9.26学习日志

一.Python数字运算

接上篇

1.位运算符

Python中的位运算符主要用于处理整数类型的二进制位操作。以下是Python中的6种主要位运算符：

- `&`：按位与
- `|`：按位或
- `^`：按位异或
- `~`：按位取反
- `<<`：左移位
- `>>`：右移位

1. 按位与（&）：

   - 表达式：`a & b`
   - 功能：对于每一位，如果a和b的相应位都是1，则结果位为1，否则为0。

2.按位或（|）：

• 表达式：a | b

• 功能：对于每一位，只要a和b中至少有一位是1，则结果位为1，否则为0。

3.按位异或（^）：

• 表达式：a ^ b

• 功能：对于每一位，如果a和b的相应位不同（一个为1，另一个为0），则结果位为1，否则为0。

4.按位取反（~）：

• 表达式：~a

• 功能：对操作数a的每一个二进制位进行取反，即将1变为0，0变为1。

5.左移运算符（<<）：

• 表达式：a << b

• 功能：将a的二进制表示向左移动b位，左边移出的部分会被丢弃，右边空出的位置补零。 

6.右移运算符（>>）：

- 表达式：`a >> b`
- 功能：将a的二进制表示向右移动b位，对于无符号整数，右边移出的部分会被丢弃，左边空出的位置补零（通常补0）；对于有符号整数，右移时取决于具体实现，可能是算术右移（符号位扩展）或者逻辑右移（补0）。

计算机是对补码进行右移运算，一般带符号的数先转换成八位二进制，最左边一位为符号位，0正1负。先转换为补码运算之后再转换回来。

对于正数，二进制数= 原码 = 反码 = 补码，右移运算左边补零；

对于负数，原码为二进制数，反码符号位不变其他位取反，补码则是反码+1。右移运算左边补1。

上图有详细的运算步骤。

2.赋值运算符

- `=`：赋值

- `+=`：加法赋值

- `-=`：减法赋值

- `*=`：乘法赋值

- `/=`：除法赋值

- `%=`：取模赋值

- `**=`：幂运算赋值

- `//=`：整除赋值

  **注意：**

  ​    没有 a++、  a-- 这种自增自减运算符；

二.数学函数 

部分函数是python环境自带的 部分是math模块带的 部分是公共的（重点可记具体函数名，math.可通过观察判断要不要加）

先引入math模块:

部分函数是python环境自带的 部分是math模块带的 部分是公共的

先引入math模块:

import math

函数	返回值 ( 描述 )
abs(x)	返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10
math.ceil(x)	返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5
cmp(x, y)	如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1。 Python 3 已废弃，使用 (x>y)-(x<y) 替换。
math.exp(x)	返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045
math.fabs(x)	以浮点数形式返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0
math.floor(x)	返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4
math.log(x)	如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0
math.log10(x)	返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0
max(x1, x2,...)	返回给定参数的最大值，参数可以为序列。
min(x1, x2,...)	返回给定参数的最小值，参数可以为序列。
math.modf(x)	返回x的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示。
math.pow(x, y)	x**y 运算后的值。
round(x ,n)	返回浮点数 x 的四舍五入值，如给出 n 值，则代表舍入到小数点后的位数。其实准确的说是保留值将保留到离上一位更近的一端。 1.保留整数只有一个小数时:4舍6入5看齐,奇进偶不进 2.保留整数或小数超过一个小数时:看保留位的下下位是否存在
math.sqrt(x)	返回数字x的平方根。

 总结：

 

三.随机数

先引入random库基础库:

import random

函数	描述
random.choice(seq)	从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。
random.randrange (start, stop,step)	从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数默认值为 1
random.random()	随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内。
random.shuffle(list)	将序列的所有元素随机排序,修改原list
uniform(x, y)	随机生成实数，它在[x,y]范围内.

 random.random()：可通过运算改变随机值区间，方便使用

  

 公式（假设取随机数x）：y =x*（max-min）+min    max为范围最大值，min为范围最小值。

random.shuffle(list)：只接受一个参数，即要打乱的列表。

返回值

random.shuffle() 函数会直接在原列表上进行修改，并返回 None。这意味着你不需要也不应该为它分配一个新的变量，因为函数本身会改变传入的列表。

示例

import random

# 创建一个示例列表
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]

# 打乱列表
random.shuffle(my_list)

# 打印打乱后的列表
print(my_list)  # 可能输出: [2, 5, 1, 4, 3]（每次运行结果可能不同）

注意

• random.shuffle() 只适用于列表，不能直接对元组或字符串等不可变序列使用。
• 每次调用 shuffle() 函数，列表的顺序都会有所不同，因为其随机化的性质。

使用场景

• 随机抽样：在需要从一个列表中随机选择元素时，可以使用 shuffle() 来打乱列表。
• 游戏设计：打乱牌堆中的牌，随机近道游戏项目的元素等。

 

 补充:range函数

range() 是 Python 中的一个内置函数，用于生成一个不可变的整数序列。它常用于控制循环的迭代次数，特别是在 for 循环中。

使用方法

range() 有三种主要形式：

1. range(stop): 从 0 开始，直到（不包括）stop 的整数序列。
2. range(start, stop): 从 start 开始，到（不包括）stop 的整数序列。
3. range(start, stop, step): 从 start 开始，到（不包括）stop，每次按 step 的步长递增或递减。

四.三角函数 

先引入math库基础库:

import math

函数	描述
math.acos(x)	返回x的反余弦弧度值。
math.asin(x)	返回x的反正弦弧度值。
math.atan(x)	返回x的反正切弧度值。
math.atan2(y, x)	返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值。
math.cos(x)	返回x的弧度的余弦值。
math.sin(x)	返回的x弧度的正弦值。
math.tan(x)	返回x弧度的正切值。
math.degrees(x)	将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0
math.radians(x)	将角度转换为弧度

 

五.数学常量 

 

先引入math库基础库:

import math

常量	描述
math.pi	数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示）
math.e	数学常量 e，e即自然常数（自然常数）。

六.字符串 

1.字符串表达式

引号引起来的单引号、双引号、三引号（三个三引号或双引号）；

x='hello'
y="Hello"
z="""python"""
a='''人工智能'''

单引号和双引号的字符串不能换行，三引号可以。

2.转义字符串

使用反斜杠\对字符进行转义，如\r 回车 \n 换行 \t 缩进 \\ 表示 \  

转义字符	含义	说明	示例
\'	单引号	用于在字符串中插入单引号	print('It\'s a nice day.')
\"	双引号	用于在字符串中插入双引号	print("He said, \"Hello!\"")
\\	反斜杠	用于在字符串中插入反斜杠	print("This is a backslash: \\")
\n	换行符	在字符串中插入一个新行	print("Line 1\nLine 2")
\r	回车符	将光标移回行首，覆盖当前行的内容	print("Hello\rWorld")
\t	制表符	在字符串中插入一个水平制表符	print("Name:\tJohn")
\b	退格符	删除前一个字符	print("Hello\bWorld")
\f	换页符	在某些文本环境中进行换页	print("Page1\fPage2")
\v	垂直制表符	在字符串中插入一个垂直制表符	print("Vertical\vTab")
\0	空字符	插入一个空字符（Unicode 值为 0）	print("Null char:\0 found.")

3.不转义

字符串前加r表示原始字符串：所见即所得，不转义；

x=r'c:\window\user\data'
print(x)

4.字符串运算

• 字符串连接：+；

• 相邻的两个或多个 字符串字面值 （引号标注的字符）会自动合并

• 字符串多次重复， 如 ：

  x=3*('a' + 'b')
  print(x)#ababab

• 可以把字符串看成数组，通过下标访问字符，支持负数：

  x='abc'[1]
  print(x)#b

• 支持通过下标截取子字符串,第一个参数省略表示0，第二个参数省略表示到最后

x='huaqyj'[0:2]
print(x)#hu
y='huaqingyunajian'[6:]
print(y)#gyunajian

5.f-string

f-string 是 python3.6 之后版本添加的，称之为字面量格式化字符串，是新的格式化字符串的语法。

f-string 格式化字符串以 f 开头，后面跟着字符串，字符串中的表达式用大括号 {} 包起来，它会将变量或表达式计算后的值替换进去

用了这种方式明显更简单了，不用再去判断使用 %s，还是 %d。

 

6.字符串的常用函数API 

函数名	作用
capitalize()	将字符串的第一个字符转换为大写
lower()	转换字符串中所有大写字符为小写.
upper()	转换字符串中的小写字母为大写
count(str, beg=0,end=len(string))	返回 str 在 string 里面出现的次数，如果 beg 或者 end 指定则返回指定范围内 str 出现的次数
find(str, beg=0, end=len(string))	检测 str 是否包含在字符串中，如果指定范围 beg 和 end ，则检查是否包含在指定范围内，如果包含返回开始的索引值，否则返回-1
index(str, beg=0, end=len(string))	跟find()方法一样，只不过如果str不在字符串中会报一个异常。
join(seq)	以指定字符串作为分隔符，将 seq 中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串
split(sep="", maxsplit=string.count(str))	以 sep为分隔符截取字符串，如果 maxsplit有指定值，则仅截取 maxsplit+1 个子字符串
len(string)	返回字符串长度
replace(old, new , max)	将字符串中的 old 替换成 new,如果 max 指定，则替换不超过 max 次。
center(width, fillchar)	返回一个指定的宽度 width 居中的字符串，fillchar 为填充的字符，默认为空格。

 示例:

# 将字符串的第一个字符转换为大写
str = "abcde"
str2 = str.capitalize()
print(str2)

# 转换字符串中所有字符大小写.
str = "abcde"
str2 = str.upper()# 小写变大写
str3 = str2.lower()# 大写变小写
print(str2,str3)

# 返回 str 在 string 里面出现的次数，如果 beg 或者 end 指定则返回指定范围内 str 出现的次数
str = "abcdeeeefggg"
x = str.count("e",5)
print(x)

# 以 sep为分隔符截取字符串，如果 maxsplit有指定值，则仅截取 maxsplit+1 个子字符串
str1 = "abcdef1dfgrew1gggge"
list1 = str1.split("1")
print(list1)

# 以指定字符串作为分隔符，将 seq 中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串
list2 = ["a","b","c","d" ]
y = "-".join(list2)
print(y)

# 反转字符串
str = "abc"
str2 = str[::-1]
print(str2)

# 检测 str 是否包含在字符串中，如果指定范围 beg 和 end ，则检查是否包含在指定范围内，如果包含返回开始的索引值，否则返回-1
str = "abcdedad"
index = str.find("d")
print(index)
index = str.find("d",index+1)
print(index)
index = str.find("d",index+1)
print(index)

# 将字符串中的 old 替换成 new,如果 max 指定，则替换不超过 max 次。
str = "abcceerteett"
str2 = str.replace("e","1",3)
print(str2)

运行结果：