孙立岩 python-basic: 用于学习python基础的课件（五六七八九十）

五。数字(Number)

数字类型

python中数字有四种类型：整数、布尔型、浮点数和复数。

1. int (整数), 如 1, 只有一种整数类型 int，并没有其他语言中的byte，short，long，此外，python中的int类型理论上无上限。
2. bool (布尔), 如 True、False。
3. float (浮点数), 如 1.23、3E-2
4. complex (复数), 如 1 + 2j、 1.1 + 2.2j

#int类型演示，计算100的阶乘，int型理论无上限
a=1
for i in range(1,100+1):
	a=a*i
print(a)
#bool类型演示
b=False
if a%91==0:
	b=True
print("a可以整除91：",b)
b=False
if a%101==0:
	b=True
print("a可以整除101：",b)
#float类型演示，精度有限
a=1
i=0.01
while i<1:
	a=a*i
	i+=0.01
i=0.01
while i<1:
	a=a*4
	i+=0.01
print(a)
#complex类型演示
a=2 + 2j
b=2 + 4j
c= a+b
print(type(a),a,a.real,a.imag)
print(type(b),b,b.real,b.imag)
print(type(c),c,c.real,c.imag)

python中数字类型的转换

有时候，我们需要对数据内置的类型进行转换，一般来说，只需要将数据类型作为函数名，调用即可，这些函数会根据参数的类型，自动调用对应的方法，返回一个满足要求的值：

x_str='123456.654321'
x_float=float(x_str)
x_int=int(x_float)
#下面一条语句会报错，这是因为，x_str无法转化成一个int整数。
#x_int=int(x_str)
x_complex=complex(x_str)
x_complex=complex(x_int,x_float)
x_bool=bool(x_int)

python数学运算

针对数字类型，python包含非常多的数字运算符号和函数，最常用的便是+，-，*，/，%，=，**：

a=2
b=a+2
print(a+b)
print(a-b)
print(a*b)
print(a/b)
print(b**2)
print(a*365%(b-1))
#//符号，不常用，除法，仅保留整数部分
print(a*365/(b-1))
print(a*365//(b-1))

下面，简单的罗列一些python的函数，根据经验，大多数都是常用的，其中的一些函数，如果无法直接调用，一般会在math包中。

import math
a=123456.654321
print(abs(a))
print(math.ceil(a))
print(math.exp(a/123456))
print(math.fabs(a))
print(math.floor(a))
print(math.log(a))
print(math.log10(a))
print(math.modf(a))
print(round(a))
print(math.sqrt(a))
print(math.sin(a))
print(math.pi)
print(math.e)

数学函数

函数	返回值( 描述 )
abs(x)	返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10
ceil(x)	返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5
exp(x)	返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045
fabs(x)	返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0
floor(x)	返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4
log(x)	如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0
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。
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。
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。
sqrt(x)	返回数字x的平方根。

随机数函数

函数	描述
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。
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()	随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内。
seed([x])	改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理，你不必特别去设定seed，Python会帮你选择seed。
shuffle(lst)	将序列的所有元素随机排序
uniform(x, y)	随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内。

三角函数

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

数学常量

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

课后习题

• python 数字求和
• python 平方根
• python 二次方程
• python 计算三角形的面积
• python 计算圆的面积

#举例，计算园的面积
import math
r=4
s=math.pi*(r**2)
print('半径为%f的园的面积使%f'%(r,s))

六 

字符串

使用规则：

1. python中单引号和双引号使用完全相同。
2. 使用三引号('''或""")可以指定一个多行字符串。
3. 转义符 ''
4. 反斜杠可以用来转义，使用r可以让反斜杠不发生转义。。 如 r"this is a line with \n" 则\n会显示，并不是换行。
5. 按字面意义级联字符串，如"this " "is " "string"会被自动转换为this is string。
6. 字符串可以用 + 运算符连接在一起，用 * 运算符重复。
7. python 中的字符串有两种索引方式，从左往右以 0 开始，从右往左以 -1 开始。
8. python中的字符串不能改变。
9. python 没有单独的字符类型，一个字符就是长度为 1 的字符串。
10. 字符串的截取的语法格式如下：变量[头下标:尾下标:步长]

#字符串演示程序
a='hello'
b="world"
print(a,b)
c=a+' '+b
print(c)
c='''这是一个
多行
字符串'''
print(c)
c='hello \n world'
print(c)
c=r'hello \n world'
print(c)
c='this''is''a string'
print(c)
c=a*2+' '+b
print(c)
print(c[5:])
print(c[5::1])
print(c[5::2])
print(c[5:-1])
print(c[0])
print(c[-2])
#这是一条错误的语句：
#c[0]='w'

转义字符

在需要在字符中使用特殊字符时，python用反斜杠()转义字符。如下表：

转义字符	描述
\(在行尾时)	续行符
\|反斜杠符号
\'	单引号
\"	双引号
\a	响铃
\b	退格(Backspace)
\000	空
\n	换行
\v	纵向制表符
\t	横向制表符
\r	回车
\f	换页
\oyy	八进制数，yy 代表的字符，例如：\o12 代表换行，其中 o 是字母，不是数字 0。
\xyy	十六进制数，yy代表的字符，例如：\x0a代表换行
\other	其它的字符以普通格式输出

#常用的如下：
print('aaa\bbb')
print('aaa\nbbb')
print('aaa\tbbb\ncc\tdd\n')
print('aaa\rbb')

字符串运算符

操作符	描述
+	字符串连接
*	重复输出字符串
[]	通过索引获取字符串中字符
[ : ]	截取字符串中的一部分，遵循左闭右开原则，str[0:2] 是不包含第 3 个字符的。
in	成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True
not in	成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True
r/R	原始字符串 - 原始字符串：所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用， 没有转义特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一个引号前加上 字母 r（可以大小写）以外，与普通字符串有着几乎完全相同的语法。
%	格式字符串

实例：

a='hello'
b='world'
print(a+' '+b)
print(a*2)
print(a[2])
print(a[4:6])
print('he' in a)
print('he' not in a)
print('hello\n')
print(r'hello\n')
c='%s %s'
print(c%(a,b))

字符串格式化

python支持格式化字符串的输出 。尽管这样可能会用到非常复杂的表达式，但最基本的用法是将一个值插入到一个有字符串格式符 %s 的字符串中。

在python中，字符串格式化使用与 C 中 sprintf 函数一样的语法。

符号	描述
%c	格式化字符及其ASCII码
%s	格式化字符串
%d	格式化整数
%u	格式化无符号整型
%o	格式化无符号八进制数
%x	格式化无符号十六进制数
%X	格式化无符号十六进制数（大写）
%f	格式化浮点数字，可指定小数点后的精度
%e	用科学计数法格式化浮点数
%E	作用同%e，用科学计数法格式化浮点数
%g	%f和%e的简写
%G	%f 和 %E 的简写
%p	用十六进制数格式化变量的地址

a=12
b='abc'
c=12.34
print('c:%c'%b[1])
print('s:%s'%b)
print('d:%d'%a)
print('u:%u'%a)
print('o:%o'%a)
print('X:%X'%a)
print('f:%f'%c)
print('E:%E'%c)
#print('p:%p'%tt)我没有试出来，有兴趣的同学可以自己试一下，p到底是干什么的，不是常用的功能。

格式化操作符辅助指令:

符号	功能
*	定义宽度或者小数点精度
-	用做左对齐
+	在正数前面显示加号( + )
<sp>	在正数前面显示空格
#	在八进制数前面显示零('0')，在十六进制前面显示'0x'或者'0X'(取决于用的是'x'还是'X')
0	显示的数字前面填充'0'而不是默认的空格
%	'%%'输出一个单一的'%'
(var)	映射变量(字典参数)
m.n.	m 是显示的最小总宽度,n 是小数点后的位数(如果可用的话)

#功能很多，多数我都没有用过，比较常用的是控制小数点的精度
c=12.34
print('f:%1.1f'%c)
print('E:%1.1E'%c)

python 的字符串内建函数

Python 的字符串常用内建函数如下：

方法	描述
capitalize()	将字符串的第一个字符转换为大写
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。
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
bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict")	Python3 中没有 decode 方法，但我们可以使用 bytes 对象的 decode() 方法来解码给定的 bytes 对象，这个 bytes 对象可以由 str.encode() 来编码返回。
encode(encoding='UTF-8',errors='strict')	以 encoding 指定的编码格式编码字符串，如果出错默认报一个ValueError 的异常，除非 errors 指定的是'ignore'或者'replace'
endswith(suffix, beg=0, end=len(string))	检查字符串是否以 obj 结束，如果beg 或者 end 指定则检查指定的范围内是否以 obj 结束，如果是，返回 True,否则返回 False.
expandtabs(tabsize=8)	把字符串 string 中的 tab 符号转为空格，tab 符号默认的空格数是 8 。
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。
isalnum()	如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返 回 True，否则返回 False
isalpha()	如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或中文字则返回 True, 否则返回 False
isdigit()	如果字符串只包含数字则返回 True 否则返回 False..
islower()	如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写，则返回 True，否则返回 False
isnumeric()	如果字符串中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False
isspace()	如果字符串中只包含空白，则返回 True，否则返回 False.
istitle()	如果字符串是标题化的(见 title())则返回 True，否则返回 False
isupper()	如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是大写，则返回 True，否则返回 False
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
len(string)	返回字符串长度
ljust(width[, fillchar])	返回一个原字符串左对齐,并使用 fillchar 填充至长度 width 的新字符串，fillchar 默认为空格。
lower()	转换字符串中所有大写字符为小写.
lstrip()	截掉字符串左边的空格或指定字符。
maketrans()	创建字符映射的转换表，对于接受两个参数的最简单的调用方式，第一个参数是字符串，表示需要转换的字符，第二个参数也是字符串表示转换的目标。
max(str)	返回字符串 str 中最大的字母。
min(str)	返回字符串 str 中最小的字母。
replace(old, new [, max])	把 将字符串中的 str1 替换成 str2,如果 max 指定，则替换不超过 max 次。
rfind(str, beg=0,end=len(string))	类似于 find()函数，不过是从右边开始查找.
rindex( str, beg=0, end=len(string))	类似于 index()，不过是从右边开始.
rjust(width,[, fillchar])	返回一个原字符串右对齐,并使用fillchar(默认空格）填充至长度 width 的新字符串
rstrip()	删除字符串字符串末尾的空格.
split(str="", num=string.count(str))	以 str 为分隔符截取字符串，如果 num 有指定值，则仅截取 num+1 个子字符串
splitlines([keepends])	按照行('\r', '\r\n', \n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数 keepends 为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符。
startswith(substr, beg=0,end=len(string))	检查字符串是否是以指定子字符串 substr 开头，是则返回 True，否则返回 False。如果beg 和 end 指定值，则在指定范围内检查。
strip([chars])	在字符串上执行 lstrip()和 rstrip()
swapcase()	将字符串中大写转换为小写，小写转换为大写
title()	返回"标题化"的字符串,就是说所有单词都是以大写开始，其余字母均为小写(见 istitle())
translate(table, deletechars="")	根据 str 给出的表(包含 256 个字符)转换 string 的字符, 要过滤掉的字符放到 deletechars 参数中
upper()	转换字符串中的小写字母为大写
zfill (width)	返回长度为 width 的字符串，原字符串右对齐，前面填充0
isdecimal()	检查字符串是否只包含十进制字符，如果是返回 true，否则返回 false。

#太多了，根据经验，常见的如下几个：
a='hello world'
print(a.capitalize())
print(a.encode())
print('哈喽'.encode('utf8').decode('gbk'))
print('哈喽'.encode('utf8').decode('utf8'))
print(a.endswith('\n'))
print(a.startswith('h'))
print(a.islower())
print(len(a))
print(a.replace(' ','\n'))
print(a.split(' '))
print(a.isdecimal())
print('123.456'.isdecimal())

七  

列表

列表是python中最常用的数据结构之一，是一批数据的有序集合，与C和Java中的数组不同，python列表中，元素之间的类别可以不一致。

list1=['abc','def',123,456]
list2=['ttt',333,list1]
list3=list('abcdef')
print('%s\n%s\n%s'%(list1,list2,list3))

基本操作

列表中常用的几种操作分别为：增删改查

#定义一个空列表
a=[]
##################增##################
#增加一个元素
a.append(2)
a.append(4)
#扩增列表n倍
a=a*4
#增加一个列表
a=a+['a','b']
print(a)
#################删####################
#删除下标4对应的元素
del a[4]
#删除值为4的元素，只会删掉第一个4
a.remove(4)
print(a)
#################改####################
a[2]='c'
a[3:4]=['d']
a[:2]=[6,7]
print(a)
################查#####################
print(a[3])
print(a[2:6])
if 'a' in a:
	print('a in list %s'%a)
else:
	print('a not in list %s'%a)
for i in a:
	print(i)
for i in range(len(a)):
	print('%d:%s'%(i,a[i]))

列表函数和方法

函数	描述
len(list)	列表元素个数
max(list)	返回列表元素最大值
min(list)	返回列表元素最小值
list(seq)	将元组转换为列表
list.append(obj)	在列表末尾添加新的对象
list.count(obj)	统计某个元素在列表中出现的次数
list.extend(seq)	在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
list.index(obj)	从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
list.insert(index, obj)	将对象插入列表
list.pop([index=-1])	移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
list.remove(obj)	移除列表中某个值的第一个匹配项
list.reverse()	反向列表中元素
list.sort( key=None, reverse=False)	对原列表进行排序
list.clear()	清空列表
list.copy()	复制列表

以上的函数大多数都是比较常用的，也是因为列表是python中常用的一种数据结构，看定义都很直观，但有一个函数需要特别地演示一下：

#复制列表函数的演示
a=[1,2,3,4,5,6]
b=a
c=a.copy()
b.append('b')
c.append('c')
print('a:%s\nb:%s\nc:%s'%(a,b,c))
#当列表作为函数的参数时的演示
def fun_list(x):
	x.append('fun_list')
	return None
def fun_int(x):
	x=x+1
	return None
x_list=[1,2,3,4]
x_int=4
fun_list(x_list)
fun_int(x_int)
print('%s\n%d'%(x_list,x_int))

八 

元组 tuple

python中的元组与列表很相似，不同之处在于元组是无法修改的。

tup1=(1,2,3,4,'abc','def')
tup2=1,2,3,4,'abc','def'
list1=['a','b']
tup3=tuple(list1)
tup4=(1,)
print('%s\n%s\n%s\n%s'%(tup1,tup2,tup3,tup4))

基本操作

增删改查，这四个字可以概况所有的数据结构上的操作：

######################增###################
#元组追加元素
tup1=(1,2,3,4)
tup2=('abc','def')
tup3=tup1+tup2
tup3=tup3*2
print(tup3)
######################删###################
#无法删除元组中的指定元素，但可以删除整个元组
del tup3
######################改###################
#元组不可修改
######################查###################
if 3 in tup1:
	print('3 in tuple %s'%str(tup1))
else:
	print('3 not in tuple %s'%str(tup1))
for i in tup1+tup2:
	print(i)
print(tup1[2])
print(tup1[1:])

元组内置函数

python元组包含了以下内置函数：

方法	描述
len(tuple)	计算元组元素个数。
max(tuple)	返回元组中元素最大值。
min(tuple)	返回元组中元素最小值。
tuple(iterable)	将可迭代系列转换为元组。

关于元组是不可变的

所谓元组的不可变指的是元组所指向的内存中的内容不可变：

#元组不可变内存演示
tup=(1,2,3,4,5,6)
#下一条语句报错，因为元组不可修改
#tup[2]='a'
print(id(tup))
#元组本身对应的变量tup，我们可以为tup重新分配一段新的内存
tup=('a','b','c')
print(id(tup))

九

字典

字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。

字典的每个键值 key=>value 对用冒号 : 分割，每个对之间用逗号(,)分割，整个字典包括在花括号 {} 中，值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字，tuple。

一个简单的字典实例：

#键值是任意类型，唯一，不可变的。
a={'key1':1,2:'value2',(3,4):'value3and4'}
print('key1' in a,'value2' in a,(3,4) in a)

基本操作

增删改查：

##定义一个空的字典
a={}
######################增#######################
a['key1']=1
a['key2']='2'
a['key3']='3'
a['key4']=4
a['hehe']='haha'
######################删#######################
del a['hehe']
######################改#######################
a['key2']='two'
a['key3']='three'
######################查#######################
print(a)
print(a['key1'])
print(a['key2'])
######################遍历#######################
for key in a:
	print(key,"=>",a[key])

十

集合

集合（set）是一个无序的不重复元素序列。

可以使用大括号 { } 或者 set() 函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

a={}#这是一个空字典
a=set()#这是一个空集合
#以下的这些都是初始化一个集合，等价操作
a={1,2,3,4}
a=set({1,2,3,4})
a=set([1,2,3,4])
a=set((1,2,3,4))

基本操作

增删改查

a=set()
###################################增##########################
a.add(1)
a.add('a')
a.add(3)
a.update([2,'b','c'])
print(a)
###################################删##########################
a.remove('a')
print(a)
###################################改##########################
#集合是无序的，因此无法定位到集合中某一个元素的位置，所以没有这项功能。
###################################查##########################
print(1 in a,4 in a)
###################################迭代##########################
for e in a:
	print(e)