计算经济地理||Python中的数据类型及运算

Python中的数据类型及运算

参照王铮（2011）在其《计算地理学》中的表述，我们认为计算经济地理学有数据挖掘的范式，利用大数据和人工智能等技术，可以从海量的经济地理数据中提取有价值的信息和知识，为经济地理学的理论和实践提供新的视角和方法。而目前在经济地理研究设计的数据挖掘中，较多使用Python作为主要的工具。

Python支持多种数据类型，包括数字，字符串，布尔值，列表，元组，字典，集合等。每种数据类型都有自己的特点和操作方法。

数字

Python支持整数（int），浮点数（float），复数（complex）等数字类型。数字类型可以进行加（+），减（-），乘（*），除（/），取余（%），幂（**）等算术运算。例如：

# 定义几个数字变量
a = 10 # 整数
b = 3.14 # 浮点数
c = 2 + 5j # 复数

# 打印变量的类型和值
print(type(a), a) # <class 'int'> 10
print(type(b), b) # <class 'float'> 3.14
print(type(c), c) # <class 'complex'> (2+5j)

# 进行算术运算
print(a + b) # 13.14
print(b - c) # (1.14-5j)
print(a * c) # (20+50j)
print(a / b) # 3.184713375796178
print(a % b) # 0.8599999999999999
print(a ** b) # 1385.455731367011

字符串

Python中的字符串（str）是一系列字符的有序集合，可以用单引号（'）或双引号（"）表示。字符串可以进行拼接（+），重复（*），切片（[ ]），索引（[ ]），格式化（format）等操作。例如：

# 定义几个字符串变量
s1 = 'Hello' # 单引号
s2 = "World" # 双引号
s3 = 'Python中的数据类型及运算' # 中文字符

# 打印变量的类型和值
print(type(s1), s1) # <class 'str'> Hello
print(type(s2), s2) # <class 'str'> World
print(type(s3), s3) # <class 'str'> Python中的数据类型及运算

# 进行字符串操作
print(s1 + s2) # HelloWorld
print(s1 * 3) # HelloHelloHello
print(s1[0]) # H
print(s1[1:3]) # el
print(s3[-3:]) # 运算
print('{}, {}!'.format(s1, s2)) # Hello, World!

布尔值

Python中的布尔值（bool）只有两种：True和False，分别表示真和假。布尔值可以进行逻辑运算，如与（and），或（or），非（not）。布尔值也可以由比较运算符（如==，!=，<，>，<=，>=）产生。例如：

# 定义几个布尔值变量
t = True
f = False

# 打印变量的类型和值
print(type(t), t) # <class 'bool'> True
print(type(f), f) # <class 'bool'> False

# 进行逻辑运算
print(t and f) # False
print(t or f) # True
print(not t) # False
print(not f) # True

# 进行比较运算
print(10 == 10) # True
print(10 != 10) # False
print(10 < 5) # False
print(10 > 5) # True
print(10 <= 10) # True
print(10 >= 10) # True

列表

Python中的列表（list）是一种有序的可变的数据结构，可以存储任意类型的数据，用方括号（[ ]）表示。列表可以进行添加（append），删除（remove），插入（insert），排序（sort），反转（reverse），切片（[ ]），索引（[ ]），遍历（for）等操作。例如：

# 定义一个列表变量
l = [10, 3.14, 'Hello', True, [1, 2, 3]]

# 打印变量的类型和值
print(type(l), l) # <class 'list'> [10, 3.14, 'Hello', True, [1, 2, 3]]

# 进行列表操作
l.append('World') # 添加元素
print(l) # [10, 3.14, 'Hello', True, [1, 2, 3], 'World']
l.remove(3.14) # 删除元素
print(l) # [10, 'Hello', True, [1, 2, 3], 'World']
l.insert(1, 'Python') # 插入元素
print(l) # [10, 'Python', 'Hello', True, [1, 2, 3], 'World']
l.sort() # 排序元素
print(l) # TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int'
l.reverse() # 反转元素
print(l) # ['World', 'Python', 'Hello', [1, 2, 3], 10, True]
print(l[0]) # 索引元素
# World
print(l[1:4]) # 切片元素
# ['Python', 'Hello', [1, 2, 3]]
for x in l: # 遍历元素
    print(x)
# World
# Python
# Hello
# [1, 2, 3]
# 10
# True

元组

Python中的元组（tuple）是一种有序的不可变的数据结构，可以存储任意类型的数据，用圆括号（( )）表示。元组的操作和列表类似，但是不能进行添加，删除，插入，排序，反转等修改元素的操作。例如：

# 定义一个元组变量
t = (10, 3.14, 'Hello', True, [1, 2, 3])

# 打印变量的类型和值
print(type(t), t) # <class 'tuple'> (10, 3.14, 'Hello', True, [1, 2, 3])

# 进行元组操作
# t.append('World') # 报错，不能添加元素
# t.remove(3.14) # 报错，不能删除元素
# t.insert(1, 'Python') # 报错，不能插入元素
# t.sort() # 报错，不能排序元素
# t.reverse() # 报错，不能反转元素
print(t[0]) # 索引元素
# 10
print(t[1:4]) # 切片元素
# (3.14, 'Hello', True)
for x in t: # 遍历元素
    print(x)
# 10
# 3.14
# Hello
# True
# [1, 2, 3]

字典

Python中的字典（dict）是一种无序的可变的数据结构，可以存储键值对（key-value pair）的数据，用花括号（{ }）表示。字典的键必须是不可变的数据类型，如数字，字符串，元组等，而值可以是任意类型的数据。字典可以进行添加（[ ]），删除（del），修改（[ ]），获取（[ ]），遍历（for）等操作。例如：

# 定义一个字典变量
d = {'name': 'Alice', 'age': 20, 'gender': 'female', 'hobbies': ['reading', 'writing', 'singing']}

# 打印变量的类型和值
print(type(d), d) # <class 'dict'> {'name': 'Alice', 'age': 20, 'gender': 'female', 'hobbies': ['reading', 'writing', 'singing']}

# 进行字典操作
d['country'] = 'Singapore' # 添加键值对
print(d) # {'name': 'Alice', 'age': 20, 'gender': 'female', 'hobbies': ['reading', 'writing', 'singing'], 'country': 'Singapore'}
del d['gender'] # 删除键值对
print(d) # {'name': 'Alice', 'age': 20, 'hobbies': ['reading', 'writing', 'singing'], 'country': 'Singapore'}
d['age'] = 21 # 修改键值对
print(d) # {'name': 'Alice', 'age': 21, 'hobbies': ['reading', 'writing', 'singing'], 'country': 'Singapore'}
print(d['name']) # 获取键值对
# Alice
for k, v in d.items(): # 遍历键值对
    print(k, v)
# name Alice
# age 21
# hobbies ['reading', 'writing', 'singing']
# country Singapore

集合

Python中的集合（set）是一种无序的不可重复的数据结构，可以存储任意类型的数据，用花括号（{ }）表示。集合可以进行添加（add），删除（remove），清空（clear），并集（|），交集（&），差集（-），对称差集（^），子集（<=），超集（>=）等操作。例如：

# 定义一个集合变量
s = {10, 3.14, 'Hello', True}

# 打印变量的类型和值
print(type(s), s) # <class 'set'> {True, 10, 3.14, 'Hello'}

# 进行集合操作
s.add('World') # 添加元素
print(s) # {True, 10, 3.14, 'Hello', 'World'}
s.remove(3.14) # 删除元素
print(s) # {True, 10, 'Hello', 'World'}
s.clear() # 清空元素
print(s) # set()

# 定义另一个集合变量
s1 = {1, 2, 3, 4, 5}
s2 = {3, 4, 5, 6, 7}

# 进行集合运算
print(s1 | s2) # 并集
# {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
print(s1 & s2) # 交集
# {3, 4, 5}
print(s1 - s2) # 差集
# {1, 2}
print(s1 ^ s2) # 对称差集
# {1, 2, 6, 7}
print(s1 <= s2) # 子集
# False
print(s1 >= s2) # 超集
# False