Python 学习之路（二）

Python数据类型和操作

1.Python中的概念层次

一般来说，Python 的程序由模块，语句，表达式，对象组成。

层次结构如下：

1．程序由模块组成

2．模块包含语句

3．语句包含表达式

4．表达式产生对象，并对对象进行处理

我们先从底层学习，先学习Python的内置对象，即内置的一些数据类型，内置数据类型列表如图1所示。由于内置数据类型较多，不可能一次讲完，所以我们会在以后的博客中逐步讲解，这里我们只讲Numbers即数值类型。

图1

2.Numbers数值类型简介

数值类型，包含了整型（int）、浮点型（float）、复数、分数等类型。对于常用的int和float，由于Python不声明变量的类型，所以不能通过类型声明能够区分它们，Python通过是否含有小数点区分它们。这里介绍两个函数用于检测类型和判断类型，type()函数可以用来检测类型，isinstance()判断一个变量或值是不是某个类型。

>>> type(1)
<class 'int'>
>>> type(1.2)
<class 'float'>
>>> type('str')
<class 'str'>
>>> type('hello world!')
<class 'str'>
>>> isinstance(1.2,float)
True
>>> isinstance(1,int)
True

2.1 强制类型转换

对于从float到int的强制类型转换要注意一点，int强制性类型转换是向0取整，而从int到float的转换不存在问题。

>>> int(-2.3)
-2
>>> int(2.4)
2
>>>

2.2 常见数值类型运算

数值类型中常见的运算有/,//,%,*,**等。

(1) / 运算符表示浮点除法，即使分子和分母是整数，结果也是浮点数。

(2) // 运算符 表示整数除法，这个整数除法返回的是不大于浮点数结果的最大整数，比如5//2=2,浮点结果为2.5,2是不大于2.5的最大整数，-5//2浮点结果是-2.5，-3是      不大于-2.5的最大整数，4//2结果是2。

(3)%表示取余

(4)**表示指数幂

>>> 3/2
1.5
>>> 3//2
1
>>> 3%2
1
>>> 3.0//2
1.0
>>> 3**2
9
>>> 3*3
9
>>> 5//2
2
>>> -5//2
-3

2.3 分数

Python中要使用分数，首先得引入模块fractions，分数的表示为： fractions.Fraction(A,B)，A是分子，B是分母，使用如下：

>>> import fractions
>>> fractions.Fraction(2,3)
Fraction(2, 3)
>>> fractions.Fraction(2,3)*2
Fraction(4, 3)
>>>

2.4 数学运算

首先要引入模块math，一般的三角函数如sin、cos、tan、asin、acos和atan等都有实现，调用方式则类似于math.sin，参数默认是弧度制，math.pi是圆周率，其他简单函数则可以直接调用，如pow,min,max,sum等，这里注意sum的参数是一个序列，可以用元组或列表等表示。

>>> import math
>>> math.sin(math.pi/2)
1.0
>>> math.pi
3.141592653589793
>>>
>>> math.sqrt(4)
2.0
>>> abs(-1)
1
>>> max(2,3)
3
>>> min(3,4)
3
>>> sum((2,3,4))
9
>>> pow(2,3)
8
>>> sum([2,3])
5

注意到sum函数的两次调用的不同，第一次sum((2,3,4))是对(2,3,4)这个元组进行求和，第二次是对列表[2,3]进行求和。

2.5 复数

复数由实部和虚部组成，这里在虚部数值后加j或J即可表示复数，但要注意当虚部的数值为1时不可省略该数值也就是说，1+j或者1-j错误，下面的测试中可以看到1+j这种使用方式出错，使用如下：

>>> 1+3j
(1+3j)
>>> 1-3j
(1-3j)
>>> (1+3j)*(1-3j)
(10+0j)
>>> 1+j
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#50>", line 1, in <module>
    1+j
NameError: name 'j' is not defined
>>>

2.6 二进制 八进制 十六进制

      十六进制的表示，开头为0x或0X，后面是数值

    八进制的表示，开头为0o或0O，后面是数值

    二进制的表示，开头为0b或0B, 后面是数值

>>> 0X2
2
>>> 0X23
35
>>> 0x23
35
>>> 0o23
19
>>> 0O23
19
>>> 0b1001
9
>>> 0B100
4
>>>

十进制数值在十六进制，八进制，二进制下的表示由oct(),hex(),bin()函数完成。

>>> oct(255)
'0o377'
>>> hex(255)
'0xff'
>>> bin(255)
'0b11111111'

同时Python还提供了由字符串转化为整型的函数int()，使用如下

>>> int('17',8)
15
>>> int('176',16)
374
>>> int('100',2)
4

注意这里第一个参数是字符串，第二个参数是进制，这里的字符串是不需要加0X,0O,0B等前缀的。

Python的一个内置函数eval()，可以执行Python代码，即在参数中输入Python的代码字符串，可以得到结果。比如

>>> eval('1+1')
2
>>> eval('0b0001')
1

2.7 位操作

Python提供了C语言中常用的位操作，包括移位，或，与和异或

>>> x<<3
32
>>> x>>4
0
>>> x>>5
0
>>> x|3
7
>>> x&0
0

2.8 Decimal

Decimal是一种小数，精确度有限。

>>> from decimal import Decimal
>>> Decimal('0.1')+Decimal('-0.1')
Decimal('0.0')
>>> Decimal('0.1')-Decimal('0.1')
Decimal('0.0')
>>>

2.9 布尔型

布尔型有两个固定的值，True和False，当然有时也可作为整数使用。

>>> True-1
0
>>> True+1
2
>>> False+1
1
>>> False-1
-1

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