1.1.2 python基本数据类型与运算符

本章引言

        任何计算机语言的学习都离不开其基础中的基础，即数据类型和运算；所以要学好一门语言必须具有扎实的基础，后期是否能够灵活使用就取决于第二章、第三章内容是否深而透。

 

变量含义

• 用来存储一些之后可能会变化的值

• 对科比投篮ID为 1 的一次投篮进行分析，那么我们就可以创建一个名称为 shot_id 的变量，并且将 1 值储存在变量 shot_id 中

• 如果之后我们想要分析科比的另外一次投篮，比如投篮ID为 2 的投篮，我们只需要修改变量 shot_id 的赋值，将 shot_id 赋值为 2 即可

 

变量赋值

       通过赋值运算符 = 变量名和想要赋予变量的值连接起来，变量的赋值操作就完成了声明和定义的的过程，在其他语言中需要制定类型；同一变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，这也是Python语言称之为动态语言的原因

示例：
>>>short_id=1
>>>print(short_id)
1
>>>type(short_id)
<type 'int'>
>>>short_>>>print(short_id)
1
>>>type(short_id)
<type 'str'>

 

变量名的命名规范

       在第一章节中提到基本语法中的命名规则要素，命名规范主要有驼峰式和蛇形式，在python中变量名习惯一般遵守蛇形命名法（snake case）：

• 一般变量名，wood_id、wood_program_id;

• 类名首字符为大写，如Python内置模块collections.abc中的Iterable类

• 类方法名：get_wood_id();

• 其他特殊变量，会全部大写，例如常量，MY_PI、MY_COUNT；

 

多个变量赋值

• python允许同时为多个变量赋值。

  表现形式为：number1=number2=number3....=值
  例如：a = b = c = 1

• python还可以实现多个变量赋值使用一个语句完成

  表现形式：number1,numbe2,numbe3=1,2,3

说明：

多个变量赋值中涉及非常重要的两个概念：解包、封包

解包：实际就是将一组数据（元组）进行一一对应的赋值给每个变量，此种表示形式实际就是解包操作；
封包：如果一个变量进行赋予多个值的话，则表示的是该变量实际就是一个元组类型，该过程称之为封包操作；

因为此处涉及元组的概念，所以在元组中还会详细举例，请理解概念。

 

常量

       常量表示“不能变”的变量Python中是没有常量的关键字的，只是我们常常约定使用大写字母组合的变量名表示常量，也有不要对其进行赋值”的提醒作用
PI=3.14159265

 

python数据类型

        python语言的数据类型包括整型、浮点型、字符串、布尔型和空值整型（int）整型的取值为整数，有正有负，如 2，-666，666 等。在科比投篮数据集中，shot_id是整型变量

Python有五个标准的数据类型：

• Numbers（数字）

• String（字符串）

• List（列表）

• Tuple（元组）

• Dictionary（字典）

 

本章主要讲以下几种基本类型：数值型、布尔型和空值特殊类型

 

数值型

 

a1.整型：在python中其默认的数据类型就是int类型；

>>>number=10
>>>type(number)
<type 'int'>

扩展说明：并且在python3.X中不存在long类型（已经舍去），理论上在python3.X版本中的int类型为无穷存储（最大的数值范围是2的六十四次方，可以通过sys模块中maxsize；在python2.X版本中则获取int的范围是通过sys.maxint）

 

a2.浮点型：其数据类型是float类型；

>>>number=1.1
>>>type(number)
<type 'float'>

扩展说明：

1.整形与浮点型之间可以实现数据类型的转换；转换使用函数int、float

2.在python中所有的值默认都是以十进制的形式进行表示；如果需要实现数值的进制转换的话，则可以分别调用与之对应的函数或者使用int类对象进行完成；例如：int(第一个参数必须是str类型的值,base=可以是2,8,10,16)还可以使用0b表示二进制数据进行转换成十进制，0o表示八进制转换成十进制，0x表示十六进制转换成十进制（对应的函数分别是：bin、oct、hex）

3.在计算机中都是以固定的多少位进行处理数据，如果一个数其转换成二进制不足指定的位的话，则其对应的高位会采取补位补0操作；

a3.复数类型：表示形式是由实部+虚部 （z=a+bi）；在python中表示的虚部的单位必须是j；

>>>number=1+1j
>>>type(number)
<type 'complex'>

扩展说明：number=2+3j可以通过复数对象中的real和imag两个属性分别获取复数的实部和虚部的值注意：在python中同样存在对应的ASCII码转换；分别使用的函数是ord、chr；例如：ord(需要传入转换成整型的一个字符)、chr(需要传入整型数字)

 

 

bool类型

     布尔值可以进行 and 、 or 和 not 运算， and 和 or 运算分别用 & 和 | 表示not 运算为非运算，即把 True 变成 False ， False 变成 True
逻辑判定型；只存在两个值：True、False；常用的false的值有：""、0、[]、None、（）、{}

>>>type(True)
<type 'bool'>

 

空值类型

       空值是Python里一个特殊的值，用 None 表示，一般用 None 填充表格中的缺失值使用 type() 函数来获取某值的类型

>>>type(None)
<type 'NoneType'>

 

类型转换

      函数 int()、float()、str() 和 bool() 分别用于将变量转换成整型、浮点型、字符串和布尔型变量

>>>number1=1.2
>>>int(number1)
1
>>>number2=2
>>>float(number2)
2.0
>>>number3=3
>>>str(number3)
'3'
>>>bool(number3)
True

 

思考：如果存在一个变量str1="hello",然后强制转换成int，即int(str1),其结果是？

 

isinstance用法

    通过帮助查看如下:

作用：来判断一个对象是否是一个已知的类型；

其第一个参数（object）为对象，第二个参数为类型名(int...)或类型名的一个列表((int,list,float)是一个列表)。其返回值为布尔型（True or flase）。

若对象的类型与参数二的类型相同则返回True。若参数二为一个元组，则若对象类型与元组中类型名之一相同即返回True。

简单来说就是判断object是否与第二个参数的类型相同，举例如下：

# -*- coding: utf-8 -*-test_str = '123'print(isinstance(test_str,str))#判断test_str是否是字符串类型test_int = 123print(isinstance(test_int,int)) #判断ttest_int是否是int类型test_float = 1.23print(isinstance(test_float,float))#判断test_float是否是float类型test_bool = Trueprint(isinstance(test_bool,bool))#判断test_bool是否是bool类型

 

 

ASCII码获取

       实现ASCII码与字符相互转换：其中ord()与chr()函数均为Python内置函数。ord()函数接受一个字符类型参数，并返回一个十进制整数chr()函数则为ord()函数的配对函数，其接受一个整型参数，并返回一个与其ASCII码相对应的字符。

>>> ord('A')
65
>>> chr(65)
'A'

 

运算符

       运算符和操作对象是计算机中比较常见的，任何的计算，都涉及到运算符和操作对象。数学学习的加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）等都是运算符。操作对象就是由运算符连接起来的对象。以下为python常用运算符说明以及操作。

 

算术运算符

以下变量a为10，变量b为5：

运算符	描述	实例
+	加：两个对象相加	a+b输出结果15
-	减：得到复数或者是一个数减去另一个数	a-b输出结果5
*	乘：两个数相乘或者是返回一个被重复若干次的字符串	a* b输出结果是50
/	除：x除以y	a/b输出结果2
%	取模：返回除法的余数	b%a 输出结果0
**	幂：返回x的y次幂	a** b 为10的5次方，输出结果100000
//	取整除(地板除)：返回商的整数部分	9//2输出结果4,9.0//2.0输出结果4.0

 

比较运算符

以下变量a为10，变量b为20：

运算符	描述	实例
==	等于：比较对象是否相等	(a==b) 返回False
!=	不等于：比较两个对象是否不相等	(a!=b) 返回True
>	大于：返回x是否大于y	(a>b) 返回False
<	小于：返回x是否小于y	(a<b) 返回True
>=	大于等于：返回x是否大于等于y	(a>=b) 返回False
<=	小于等于：返回x是否小于等于y	(a<=b) 返回True

 

赋值运算符

以下变量a为10，变量b为20：

运算符	描述	实例
-=	减法赋值运算符	c-=a等价于c=c-a
* =	乘法赋值运算符	c*=a等价于c=c* a
/=	除法赋值运算符	c/=a等价于c=c/a
%=	取模赋值运算符	c%=a等价于c=c%a
** =	幂赋值运算符	c**=a等价于c=c** a
//=	取整除赋值运算符	c//=a等价于c=c//a

 

逻辑运算符

Python语言支持逻辑运算符，以下变量a为10，变量b为20：

运算符	逻辑表达式	描述	实例
And	x and y	布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 False，否则它返回 y的计算值	(a and b) 返回 20
Or	x or y	布尔“或” - 如果 x 是非 0，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值	(a or b) 返回 10
Not	not x	布尔“非” - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True	not(a and b)返回False

 

位运算符

运算符	描述	实例
&	按位与运算符	(a&b)输出结果是12 二进制解释：0000 1100
|	按位或运算符	(a|b)输出结果四61 二进制解释：0011 1101
^	按位异或运算符	(a^b)输出结果是49 二进制解释：0011 0001
~	按位取反运算符	(~a)输出结果是-61 二进制解释：1100 0011 在一个有符号二进制数的补码形式
<<	左移动运算符：<<“右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0	a << 2 输出结果 240 ，二进制解释：1111 0000
>>	右移动运算符	a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释：0000 1111

扩展内容：原码、反码、补码

数字在自然界中抽象出来的时候，一棵树，两只猪，是没有正数和负数的概念的

计算机保存最原始的数字，也是没有正和负的数字，叫没符号数字

如果我们在内存分配4位（bit）去存放无符号数字，是下面这样子的

 

后来在生活中为了表示“欠别人钱”这个概念，就从无符号数中，划分出了“正数”和“负数”

正如上帝一挥手，从混沌中划分了“白天”与“黑夜”

为了表示正与负，人们发明了"原码"，把生活应该有的正负概念，原原本本的表示出来

把左边第一位腾出位置，存放符号，正用0来表示，负用1来表示

 

但使用“原码”储存的方式，方便了看的人类，却苦了计算机

 

我们希望 （+1）和（-1）相加是0，但计算机只能算出0001+1001=1010 (-2)

这不是我们想要的结果！！

另外一个问题，这里有一个（+0）和（-0）

为了解决“正负相加等于0”的问题，在“原码”的基础上，人们发明了“反码”

“反码”表示方式是用来处理负数的，符号位置不变，其余位置相反

 

 

 

当“原码”变成“反码”时，完美的解决了“正负相加等于0”的问题

过去的（+1）和（-1）相加，变成了0001+1101=1111，刚好反码表示方式中，1111象征-0

人们总是进益求精，历史遗留下来的问题——  有两个零存在，+0 和 -0

我们希望只有一个0，所以发明了"补码"，同样是针对"负数"做处理的

"补码"的意思是，从原来"反码"的基础上，补充一个新的代码，（+1）

我们的目标是，没有蛀牙（-0）

 

 

有得必有失，在补一位1的时候，要丢掉最高位

我们要处理"反码"中的"-0",当1111再补上一个1之后，变成了10000，丢掉最高位就是0000，刚好和左边正数的0，完美融合掉了

这样就解决了+0和-0同时存在的问题

另外"正负数相加等于0"的问题，同样得到满足

举例，3和（-3）相加，0011 + 1101 =10000，丢掉最高位，就是0000（0）

同样有失必有得，我们失去了(-0) , 收获了（-8）

以上就是"补码"的存在方式

结论：保存正负数，不断改进方案后，选择了最好的"补码"方案

 

参考信息：运算符优先级

运算符	描述
**	指数(最高优先级)
~+-	按位反转，一元加号、减号(最后两个方法名为+@和-@)
* / % //	乘、除、取模、取整除
+ -	加法、减法
>> <<	右移、左移动运算符
^ |	位运算符
<= < >= >	比较运算符
<> != ==	等于运算符
= += -= * = /= ** =	赋值运算符
is is not	身份运算符
in not in	成员运算符
not and or	逻辑运算符

 

练一练

1. 下列各赋值语句，语法不正确的是  (    )
   A． x+y=5    
   B． BiNumber =15    
   C． Labell.caption =time    
   D． s_Length =x+y

2. 下列给出的赋值表达式中正确的是（ ）
   A．4 = M     
   B．-M = M                 
   C．B = A – 3             
   D．X + Y = 0

3. 下列程序运行后，变量x的值为(    )
   x=2
   print(x+l)
   print(x+2)
   A、2            
   B、3                            
   C、4                                    
   D、5

4. 设a=2，b=3，c=4，d=5，下列表达式的值是(   )。
   a<=c or 4* c==b ^2 and b+c==d
   A. -1     
   B.0    
   C. True    
   D. False

5. 声明两个变量number1=”11”，number2=”22”计算上面两个变量的位与运算结果、位取反运算结果（公式：-（a+1）=-12 实际就是取当前数值原码所对应的反码）、左移动运算结果；要求写出其分析过程？

 

小结

Python第二章内容的学习，需要全面理解Python的基本数据类型的使用以及常用的运算符使用。

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