Python【从入门到精通】_最基本内置数据类型和运算符

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每个对象都有类型,python 中最基本的内置数据类型:

  1. 整型
    整数,2345,10,50
  2. 浮点型
    小数,3.14 或者科学计数法 314e-2
  3. 布尔型
    表示真假,仅包含:True、False
  4. 字符串型
    由字符组成的序列。"攻城狮","攻城狮","攻城狮","攻城狮"

数字和基本运算符

Python 支持整数(如:50,520)和浮点数(如:3.14,10.0, 1.23e2),我们可以对数字做如下运算。


数字和基本运算符

【操作】基本运算符的使用

>>> a = 7/2
>>> a
3.5
>>> a = 7//2
>>> a
3
>>> a = 7%2
>>> a
1
>>> 7%4
3
>>> 2**3
8
>>> 3/0
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#37>", line 1, in <module>
3/0
ZeroDivisionError: division by zero
>>> divmod(10,5)
(2, 0)
>>> divmod(10,3)
(3, 1)

除数为 0,会产生异常:

>>> 3/0
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#31>", line 1, in <module>
3/0
ZeroDivisionError: division by zero

使用 divmod()函数同时得到商和余数:

>>> divmod(13,3)
(4, 1)

divmod()是一个函数,返回的是一个元组(后续再详说)

整数

Python 中,除 10 进制,还有其他三种进制:
·0b 或 0B,二进制 0 1
·0o 或 0O,八进制 0 1 2 3 4 5 6 7
·0x 或 0X,十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
这三种进制可以非常方便的进行“位运算”操作。至于位运算,后续我会写一个文章介绍
操作】测试不同进制

>>> 12
12
>>> 0b101
5
>>> 0o19
SyntaxError: invalid syntax
>>> 0o10
8
>>> 0xff
255
>>> 0xf
15
>>> 0x10
16

使用 int()实现类型转换:

  1. 浮点数直接舍去小数部分。如:int(9.9)结果是:9
  2. 布尔值 True 转为 1,False 转为 0。 如:int(True)结果是 1
  3. 字符串符合整数格式(浮点数格式不行)则直接转成对应整数,否则报错。
>>> int("456")
456
>>> int("456abc")
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#41>", line 1, in <module>
  int("456abc")
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '456abc'
>>> int("456.78")
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#42>", line 1, in <module>
  int("456.78")
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '456.78'
>>>

自动转型:

整数和浮点数混合运算时,表达式结果自动转型成浮点数。比如:2+8.0 的结果是 10.0

整数可以有多大?

Python2 中,int 是 32 位,可以存储从-2147483648 到 2147483647 的整数(约±
21 亿)。Long 类型是 64 位,可以存储:-263--263-1 之间的数值。
Python3 中,int 可以存储任意大小的整数,long 被取消。我们甚至可以存储下面的
值:

>>> googol = 10**100
>>> googol
1000000000000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000000000000
000

Googol 也是 Google 最初的名字,这也是 Google 最初的含义。
Python3 中可以做超大数的计算,而不会造成“整数溢出”,这也是 Python 特别适
合科学运算的特点。

浮点数

浮点数,称为 float。
浮点数用a*b^10形式的科学计数法表示。比如:3.14,表示成:314E-2 或者 314e-2。这些数字在内存中也是按照科学计数法存储。

类型转换和四舍五入

  1. 类似于 int(),我们也可以使用 float()将其他类型转化成浮点数。
  2. 整数和浮点数混合运算时,表达式结果自动转型成浮点数。比如:2+8.0 的结果是 10.0
  3. round(value)可以返回四舍五入的值
    注:但不会改变原有值,而是产生新的值

增强型赋值运算符

运算符+、-、,/、//、*和%和赋值符=结合可以构成“增强型赋值运算符”。
a = a + 1 等价于: a +=1

增强型赋值运算符

注意:“+=”中间不能加空格!

时间的表示

计算机中时间的表示是从“1970 年 1 月 1 日 00:00:00”开始,以毫秒(1/1000 秒)进行计算。我们也把 1970 年这个时刻成为“unix 时间点”。
这样,我们就把时间全部用数字来表示了。


计算机时间

python 中可以通过 time.time() 获得当前时刻,返回的值是以秒为单位,带微秒
(1/1000 毫秒)精度的浮点值。例如:1530167364.8566。

>>> import time
>>> b = int(time.time())
>>> b
1581841251
>>> totalMinutes = b/60
>>> totalMinutes
26364020.85
>>> totalMinutes = b//60
>>> totalMinutes
26364020
>>> totalHours = totalMinutes//60
>>> totalHours
439400
>>> totalDays = totalHours//24
>>> totalDays
18308
>>> totalYears = totalDays//365
>>> totalYears
50
>>> 

【操作】定义多点坐标绘出折线并计算起始点和终点距离

import turtle
import math
#定义多个点的坐标
x1,y1 = 100,100
x2,y2 = 100,-100
x3,y3 = -100,-100
x4,y4 = -100,100
#绘制折线
turtle.penup()
turtle.goto(x1,y1)
turtle.pendown()
turtle.goto(x2,y2)
turtle.goto(x3,y3)
turtle.goto(x4,y4)
#计算起始点和终点的距离
distance = math.sqrt((x1-x4)**2 + (y1-y4)**2)
turtle.write(distance)
结果展示

布尔值

Python2 中没有布尔值,直接用数字 0 表示 False,用数字 1 表示 True。
Python3 中,把 True 和 False 定义成了关键字,但他们的本质还是 1 和 0,甚至可以和数
字相加。

>>> a = True
>>> b = 3
>>> a+b
4

比较运算符

所有比较运算符返回 1 表示真,返回 0 表示假。这分别与特殊的变量 True 和 False 等价。
以下假设变量 a 为 15,变量 b 为 30:


比较运算符

逻辑运算符

逻辑运算符

同一运算符

同一运算符用于比较两个对象的存储单元,实际比较的是对象的地址。


同一运算符

is 与 == 区别:

is 用于判断两个变量引用对象是否为同一个,既比较对象的地址。
== 用于判断引用变量引用对象的值是否相等,默认调用对象的 eq()方法。

整数缓存问题

Python 仅仅对比较小的整数对象进行缓存(范围为[-5, 256])缓存起来,而并非是所有整数对
象。需要注意的是,这仅仅是在命令行中执行,而在 Pycharm 或者保存为文件执行,结果是不一样
的,这是因为解释器做了一部分优化(范围是[-5,任意正整数])。

·总结

1、is 比较两个对象的 id 值是否相等,是否指向同一个内存地址;
2、== 比较的是两个对象的内容是否相等,值是否相等;
3、小整数对象[-5,256]在全局解释器范围内被放入缓存供重复使用;
4、is 运算符比 == 效率高,在变量和 None 进行比较时,应该使用 is。
【操作】同一运算符测试

>>> a = 1000
>>> b = 1000
>>> a == b
True
>>> a is b
False
>>> id(a)
46764560
>>> id(b)
46765216
>>> c = 10
>>> d = 10
>>> c is d
True
>>> id(c)
1388831648
>>> id(d)
1388831648

基本运算符
在前面有说到了“+”、“-”、“*”、“/”、“//”、“%”等运算符,这里说一些其他运算符,并进行测试。


其他运算符
  1. 比较运算符可以连用,并且含义和我们日常使用完全一致。
>>> a = 4
>>> 3<a<10 #关系运算符可以连用

True

  1. 位操作
>>> a = 0b11001
>>> b = 0b01000
>>> c = a|b
>>> bin(c) #bin()可以将数字转成二进制表示
'0b11001'
>>> bin(c&b)
'0b1000'
>>> bin(c^b)
'0b10001'
>>> a = 3
>>> a<<2 #左移 1 位相当于乘以 2.左移 2 位,相当于乘以 4
12
>>> a = 8
>>> a>>1 #右移 1 位相当于除以 2.
  1. 加法操作
    (1) 数字相加 3+2 ==> 5
    (2) 字符串拼接 “3”+“2”==> “32”
    (3) 列表、元组等合并 [10,20,30]+[5,10,100] ==>[10,20,30,5,10,100]
  2. 乘法操作
    (1) 数字相乘 32 ==> 6
    (2) 字符串复制 “sxt”
    3 ==> ”sxtsxtsxt”
    (3) 列表、元组等复制 [10,20,30]*3 ==> [10,20,30,10,20,30,10,20,30]

复合赋值运算符

复合赋值可以让程序更加精炼,提高效率。


复合赋值运算符

注:与 C 和 JAVA 不一样,Python 不支持自增(++)和自减(--)

运算符优先级问题

如下优先级,从高到低。


运算符优先级问题

实际使用中,记住如下简单的规则即可,复杂的表达式一定要使用小括号组织。

  1. 乘除优先加减
  2. 位运算和算术运算>比较运算符>赋值运算符>逻辑运算符
    【操作】使用 python 表示数学式


    数学式
>>> x = 5
>>> y = 3
>>> w = (5+10*x)/5-13*(y-1)*(a+b)/x+9*(5/x+(12+x)/y)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#26>", line 1, in <module>
    w = (5+10*x)/5-13*(y-1)*(a+b)/x+9*(5/x+(12+x)/y)
NameError: name 'a' is not defined
>>> a = 2
>>> b = 6
>>> w = (5+10*x)/5-13*(y-1)*(a+b)/x+9*(5/x+(12+x)/y)
>>> w
29.4
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