本文全面介绍了Python编程的基础知识，包括数字类型及其转换、运算符、函数、字符串操作、布尔类型、类型判别与转换等内容，适合初学者入门。
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第一部分 数字类型
1.1 数字类型的组成
1.1.1 整数——不同进制的转换
- 默认输入十进制
- 二进制0b、八进制0o、十六进制0x
print(16 == 0b10000 == 0o20 == 0x10)
True
十进制与其他进制的转换 bin() oct() hex()
a = bin(16) # 转二进制
b = oct(16) # 转八进制
c = hex(16) # 转十六进制
print(a, b, c)
print(type(a))
print(a == b == c)
0b10000 0o20 0x10
<class 'str'>
False
注意： 上述转换后结果为字符串类型
其他进制转十进制 int(数字, 进制)
a = bin(16) # 转二进制
b = oct(16) # 转八进制
c = hex(16) # 转十六进制
d = int(a, 2) # 二进制转十进制
e = int(b, 8) # 八进制转十进制
f = int(c, 16) # 十六进制转十进制
print(d, e, f)
16 16 16
注意： 参数必须为字符串类型，否则会报错，返回值是整数
1.1.2 浮点数——不确定性
- 计算机采用二进制小数来表示浮点数的小数部分，部分小数不能用二进制小数完全表示
- 通常情况下不会影响计算精度
print(0.1 + 0.7)
0.7999999999999999
- 四舍五入获得精确解
a = 3 * 0.1
b = round(a, 1)
print(a)
print(b)
0.30000000000000004
0.3
1.1.3 复数——a+bj
- 大写J或小写j均可
- 虚部系数为1时，需要显式写出
2+1j
1.2 数字运算操作符（a 操作符 b）
加减乘除运算 + - / *
print((1 + 3 - 4*2) / 5)
-0.8
取反 -
x = 1
print(-x)
-1
乘方运算 **
print(2**3)
8
整数商// 和 模运算%
print(13//5) # 整数商 13÷5 向下取整数
print(13 % 5) # 模运算 余数 13=2×5+3
2
3
注意：
- 整数与浮点数运算结果是浮点数
- 除法运算的结果是浮点数
1.3 数字运算操作函数
求绝对值 abs()
print(abs(-5))
print(abs(3+4j)) # 对复数a+bj 执行的是求模运算(a^2+b^2)^0.5
5
5.0
幂次方 pow(x,n)
print(pow(2, 5)) # pow(x,n) x的n次方 等价于x**n
print(pow(2, 5, 3)) # 比 2^5 % 3 更快速
32
2
四舍五入 round(x,n)
- 要求保留位数的后一位<=4，则舍去，如5.214保留小数点后两位，结果是5.21
- 要求保留位数的后一位“=5”，且该位数后面没有数字，则不进位，如5.215，结果为5.21
- 要求保留位数的后一位“=5”，且该位数后面有数字，则进位，如5.2151，结果为5.22
- 要求保留位数的后一位“>=6”，则进位。如5.216，结果为5.22
a = 1.618
print(round(a)) # 默认四舍五入为整数
print(round(a, 2)) # 参数2表示四舍五入后保留2位小数
print(round(a, 5)) # 位数不足，无需补齐
2
1.62
1.618
整数商和模运算 divmod(x,y)
- 等价于返回二元元组（x//y,x % y）
- 较（x//y,x % y）更快，只执行了一次x/y
print(divmod(13, 5))
(2, 3)
序列最大/最小值 max( ) min( )
print(max(3, 2, 3, 6, 9, 4, 5))
a = [3, 2, 3, 6, 9, 4, 5]
print("max:", max(a))
print("min:", min(a))
9
max: 9
min: 2
求和sum(x)
print(sum((1, 2, 3, 4, 5)))
15
注意： sum()中的括号不能像max()那样省略，否则会报错。
借助科学计算库 math\scipy\numpy
import math # 导入库
print(math.exp(1)) # 指数运算 e^x
print(math.log2(2)) # 对数运算
print(math.sqrt(4)) # 开平方运算 等价于 4**0.5 和 pow(4,0.5)
2.718281828459045
1.0
2.0
import numpy as np
a = [1, 2, 3, 4, 5]
print(np.mean(a)) # 求均值
print(np.median(a)) # 求中位数
print(np.std(a)) # 求标准差
3.0
3.0
1.4142135623730951
第二部分 字符串类型
2.1 字符串的表达
- 用双引号或单引号括起来的任意字符
print("Python")
print('Python')
Python
Python
字符串中有双引号或单引号的情况
- 双中有单
print("I'm 18 years old")
I'm 18 years old
- 单中有双
print('"Python" is good')
"Python" is good
- 双中有双，单中有单——转义符 \
print("\"Python\" is good")
"Python" is good
转义符可以用来换行继续输入
s = "py\
thon"
print(s)
python
2.2 字符串的性质
2.2.1 字符串的索引
- 变量名[位置编号]
- 位置编号不能超过字符串的长度
- 正向索引——从零开始递增
- 反向索引——从-1开始递减
s = "My name is Peppa Pig"
print(s[0])
print(s[-1])
M
g
2.2.2 字符串的切片
- 变量名[开始位置：结束位置：切片间隔]
- 切片范围不包含结束位置
s = "Python"
print(s[0:3:1])
print(s[0:3:2])
Pyt
Pt
- 切片间隔如不设置默认为1，可省略
- 起始位置是0，可以省略
- 结束位置省略，代表可以取到最后一个字符
s = "Python"
print(s[0:6])
print(s[:6])
print(s[:])
Python
Python
Python
- 可以使用反向索引
s = "Python"
print(s[-6:])
Python
- 反向切片
- 起始位置是-1也可以省略
- 结束位置省略，代表可以取到第一个字符
- 切片间隔不能省略
s = "123456789"
print(s[-1:-10:-1])
print(s[:-10:-1])
print(s[::-1])
987654321
987654321
987654321
2.3 字符串操作符
2.3.1 字符串的拼接——字符串1+字符串2
a = "I love "
b = "you"
print(a + b)
'I love you'
2.3.2 字符串的成倍复制——字符串 * n或n * 字符串
c = '!'
print(c*3)
print(3*c)
!!!
!!!
2.2.3 成员运算
子集 in 全集
folk_singers = "Peter, Paul and Mary"
print("Peter" in folk_singers)
True
遍历字符串字符 for 字符 in 字符串
for s in "Python":
print(s)
P
y
t
h
o
n
2.4 字符串处理函数
2.4.1 字符串的长度 len()
- 所含字符的个数
s = "python"
print(len(s))
6
2.4.2 字符编码
- 将中文字库，英文字母、数字、特殊字符等转化成计算机可识别的二进制数
- 每个单一字符对应一个唯一的互不重复的二进制编码
- Python 中使用的是Unicode编码
将字符转化为Unicode码——ord(字符)
print(ord("1"))
print(ord("a"))
print(ord("*"))
print(ord("中"))
49
97
42
20013
将Unicode码转化为字符——chr(Unicode码)
print(chr(23456))
宠
2.5 字符串的处理方法
- 原字符串不变
2.5.1 字符串的分割——字符串.split(分割字符)
- 返回一个列表
languages = "Python C C++ Java PHP R"
languages_list = languages.split(" ")
print(languages_list)
print(languages)
['Python', 'C', 'C++', 'Java', 'PHP', 'R']
Python C C++ Java PHP R
2.5.2 字符串的聚合——“聚合字符”.join(可迭代数据类型)
- 可迭代类型 如：字符串、列表
s = "12345"
s_join = ",".join(s)
print(s_join)
'1,2,3,4,5'
注意： 序列类型的元素必须是字符类型，否则会报错
s = [1, 2, 3, 4, 5]
print("*".join(s))
#会报错，应写为 s = ["1", "2", "3", "4", "5"]
2.5.3 删除两端特定字符——字符串.strip(删除字符)
- strip从两侧开始搜索，遇到指定字符执行删除，遇到非指定字符，搜索停止
- 类似的还有左删除lstrip和右删除rstrip
s = "-------I have many blanks-------"
print(s.strip("-"))
print(s.lstrip("-"))
print(s.rstrip("-"))
print(s)
I have many blanks
I have many blanks-------
-------I have many blanks
-------I have many blanks-------
2.5.4 字符串的替换——字符串.replace(“被替换”，“替换成”)
s = "Python is coming"
s1 = s.replace("Python","Py")
print(s1)
Py is coming
2.5.5 字符串统计——字符串.count(“待统计字符串”)
s = "Python is an excellent language"
print("an:", s.count("an"))
print("e:", s.count("e"))
an: 2
e: 4
2.5.6 字符串字母大小写
字符串.upper() 字母全部大写
s = "Python"
print(s.upper())
PYTHON
字符串.lower() 字母全部小写
s = "Python"
print(s.lower())
python
字符串.title()首字母大写
s = "python is good"
print(s.title())
Python Is Good
第三部分 布尔类型 True or False
3.1 逻辑运算的结果
a = 10
print(a > 8)
True
any()有一个是真 all()全部是真
- 0 False None 都是假
print(any([False,1,0,None]))
print(all([False,1,0,None]))
True
False
3.2 作为掩码
import numpy as np
x = np.array([1, 3, 2, 5, 7]) # 定义 numpy数组
print(x > 3)
print(x[x > 3]) # 找出满足条件的元素
[False False False True True]
array([5, 7])
第四部分 类型判别及类型转换
4.1 类型判别
type(变量)
age = 20
name = "Ada"
print(type(age))
print(type(name))
<class 'int'>
<class 'str'>
isinstance(变量,预判类型) 承认继承
- 变量类型是预判类型的子类型，则为真，否则为假
age = 20
name = "Ada"
print(isinstance(age, int))
print(isinstance(age, object))
print(isinstance(name, object)) # object 是老祖宗
True
True
True
字符串.isdigit() 字符是否只有数字组成
age = "20"
name = "Ada"
print(age.isdigit())
print(name.isdigit())
True
False
字符串.isalpha() 字符是否只有字母组成
age = "20"
name = "Ada"
print(name.isalpha())
print(age.isalpha())
True
False
字符串.isalnum() 字符是否只有数字和字母组成
- 可用于判断用户名是否合法
print("Ada20".isalnum())
True
4.2 类型转换
数字类型转字符串 str(数字类型)
age = 20
print("My age is "+str(age))
My age is 20
仅有数字组成的字符串转数字 int() float() eval()
s1 = "20"
s2 = "10.1"
print(int(s1)) # 仅整型
print(float(s1))
print(float(s2))
print(eval(s1))
print(eval(s2))
20
20.0
10.1
20
10.1
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