一、学习内容概括

首先附上学习地址阿里云天池Python训练营
学习内容如下：

二、具体学习内容

1.注释

为程序添加注释可以提高程序的可读性，Python中注释分为单行注释和多行注释。同时，注释也是调试程序的一种重要方式，某些时候，我们不希望编译、执行程序中的某些代码，这时就可以将这些代码注释掉。

• 单行注释
  单行注释用一个井号#表示

# 这是一个注释
print("Hello world")

# Hello world

• 多行注释
  多行注释用三个单引号''' '''或者三个双引号""" """表示

'''
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
'''
print("Hello china") 
# Hello china

"""
这是多行注释，用三个双引号
这是多行注释，用三个双引号 
这是多行注释，用三个双引号
"""
print("hello china") 
# hello china

2.运算符

• 算数运算符

print(1 + 1)  # 2
print(2 - 1)  # 1
print(3 * 4)  # 12
print(3 / 4)  # 0.75
print(3 // 4)  # 0
print(3 % 4)  # 3
print(2 ** 3)  # 8

• 比较运算符

print(2 > 1)  # True
print(2 >= 4)  # False
print(1 < 2)  # True
print(5 <= 2)  # False
print(3 == 4)  # False
print(3 != 5)  # True

• 逻辑运算符
  与and、或or、非not

print((3 > 2) and (3 < 5))  # True
print((1 > 3) or (9 < 2))  # False
print(not (2 > 1))  # False

• 位运算符
  位运算符可以直接操作数值的原始bit位，通常在图形、图像处理和创建设备驱动等底层开发中使用。Python支持位运算符有一下6个：

print(bin(4))  # 0b100
print(bin(5))  # 0b101
print(bin(~4), ~4)  # -0b101 -5
print(bin(4 & 5), 4 & 5)  # 0b100 4
print(bin(4 | 5), 4 | 5)  # 0b101 5
print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5)  # 0b1 1
print(bin(4 << 2), 4 << 2)  # 0b10000 16
print(bin(4 >> 2), 4 >> 2)  # 0b1 1

• 三元运算符

也叫三目运算符，通过if语句来实现。
语法结构：

True_statements if  expression else False_statements

运算规则：
先对逻辑表达式expression进行求职，若为True，则执行并返回True_statements的值；若为False，则执行并返回False_statements的值。
值得注意的是：
Python允许三元运算符的True_statements或False_statements中放置多条语句，主要支持两种放置方式。第一种，多条语句用英文逗号隔开，每条语句都会执行，程序返回多条语句的返回值组成的元组；第二种，多条语句用英文分号隔开，每条语句都会执行，程序只返回第一条语句的返回值。

a = 5
b = 3
st = print('5比3大'), 'a大于b' if a > b else 'a不大于b'
print(st)

#5比3大
#(None, 'a大于b')

因为print函数没有返回值，所以返回一个None

• 其他运算符

主要介绍两组运算符，一组是 is 和 not is，另一组是 in 和not in。
in 和 not in 主要比较某个对象在不在某个序列对象中，比如字符串中是否包含了某个字母，列表中是否包含了某个元素等等，比较简单。我们主要看下is和 not is。

比较的对象是不可变类型：

a = "hello"
b = "hello"
print(a is b, a == b)  # True True
print(a is not b, a != b)  # False False

比较的对象是可变类型：

a = ["hello"]
b = ["hello"]
print(a is b, a == b)  # False True
print(a is not b, a != b)  # 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

• 一元运算符优于二元运算符。例如3 ** -2等价于3 ** (-2)。

• 先算术运算，后移位运算，最后位运算。例如 1 << 3 + 2 & 7等价于 (1 << (3 + 2)) & 7。

• 逻辑运算最后结合。例如3 < 4 and 4 < 5等价于(3 < 4) and (4 < 5)。

print(-3 ** 2)  # -9
print(3 ** -2)  # 0.1111111111111111
print(1 << 3 + 2 & 7)  # 0
print(-3 * 2 + 5 / -2 - 4)  # -12.5
print(3 < 4 and 4 < 5)  # True

三、变量与数据类型

• 变量和赋值、输出函数print()

Python是一门弱类型语言，弱类型语言有两个典型特征：一是变量无需声明即可直接赋值，对一个第一次使用的变量赋值就相当于定义了一个新变量；二是变量的数据类型可以动态改变，取决于被赋值变量所引用的那个对象。

关于print()函数：

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。

• 三种简单的数据类型

整型（int）

a = 1031
print(a, type(a))
# 1031 <class 'int'>

浮点型（float）

print(1, type(1))
# 1 <class 'int'>

print(1., type(1.))
# 1.0 <class 'float'>

a = 0.00000023
b = 2.3e-7
print(a)  # 2.3e-07
print(b)  # 2.3e-07

对于浮点型，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。

import decimal
from decimal import Decimal
a = decimal.getcontext()
print(a)

# Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999,
# capitals=1, clamp=0, flags=[], 
# traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])

getcontext() 显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 (prec=28)

下面通过用 getcontext().prec来调整精度

b = Decimal(1) / Decimal(3)
print(b)

# 0.3333333333333333333333333333

decimal.getcontext().prec = 4
c = Decimal(1) / Decimal(3)
print(c)

# 0.3333

布尔型（bool）

print(True + True) # 2
print(True + False)  # 1
print(True * False)  # 0

• 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)

四、位运算

• 原码、反码、补码

为了计算的方面（解决减法问题），计算机底层使用补码的形式保存所有整数。参考博客原码，反码，补码的深入理解与原理。整数的原码、反码、补码都一样；负数的反码是将原码的符号位不变，其他位全部取反，补码就是反码+1。（反码的另外一种计算方式，将原码自低位到高位，尾数的第一个‘1’及其右边的‘0’保持不变，左边的各位按位取反，符号位不变。）

• 按位运算
  1.按位非操作 ~

  ~ 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。

  2.按位与操作 &

  只有两个对应位都为 1 时才为 1

  3. 按位或操作 |

  只要两个对应位中有一个 1 时就为 1

  4.按位异或操作 ^

  只有两个对应位不同时才为 1，异或满足交换律和结合律

  5.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。

  6.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。

• 位运算实现快速计算

1.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

2.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

• 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)

• Python中bin()的输出

print(bin(3))  # 0b11
print(bin(-3))  # -0b11

print(bin(-3 & 0xffffffff))  
# 0b11111111111111111111111111111101

print(bin(0xfffffffd))       
# 0b11111111111111111111111111111101

print(0xfffffffd)  # 4294967293

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.

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。