python
2021/12/12 22:19:09
本文主要是介绍python,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
变量、运算符与数据类型
1. 注释
- 在 Python 中,
#
表示注释,作用于整行。
【例子】单行注释
1
# 这是一个注释
2
print("Hello world")
3
4
# Hello world
Hello world
''' '''
或者""" """
表示区间注释,在三引号之间的所有内容被注释
【例子】多行注释
1
'''
2
这是多行注释,用三个单引号
3
这是多行注释,用三个单引号
4
这是多行注释,用三个单引号
5
'''
6
print("Hello china")
7
# Hello china
8
9
"""
10
这是多行注释,用三个双引号
11
这是多行注释,用三个双引号
12
这是多行注释,用三个双引号
13
"""
14
print("hello china")
15
# hello china
Hello china hello china
【我是测试题1】请在下方代码块中打印(print)出 hello+你的姓名
如:print("hello 老表")
1
# 写下你的答案
2
2. 运算符
算术运算符
操作符 | 名称 | 示例 |
---|---|---|
+ | 加 | 1 + 1 |
- | 减 | 2 - 1 |
* | 乘 | 3 * 4 |
/ | 除 | 3 / 4 |
// | 整除(地板除) | 3 // 4 |
% | 取余 | 3 % 4 |
** | 幂 | 2 ** 3 |
【例子】
1
print(1 + 1) # 2
2
print(2 - 1) # 1
3
print(3 * 4) # 12
4
print(3 / 4) # 0.75
5
print(3 // 4) # 0
6
print(3 % 4) # 3
7
print(2 ** 3) # 8
2 1 12 0.75 0 3 8
比较运算符
操作符 | 名称 | 示例 |
---|---|---|
> | 大于 | 2 > 1 |
>= | 大于等于 | 2 >= 4 |
< | 小于 | 1 < 2 |
<= | 小于等于 | 5 <= 2 |
== | 等于 | 3 == 4 |
!= | 不等于 | 3 != 5 |
【例子】
1
print(2 > 1) # True
2
print(2 >= 4) # False
3
print(1 < 2) # True
4
print(5 <= 2) # False
5
print(3 == 4) # False
6
print(3 != 5) # True
True False True False False True
逻辑运算符
操作符 | 名称 | 示例 |
---|---|---|
and | 与 | (3 > 2) and (3 < 5) |
or | 或 | (1 > 3) or (9 < 2) |
not | 非 | not (2 > 1) |
【例子】
1
print((3 > 2) and (3 < 5)) # True
2
print((1 > 3) or (9 < 2)) # False
3
print(not (2 > 1)) # False
True False False
位运算符
操作符 | 名称 | 示例 |
---|---|---|
~ | 按位取反 | ~4 |
& | 按位与 | 4 & 5 |
` | ` | 按位或 |
^ | 按位异或 | 4 ^ 5 |
<< | 左移 | 4 << 2 |
>> | 右移 | 4 >> 2 |
【例子】有关二进制的运算,参见“位运算”部分的讲解。
1
print(bin(4)) # 0b100
2
print(bin(5)) # 0b101
3
print(bin(~4), ~4) # -0b101 -5
4
print(bin(4 & 5), 4 & 5) # 0b100 4
5
print(bin(4 | 5), 4 | 5) # 0b101 5
6
print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5) # 0b1 1
7
print(bin(4 << 2), 4 << 2) # 0b10000 16
8
print(bin(4 >> 2), 4 >> 2) # 0b1 1
0b100 0b101 -0b101 -5 0b100 4 0b101 5 0b1 1 0b10000 16 0b1 1
三元运算符
【例子】
1
x, y = 4, 5
2
if x < y:
3
small = x
4
else:
5
small = y
6
7
print(small) # 4
4
有了这个三元操作符的条件表达式,你可以使用一条语句来完成以上的条件判断和赋值操作。
【例子】
1
x, y = 4, 5
2
small = x if x < y else y
3
print(small) # 4
4
其他运算符
操作符 | 名称 | 示例 |
---|---|---|
in | 存在 | 'A' in ['A', 'B', 'C'] |
not in | 不存在 | 'h' not in ['A', 'B', 'C'] |
is | 是 | "hello" is "hello" |
not is | 不是 | "hello" is not "hello" |
【例子】
1
letters = ['A', 'B', 'C']
2
if 'A' in letters:
3
print('A' + ' exists')
4
if 'h' not in letters:
5
print('h' + ' not exists')
6
7
# A exists
8
# h not exists
A exists h not exists
【例子】比较的两个变量均指向不可变类型。
1
a = "hello"
2
b = "hello"
3
print(a is b, a == b) # True True
4
print(a is not b, a != b) # False False
True True False False
【例子】比较的两个变量均指向可变类型。
1
a = ["hello"]
2
b = ["hello"]
3
print(a is b, a == b) # False True
4
print(a is not b, a != b) # True False
False True True False
注意:
- is, is not 对比的是两个变量的内存地址
- ==, != 对比的是两个变量的值
- 比较的两个变量,指向的都是地址不可变的类型(str等),那么is,is not 和 ==,!= 是完全等价的。
- 对比的两个变量,指向的是地址可变的类型(list,dict,tuple等),则两者是有区别的。
运算符的优先级
运算符 | 描述 |
---|---|
** | 指数(最高优先级) |
~+- | 按位翻转,一元加号和减号 |
* / % // | 乘,除,取模和取整除) |
+ - | 加法减法 |
>> << | 右移,左移运算符 |
& | 位‘AND’ |
^| | 位运算符 |
<=<>>= | 比较运算符 |
<>==!= | 等于运算符 |
=%=/=//=-=+==*= | 赋值运算符 |
is is not | 身份运算符 |
in not in | 成员运算符 |
not and or | 逻辑运算符 |
【例子】
1
print(-3 ** 2) # -9
2
print(3 ** -2) # 0.1111111111111111
3
print(1 << 3 + 2 & 7) # 0
4
print(-3 * 2 + 5 / -2 - 4) # -12.5
5
print(3 < 4 and 4 < 5) # True
-9 0.1111111111111111 0 -12.5 True
【我是测试题2】下面这段代码的运行结果是什么?
1
# 运行一下结果就出来了
2
a = "hello"
3
b = "hello"
4
print(a is b, a == b)
3. 变量和赋值
- 在使用变量之前,需要对其先赋值。
- 变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头。
- Python 变量名是大小写敏感的,foo != Foo。
【例子】
1
teacher = "老马的程序人生"
2
print(teacher) # 老马的程序人生
老马的程序人生
【例子】
1
first = 2
2
second = 3
3
third = first + second
4
print(third) # 5
5
【例子】
1
myTeacher = "老马的程序人生"
2
yourTeacher = "小马的程序人生"
3
ourTeacher = myTeacher + ',' + yourTeacher
4
print(ourTeacher) # 老马的程序人生,小马的程序人生
老马的程序人生,小马的程序人生
【我是测试题3】运行下面一段代码看看结果是什么?
1
# 运行一下就好啦
2
set_1 = {"欢迎", "学习","Python"}
3
print(set_1.pop())
4. 数据类型与转换
类型 | 名称 | 示例 |
---|---|---|
int | 整型 <class 'int'> | -876, 10 |
float | 浮点型<class 'float'> | 3.149, 11.11 |
bool | 布尔型<class 'bool'> | True, False |
整型
【例子】通过 print()
可看出 a
的值,以及类 (class) 是int
。
1
a = 1031
2
print(a, type(a))
3
# 1031 <class 'int'>
1031 <class 'int'>
Python 里面万物皆对象(object),整型也不例外,只要是对象,就有相应的属性 (attributes) 和方法(methods)。
【例子】
1
b = dir(int)
2
print(b)
3
4
# ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__',
5
# '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__',
6
# '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__',
7
# '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__',
8
# '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__',
9
# '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__',
10
# '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__',
11
# '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
12
# '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__',
13
# '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__',
14
# '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__',
15
# '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__',
16
# 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag',
17
# 'numerator', 'real', 'to_bytes']
['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__', '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__', 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag', 'numerator', 'real', 'to_bytes']
对它们有个大概印象就可以了,具体怎么用,需要哪些参数 (argument),还需要查文档。看个bit_length()
的例子。
【例子】找到一个整数的二进制表示,再返回其长度。
1
a = 1031
2
print(bin(a)) # 0b10000000111
3
print(a.bit_length()) # 11
0b10000000111 11
浮点型
【例子】
1
print(1, type(1))
2
# 1 <class 'int'>
3
4
print(1., type(1.))
5
# 1.0 <class 'float'>
6
7
a = 0.00000023
8
b = 2.3e-7
9
print(a) # 2.3e-07
10
print(b) # 2.3e-07
1 <class 'int'> 1.0 <class 'float'> 2.3e-07 2.3e-07
有时候我们想保留浮点型的小数点后 n
位。可以用 decimal
包里的 Decimal
对象和 getcontext()
方法来实现。
1
import decimal
2
from decimal import Decimal
Python 里面有很多用途广泛的包 (package),用什么你就引进 (import) 什么。包也是对象,也可以用上面提到的dir(decimal)
来看其属性和方法。
【例子】getcontext()
显示了 Decimal
对象的默认精度值是 28 位 (prec=28
)。
1
a = decimal.getcontext()
2
print(a)
3
4
# Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999,
5
# capitals=1, clamp=0, flags=[],
6
# traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=[], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
1
b = Decimal(1) / Decimal(3)
2
print(b)
3
4
# 0.3333333333333333333333333333
0.3333333333333333333333333333
【例子】使 1/3 保留 4 位,用 getcontext().prec
来调整精度。
1
decimal.getcontext().prec = 4
2
c = Decimal(1) / Decimal(3)
3
print(c)
4
5
# 0.3333
0.3333
布尔型
布尔 (boolean) 型变量只能取两个值,True
和 False
。当把布尔型变量用在数字运算中,用 1
和 0
代表 True
和 False
。
【例子】
1
print(True + True) # 2
2
print(True + False) # 1
3
print(True * False) # 0
2 1 0
除了直接给变量赋值 True
和 False
,还可以用 bool(X)
来创建变量,其中 X
可以是
- 基本类型:整型、浮点型、布尔型
- 容器类型:字符串、元组、列表、字典和集合
【例子】bool
作用在基本类型变量:X
只要不是整型 0
、浮点型 0.0
,bool(X)
就是 True
,其余就是 False
。
1
print(type(0), bool(0), bool(1))
2
# <class 'int'> False True
3
4
print(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
5
# <class 'float'> False True
6
7
print(type(True), bool(False), bool(True))
8
# <class 'bool'> False True
<class 'int'> False True <class 'float'> False True <class 'bool'> False True
【例子】bool
作用在容器类型变量:X
只要不是空的变量,bool(X)
就是 True
,其余就是 False
。
1
print(type(''), bool(''), bool('python'))
2
# <class 'str'> False True
3
4
print(type(()), bool(()), bool((10,)))
5
# <class 'tuple'> False True
6
7
print(type([]), bool([]), bool([1, 2]))
8
# <class 'list'> False True
9
10
print(type({}), bool({}), bool({'a': 1, 'b': 2}))
11
# <class 'dict'> False True
12
13
print(type(set()), bool(set()), bool({1, 2}))
14
# <class 'set'> False True
<class 'str'> False True <class 'tuple'> False True <class 'list'> False True <class 'dict'> False True <class 'set'> False True
确定bool(X)
的值是 True
还是 False
,就看 X
是不是空,空的话就是 False
,不空的话就是 True
。
- 对于数值变量,
0
,0.0
都可认为是空的。 - 对于容器变量,里面没元素就是空的。
获取类型信息
- 获取类型信息
type(object)
【例子】
1
print(isinstance(1, int)) # True
2
print(isinstance(5.2, float)) # True
3
print(isinstance(True, bool)) # True
4
print(isinstance('5.2', str)) # True
True True True True
注:
type()
不会认为子类是一种父类类型,不考虑继承关系。isinstance()
会认为子类是一种父类类型,考虑继承关系。
如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()
。
类型转换
- 转换为整型
int(x, base=10)
- 转换为字符串
str(object='')
- 转换为浮点型
float(x)
【例子】
1
print(int('520')) # 520
2
print(int(520.52)) # 520
3
print(float('520.52')) # 520.52
4
print(float(520)) # 520.0
5
print(str(10 + 10)) # 20
6
print(str(10.1 + 5.2)) # 15.3
520 520 520.52 520.0 20 15.3
5. print() 函数
1
print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
- 将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有非关键字参数都按
str()
方式进行转换为字符串输出; - 关键字参数
sep
是实现分隔符,比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符; - 关键字参数
end
是输出结束时的字符,默认是换行符\n
; - 关键字参数
file
是定义流输出的文件,可以是标准的系统输出sys.stdout
,也可以重定义为别的文件; - 关键字参数
flush
是立即把内容输出到流文件,不作缓存。
【例子】没有参数时,每次输出后都会换行。
1
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
2
print("This is printed without 'end'and 'sep'.")
3
for item in shoplist:
4
print(item)
5
6
# This is printed without 'end'and 'sep'.
7
# apple
8
# mango
9
# carrot
10
# banana
This is printed without 'end'and 'sep'. apple mango carrot banana
【例子】每次输出结束都用end
设置的参数&
结尾,并没有默认换行。
1
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
2
print("This is printed with 'end='&''.")
3
for item in shoplist:
4
print(item, end='&')
5
print('hello world')
6
7
# This is printed with 'end='&''.
8
# apple&mango&carrot&banana&hello world
This is printed with 'end='&''. apple&mango&carrot&banana&hello world
【例子】item
值与'another string'
两个值之间用sep
设置的参数&
分割。由于end
参数没有设置,因此默认是输出解释后换行,即end
参数的默认值为\n
。
1
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
2
print("This is printed with 'sep='&''.")
3
for item in shoplist:
4
print(item, 'another string', sep='&')
5
6
# This is printed with 'sep='&''.
7
# apple&another string
8
# mango&another string
9
# carrot&another string
10
# banana&another string
This is printed with 'sep='&''. apple&another string mango&another string carrot&another string banana&another string
位运算
1. 原码、反码和补码
二进制有三种不同的表示形式:原码、反码和补码,计算机内部使用补码来表示。
原码:就是其二进制表示(注意,有一位符号位)。
00 00 00 11 -> 3 10 00 00 11 -> -3
反码:正数的反码就是原码,负数的反码是符号位不变,其余位取反(对应正数按位取反)。
00 00 00 11 -> 3 11 11 11 00 -> -3
补码:正数的补码就是原码,负数的补码是反码+1。
00 00 00 11 -> 3 11 11 11 01 -> -3
符号位:最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。在位运算中符号位也参与运算。
2. 按位运算
- 按位非操作 ~
~ 1 = 0 ~ 0 = 1
~
把num
的补码中的 0 和 1 全部取反(0 变为 1,1 变为 0)有符号整数的符号位在 ~
运算中同样会取反。
00 00 01 01 -> 5 ~ --- 11 11 10 10 -> -6 11 11 10 11 -> -5 ~ --- 00 00 01 00 -> 4
- 按位与操作 &
1 & 1 = 1 1 & 0 = 0 0 & 1 = 0 0 & 0 = 0
只有两个对应位都为 1 时才为 1
00 00 01 01 -> 5 & 00 00 01 10 -> 6 --- 00 00 01 00 -> 4
- 按位或操作 |
1 | 1 = 1 1 | 0 = 1 0 | 1 = 1 0 | 0 = 0
只要两个对应位中有一个 1 时就为 1
00 00 01 01 -> 5 | 00 00 01 10 -> 6 --- 00 00 01 11 -> 7
- 按位异或操作 ^
1 ^ 1 = 0 1 ^ 0 = 1 0 ^ 1 = 1 0 ^ 0 = 0
只有两个对应位不同时才为 1
00 00 01 01 -> 5 ^ 00 00 01 10 -> 6 --- 00 00 00 11 -> 3
异或操作的性质:满足交换律和结合律
A: 00 00 11 00 B: 00 00 01 11 A^B: 00 00 10 11 B^A: 00 00 10 11 A^A: 00 00 00 00 A^0: 00 00 11 00 A^B^A: = A^A^B = B = 00 00 01 11
- 按位左移操作 <<
num << i
将num
的二进制表示向左移动i
位所得的值。
00 00 10 11 -> 11 11 << 3 --- 01 01 10 00 -> 88
- 按位右移操作 >>
num >> i
将num
的二进制表示向右移动i
位所得的值。
00 00 10 11 -> 11 11 >> 2 --- 00 00 00 10 -> 2
3. 利用位运算实现快速计算
通过 <<
,>>
快速计算2的倍数问题。
n << 1 -> 计算 n*2 n >> 1 -> 计算 n/2,负奇数的运算不可用 n << m -> 计算 n*(2^m),即乘以 2 的 m 次方 n >> m -> 计算 n/(2^m),即除以 2 的 m 次方 1 << n -> 2^n
通过 ^
快速交换两个整数。 通过 ^
快速交换两个整数。
a ^= b b ^= a a ^= b
通过 a & (-a)
快速获取a
的最后为 1 位置的整数。
00 00 01 01 -> 5 & 11 11 10 11 -> -5 --- 00 00 00 01 -> 1 00 00 11 10 -> 14 & 11 11 00 10 -> -14 --- 00 00 00 10 -> 2
4. 利用位运算实现整数集合
一个数的二进制表示可以看作是一个集合(0 表示不在集合中,1 表示在集合中)。
比如集合 {1, 3, 4, 8}
,可以表示成 01 00 01 10 10
而对应的位运算也就可以看作是对集合进行的操作。
元素与集合的操作:
a | (1<<i) -> 把 i 插入到集合中 a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除 a & (1<<i) -> 判断 i 是否属于该集合(零不属于,非零属于)
集合之间的操作:
a 补 -> ~a a 交 b -> a & b a 并 b -> a | b a 差 b -> a & (~b)
注意:整数在内存中是以补码的形式存在的,输出自然也是按照补码输出。
【例子】C#语言输出负数。
1
class Program
2
{
3
static void Main(string[] args)
4
{
5
string s1 = Convert.ToString(-3, 2);
6
Console.WriteLine(s1);
7
// 11111111111111111111111111111101
8
9
string s2 = Convert.ToString(-3, 16);
10
Console.WriteLine(s2);
11
// fffffffd
12
}
13
}
【例子】 Python 的bin()
输出。
1
print(bin(3)) # 0b11
2
print(bin(-3)) # -0b11
3
4
print(bin(-3 & 0xffffffff))
5
# 0b11111111111111111111111111111101
6
7
print(bin(0xfffffffd))
8
# 0b11111111111111111111111111111101
9
10
print(0xfffffffd) # 4294967293
0b11 -0b11 0b11111111111111111111111111111101 0b11111111111111111111111111111101 4294967293
是不是很颠覆认知,我们从结果可以看出:
- Python中
bin
一个负数(十进制表示),输出的是它的原码的二进制表示加上个负号,巨坑。 - Python中的整型是补码形式存储的。
- Python中整型是不限制长度的不会超范围溢出。
所以为了获得负数(十进制表示)的补码,需要手动将其和十六进制数0xffffffff
进行按位与操作,再交给bin()
进行输出,得到的才是负数的补码表示。
条件语句
1. if 语句
if expression: expr_true_suite
- if 语句的
expr_true_suite
代码块只有当条件表达式expression
结果为真时才执行,否则将继续执行紧跟在该代码块后面的语句。 - 单个 if 语句中的
expression
条件表达式可以通过布尔操作符and
,or
和not
实现多重条件判
这篇关于python的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
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