Python基础 - 进制和运算符

知识回顾

1.常用快捷键
2.注释
3.标识符
数字、字母、_组成,数字不能开头(python大小写敏感)
4.缩进
5.常用的数据类型
int,float,bool,str,list,dict,tuple,set,function
type()函数,类型名()
6.变量
变量名 = 值
7.运算符
数学(+,-,,/,%,,//)、比较(>,<,=,!=,>=,<=)、逻辑(and,or,not)、赋值(=,+=,-=,=,/=)

进制

计算机在存储数字的时候都是以二进制的形式去存的
十进制、十六进制、八进制、二进制

1.十进制

基数:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
进位:逢10进1
每一位的值:123 = 110^2 + 210^1 + 3*10^0

2.二进制

所有二进制数都是由0和1组成:01011101
基数:0,1
进位:逢2进1
每一位的值:11011 = 12^0 + 12^1 + 02^2 + 12^3 + 1*2^4 = 27

3.八进制

基数:0,1,2,3,4,5,6,7
进位:逢8进1
每一位的值:111 = 18^0 + 18^1 + 1*8^2 = 73

4.十六进制

基数:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
进位:逢16进1
每一位的值:111 = 116^0 + 116^1 + 1*16^2 = 273

5.进制之间的转换

a.其他进制转换成十进制:
每一位上的数乘以进制幂次数,然后求和
b.十进制转换成其他进制:
辗转取余法
c.二进制转八进制:
每3位二进制转换成1位
八进制转二进制:
1位八进制转换成3位二进制
d.二进制转十六进制:
每4位二进制转换成1位
十六进制转二进制:
1位的十六进制转换成4位的二进制

6.python对进制的支持

python支持通过二进制、八进制、十进制和十六进制的形式来直接表示一个整数
a.十进制:
直接写的数字的值都是十进制的数
213
34
24
b.二进制:
需要加前缀 --> 0b
0b1011000110

c.八进制:
需要加前缀 --> 0o
0o21
0o457

十六进制:
需要加前缀 --> 0x
0x4544
0xffff

e.进制的转换

bin(整数)-->将括号的整数,转换成二级制形式
print(bin(10),bin(0o56),bin(0xaf))

oct(整数) -->将括号中的整数,转换成八进制形式
print(oct(10),oct(0b110110),oct(0xaf))

hex(整数) --> 将括号中的整数,转换成十六进制形式
print(hex(10),hex(0b110110),hex(0o56))

原码反码和补码

计算机在存数字的时候,存的是数字的二进制的补码
计算机内存的最小单位是位:1位只能存储两个状态
8位 = 1字节

a.原码:
数字的二进制形式
十进制的10的原码就是:1010
最高位是符号位,如果正数符号位为0,负数符号位为1

10的原码    00000000 00001010
-10的原码   10000000 00001010

b.反码
正数的反码就是它的原码
负数的反码就是这个数的原码的符号位不变,然后其他位置上的数取反(0-->1,1-->0)

-10 --> (原码)10000000 00001010 --> (反码)11111111 11110101

c.补码
正数的补码就是它的原码
负数的补码是它的反码加1

-10-->(反码)11111111 11110101 --> (补码) 11110110

总结:正数的反码和补码都是原码,负数的补码是反码加1,反码是原码符号位不变,其他位取反
为什么计算机存储数据的时候存补码?
因为计算机中只有加法器,只能进行加操作,存原码对负数进行加操作的时候有问题

位运算

位运算符:&(按位与),|(按位或),^(异或),>>(右移),<<(左移)
1.&(按位与)
数字1 & 数字2:二进制的每一位,两个都为1结果才为1,否则为0

3 & 2 --> 00000011 & 00000010 == 00000010
-3 & 2 --> 11111101 & 00000010 == 00000000

print(3&2)
print(-3&2)
作用:让指定位上数置零,或者保留某一位上的值

2.|(按位或)
数字1 | 数字2:只要有一个为1,结果就是1:;两个都为0,结果才是0

3 | 2 --> 00000011 | 00000010 = 00000011
-3 | 2 --> 11111101 | 00000010 = (补)11111111 = (原)10000001

print(3 | 2)
print(-3 | 2)
3.^ (异或)
数字1 ^ 数字2:不同为1,相同为0

3^2 --> 00000011 | 00000010 = 00000001
3^2 --> 11111101 | 00000010 = (补)11111111 = (原)10000001

print(3^2)
print(-3^2)
4.~ (取反)
~数字:每一位取反

~3 --> ~00000011 = 11111100(补) = 10000100
~-3 --> ~11111101 = 00000010

print(~3)
print(~-3)

5.左移(重点掌握)
数字 << 位数:将补码向左移动指定的位数,符号位不变,后面用0补齐
规律(正数和负数都使用):
m << n == m*(2^n)
print(10 << 1)
print(-10 << 1)
print(17 << 2)
num * 2 == num << 1 num * 4 == num << 2

6.右移
数字 >> 位数:将补码向右移动指定的位数,符号位不变,在符号位的后面补指定个数的0(正)或者1(负)
规律(只适用于正数):
m >> == m // (2^n)
print(10 >> 1)
print(-10 >> 1)
print(-10 >> 2)

认识字符串

1.字符串(str)

python中通过单引号或者双引号引起来的字符集就是字符串
字符串中引号中的字符集,就是由各种不同的字符来组成的。

2.Unicode编码

python中字符串中字符采用的是Unicode编码
Unicode编码,是通过两个字节来对一个字节进行编码,0 ~ 2^16 - 1。
它几乎包含了世界上所有的符号
ASCII编码:是通过一个字节来对一个字符进行编码
Unicode编码中包含ASCII码表

chr(数字) :获取数字在Unicode编码表中对应的字符,返回的是只有一个字符的字符串
print(chr(97))
print(chr(0x1823))
ord(字符):获取字符对应的Unicode码
print(ord('饕'),ord('餮'))
可以直接在字符串中写字符对应的编码值,格式:\u四位的十六进制的编码值
str1 = '\u4e00\u4e01'
print(str1)
3.转义字符(使用于所有的语言)
一些特殊功能和具有特殊意义的字符,直接放在引号中无效,需要通过\来转义

转义字符 对应字符
\n 换行
\' 单引号
\t 制表符
\ \
\" "

day3 - 作业及其解答

1.下列四组数,依次为二进制、八进制和十六进制,符合要求的是()
a. 12, 77, 10
b. 12, 80, 10
c. 11, 78, 19
d. 11, 77, 19

答案:B

二进制逢2进1,八进制逢8进1,二进制不可能出现大于1 的数,八进制不可能出现大于7的数字

7.八进制754中的数码7对应的位权是()
a. 10^2 b. 16^1 c. 8^2 d. 2^2

答案:C

每一位的值:111 = 1*8^0 + 1*8^1 + 1*8^2 = 73

8.十进制数53转换成二进制数是()
a. 100101
b. 110101
c.100100
d.110100

答案:B

9.(偏难)已知,十进制中的8在X进制中表示为11,即(10)8=(X)11。请问这个X进制具体为()进制
a. 6
b. 7
c. 8
d. 9

答案:B

七进制数,7为10,8为11

10.二进制的1000001相当十进制的______,二进制的100.001可以表示为___。
A: ① 62 ② 63 ③ 64 ④ 65
B: ① 23+2–3 ② 22+2–2 ③ 23+2–2 ④ 22+2–3

答案:A:4
B:2

11.使用位运算判断一个数是否是奇数
注:奇数的二进制的最后一位是1,偶数是0

解答:
设一个数num
num | 1
如果num == num | 1,则num为奇数

12.表达式0x13&0x17的值是()

答案:0x13

10011 & 10111  = 10011

13.若x=2,y=3则x&y的结果是( )

答案:2

2 & 3 --> 10 & 11 = 2

14.表达式 ord('a') | ord('z') 的运算结果是()

答案:123

ord()函数得到字母对应的ASCII码的值,
即:97 | 122
二进制表示:1100001  |  1111010
|(按位或)运算:
数字1 | 数字2:只要有一个为1,结果就是1:;两个都为0,结果才是0
1100001  |  1111010  = 1111011
二进制表示为:123

15.在位运算中,操作数每右移一位,其结果相当于( )

A.操作数乘以2 B.操作数除以2

C.操作数除以4 D.操作数乘以4

答案:B

规律(只适用于正数):m >> n == m // (2^n)

16.设x 是一个整数(16位).若要通过x|y使x低度8位置1,高8位不变,则y的二进制数是()

答案:00000000 11111111

|(按位或)
数字1 | 数字2:只要有一个为1,结果就是1:;两个都为0,结果才是0
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