeautifulSoup 抓取一个新闻网站标题列表
• 数据分析：读一个 CSV（比如天气/成绩数据），pandas 做统计、matplotlib 画柱状图
• 自动化：批量重命名文件、批量处理 Excel（openpyxl）

# 一个 5 行的数据分析示例
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

df = pd.read_csv("scores.csv")          # 读成绩表
print(df.groupby("班级")["成绩"].mean())  # 各班平均分
df["成绩"].hist()                        # 画成绩分布直方图
plt.show()

第四步：Python 在 CTF 中的玩法

学完基础语法后，你会发现 CTF 解题几乎就是「写 Python 脚本」：

• 编码转换：Base64 / 十六进制 / 二进制互转
• 爆破：zip 密码、MD5 碰撞（itertools + hashlib）
• 程序交互：pwntools 连接远程靶机、发送 payload
• 约束求解：z3 求解器解方程 / 解逆向算法

# 编码转换三件套（Misc 高频）
import base64
s = "ZmxhZw=="
print(base64.b64decode(s))              # b'flag'

hex_str = "666c6167"
print(bytes.fromhex(hex_str))           # b'flag'

bin_str = "01100110 01101100"
print("".join(chr(int(x, 2)) for x in bin_str.split()))  # flag

入门挑战 · 练习题（附 WP 与直达链接）

class Solution:
    def twoSum(self, nums: list[int], target: int) -> list[int]:
        mp = {}                        # 值 -> 下标
        for i, x in enumerate(nums):
            need = target - x
            if need in mp:             # 配对已出现过
                return [mp[need], i]
            mp[x] = i
        return []

print("Hello,World!")