Python基础(二) | Python的基本数据类型

timerring 2022-09-09 03:05:55 阅读数:974

Python基础基本本数

第二章 基本数据类型

本专栏旨在对Python的基础语法进行详解,精炼地总结语法中的重点,详解难点,面向零基础及入门的学习者,通过专栏的学习可以熟练掌握python编程,同时为后续的数据分析,机器学习及深度学习的代码能力打下坚实的基础。

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第一部分 数字类型

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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
16 == 0b10000 == 0o20 == 0x10
True
  • 十进制与其他进制的转换
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)
0b10000 0o20 0x10

注意:上述转换后结果为字符串类型,因此如果进行相等比较的话,输出的是False结果

a == b == c
False
type(a)
str
  • 其他进制转十进制
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

1.1.2 浮点数——不确定性

  • 不确定小数问题
(0.1+0.2) == 0.3
False
0.1+0.2
0.30000000000000004

计算机采用二进制小数来表示浮点数的小数部分

  • 原因:部分小数不能用二进制小数完全表示

    二进制 十进制
    

    0.00011001100110011001 0.09999942779541016
    0.0011001100110011 0.1999969482421875
    0.01001100110011001 0.29999542236328125
    0.01100110011001101 0.40000152587890625
    0.1 === 1 ∗ 2 − 1 1*2^{-1} 121 === 0.5

  • 通常情况下不会影响计算精度

0.1 + 0.7
0.7999999999999999
  • 四舍五入获得精确解
  • 可以采用四舍五入的方式解决:round(parameter, 保留小数位数)
a = 3*0.1
print(a)
0.30000000000000004
b = round(a, 1)
print(b)
b == 0.3
0.3
True

1.1.3 复数——a+bj

  • 大写J或小写j均可
3+4j
2+5J
(2+5j)
  • 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 + - / *
(1+3-4*2)/5
-0.8
  • 取反 -
x = 1
-x
-1
  • 乘方运算 **
2**3
8
  • 整数商// 和 模运算%
13//5 # 整数商 x/y 向下取整数
2
13 % 5 # 模运算 余数 13=2*5+3

几点说明

  • 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+1.5
2.5
2/5
0.4
8/4
2.0

1.3 数字运算操作函数 function(x, …)

  • 求绝对值 abs()
abs(-5)
5
abs(3+4j) # 对复数a+bj 执行的是求模运算(a^2+b^2)^0.5
5.0
  • 幂次方 pow(x,n)
  • 幂次方取模 pow(x,n,m)
pow(2, 5) # pow(x,n) x的n次方 等价于x**n
32
pow(2, 5, 3) # 2^5 % 3 更快速
2
  • 四舍五入 round(x,n)
a = 1.618
print(round(a)) # 默认四舍五入为整数
2
print(round(a, 2)) # 参数2表示四舍五入后保留2位小数
1.62
print(round(a, 5)) # 位数不足,无需补齐
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)

divmod(13, 5) # 较(x//y,x % y)更快,只执行了一次x/y
(2, 3)
  • 序列最大/最小值 max( ) min( )
max(3, 2, 3, 6, 9, 4, 5)
9
a = [3, 2, 3, 6, 9, 4, 5]
print("max:", max(a))
print("min:", min(a))
max: 9
min: 2
  • 求和sum(x)

注意:sum里面需要填入一个序列数据

sum((1, 2, 3, 4, 5))
15
  • 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
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

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2.1 字符串的表达

  • 用""或’'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")
print("\"Python\" is good") # \ 字符
"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

s = "My name is Peppa Pig"

变量名[位置编号]

  • 正向索引——从零开始递增
  • 位置编号不能超过字符串的长度
  • 空格也是一个位置
print(s[0])
print(s[2])
print(s[5])
M
m
s = "My name is Peppa Pig"
  • 反向索引——从-1开始递减
print(s[-1])
print(s[-3])
print(s[-5])
g
P
a

索引只能获得一个字符,如何获得多个字符?

2.2.2 字符串的切片

变量名[开始位置:结束位置:切片间隔]

  • 切片间隔如不设置默认为1,可省略
  • 切片范围不包含结束位置(前闭后开)
s = "Python"
print(s[0:3:1])
Pyt
print(s[0:3])
Pyt
print(s[0:3:2])
Pt
  • 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
  • 可以使用反向索引
s = "Python"
print(s[0:6])
Python
print(s[:6])
Python
print(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
  • 关键点在于-1,代表前一个位置比后一个位置大-1
s = "123456789"
print(s[-1:-10:-1])
987654321
print(s[:-10:-1])
987654321
print(s[::-1])
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 = "my wife "
a+b
'I love my wife '

2.3.2 字符串的成倍复制

  • 字符串 * n n * 字符串
c = a+b
print(c*3)
print(3*c)
I love my wife I love my wife I love my wife
I love my wife I love my wife I love my wife

2.2.3 成员运算

  • 子集in全集 任何一个连续的切片都是原字符串的子集
folk_singers = "Peter, Paul and Mary"
"Peter" in folk_singers
True
"PPM" in folk_singers
False
  • 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

  • 所含字符的个数
s = "python"
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"))
print(ord("国"))
49
97
42
20013
22269

将Unicode码转化为字符——chr(Unicode码)

print(chr(1010))
print(chr(10000))
print(chr(12345))
print(chr(23456))
ϲ
*
〹
宠

2.5 字符串的处理方法

2.5.1 字符串的分割——字符串.split(分割字符)

  • 返回一个列表
  • 原字符串不变

上述特性适合以下所有字符串处理方法

languages = "Python C C++ Java PHP R"
languages_list = languages.split(" ")#括号里的参数就是我们希望对目标字符串进行分割的标记
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) #把可迭代的对象每一个都取出来,相邻两个之间加上聚合字符
s_join
'1,2,3,4,5'
  • 序列类型的元素必须是字符类型
# s = [1, 2, 3, 4, 5] 无法使用聚合
s = ["1", "2", "3", "4", "5"]
"*".join(s)
'1*2*3*4*5'

3.5.3 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(" ")) #从两端进行搜索,遇到指定字符后删除空格,然后停止
print(s.lstrip(" "))
print(s.rstrip(" "))
print(s)
I have many blanks
I have many blanks
I have many blanks
I have many blanks

3.5.4 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

3.5.5 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

3.3.6 字符串字母大小写

  • 字符串.upper() 字母全部大写
s = "Python"
s.upper()
'PYTHON'
  • 字符串.lower() 字母全部小写
print(s.lower())
print(s)
python
Python
  • 字符串.title()首字母大写
s.title()
'Python'

第三部分 布尔类型 TRUE or False

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3.1 逻辑运算的结果

a = 10
print(a > 8)
print(a == 12)
print(a < 5)
True
False
False
  • any() 数据有一个是非零就为True
  • all() 数据有一个是零就为False (元素都是非零的)
print(any([False,1,0,None])) # 0 False None 都是无
print(all([False,1,0,None]))
True
False

3.2 指示条件

n = 2800
while True:
m = eval(input("请输入一个正整数:"))
if m == n:
print("正确")
break
elif m > n:
print("太大了")
else:
print("太小了")
请输入一个正整数:280
太小了
请输入一个正整数:2800
正确

3.3 作为numpy数组的掩码

import numpy as np
x = np.array([[1, 3, 2, 5, 7]]) # 定义 numpy数组
print(x > 3)
x[x > 3]
[[False False False True True]]
array([5, 7])

第四部分 类型判别及类型转换

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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
print(isinstance(age, int)) # 承认继承 这里的int就相当于是一个类
True
print(isinstance(age, object))
print(isinstance(name, object)) # object 是所有类的老祖宗
True
True
  • 字符串检查方法

字符串.isdigit()字符是否只有数字组成

age = "20"
name = "Ada"
age.isdigit()
True
name.isdigit()
False

字符串.isalpha()字符是否只有字母组成

name.isalpha()
True
age.isalpha()
False

字符串.isalnum()字符是否只有数字和字母组成

"Ada20".isalnum() # 比如可用于判断用户名是否合法
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"
int(s1) # 仅整型
# int(s2) 会错误
20
float(s1)
20.0
float(s2)
10.1
eval(s1)
20
eval(s2)
10.1
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