Python 学习笔记1：变量，运算符，数据类型及位运算

变量，运算符，数据类型及位运算

变量

在python中：

• 变量名可以包括字母，数字和下划线，但变量名不能以数字开头
• python变量名是大小写敏感的
• 有关注释：
  单行注释（#）：用于整行的注释
  多行注释（’‘’ ‘’‘，“”“ ”“”）：用于区间注释

print函数：

print(*objects, sep=’ ‘, end=’\n’, file=sys.stdout, flush=False)

• 将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有非关键字参数都按str()方式进行转换为字符串输出；
• 关键字参数sep是实现分隔符，比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符；
• 关键字参数end是输出结束时的字符，默认是换行符\n；
• 关键字参数file是定义流输出的文件，可以是标准的系统输出sys.stdout，也可以重定义为别的文件；
• 关键字参数flush是立即把内容输出到流文件，不作缓存。

example：
item值与’another string’两个值之间用sep设置的参数&分割。由于end参数没有设置，因此默认是输出解释后换行，即end参数的默认值为\n。

shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
print("This is printed with 'sep='&''.")
for item in shoplist:
    print(item, 'another string', sep='&')

输出值为：

This is printed with ‘sep=’&’’.
apple&another string
mango&another string
#carrot&another string
banana&another string

运算符

1.运算符

项目	Value
算术运算符	+，-，*，/，// ，%，**
比较运算符	＞，≥，＜，≤，＝＝，！＝
逻辑运算符	and，or，not
位运算符	~，&，｜，«，»，^
三元运算符	x if x
其他运算符	in（存在），not in（不存在），is（是），is not（不是）

注意：

• is, is not 对比的是两个变量的内存地址
• ==, != 对比的是两个变量的值
• 比较的两个变量，指向的都是地址不可变的类型（str等），那么is，is not 和 ==，！= 是完全等价的。
• 对比的两个变量，指向的是地址可变的类型（list，dict，tuple等），则两者是有区别的。

运算符的优先级：

• 一元运算符优于二元运算符。例如3 ** -2等价于3 ** (-2)。
• 先算术运算，后移位运算，最后位运算。例如 1 << 3 + 2 & 7等价于 (1 << (3 + 2)) & 7。
• 逻辑运算最后结合。例如3 < 4 and 4 < 5等价于(3 < 4) and (4 < 5)。

基本的数据类型

整型（int）, 浮点型（float）,布尔型（bool）

dir(X) #通过 dir( X ) 和help( X ) 可看出 X 对应的对象里可用的属性和方法。

获取数据类型的信息

type(object) #获取类型信息
isinstance(object, classinfo) #判断一个对象是否是一个已知的类型。

type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。
如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()

1.整型（int）and 浮点型（float）
有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。可以用 decimal 包里的 Decimal 对象和 getcontext() 方法来实现。

import decimal
from decimal import Demical

Python 里面有很多用途广泛的包 (package)，用什么你就引进 (import) 什么。包也是对象，也可以用上面提到的dir(decimal) 来看其属性和方法。比如 getcontext() 显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 (prec=28)。
如果想要保留四位小数，可以使用 getcontext().prec 来调整精度：

decimal.getcontext().prec = 4

2.布尔型（boolen）
布尔 (boolean) 型变量只能取两个值，True 和 False。当把布尔型变量用在数字运算中，用 1 和 0 代表 True 和 False。
除了直接给变量赋值 True 和 False，还可以用 bool(X) 来创建变量，其中 X 可以是

基本类型：整型、浮点型、布尔型
容器类型：字符串、元组、列表、字典和集合

bool 作用在基本类型变量：X 只要不是整型 0、浮点型 0.0，bool(X) 就是 True，其余就是 False。
bool 作用在容器类型变量：X 只要不是空的变量，bool(X) 就是 True，其余就是 False。

确定bool(X) 的值是 True 还是 False，就看 X 是不是空，空的话就是 False，不空的话就是 True。对于数值变量，0, 0.0 都可认为是空的。对于容器变量，里面没元素就是空的。

3.数据类型的转换

• 转换为整型 int (X, base=10)
• 转换为字符串 str (object=’ ')
• 转换为浮点型 float(X)

位运算

1.原码、反码和补码
二进制有三种不同的表示形式：原码、反码和补码，计算机内部使用补码来表示。

• 对于正数：原码=反码=补码
• 对于负数：原码（二进制表示）、反码（原码符号位不变，其余位取反）、补码（反码+1）

位运算中的异或操作：满足交换律和结合律

2.通过位运算快速计算

• 通过 <<，>> 快速计算2的倍数问题。

n << 1 -> 计算 n * 2
n >> 1 -> 计算 n / 2，负奇数的运算不可用
n << m -> 计算 n * (2 ^ m)，即乘以 2 的 m 次方
n >> m -> 计算 n / (2 ^ m)，即除以 2 的 m 次方
1 << n -> 2 ^ n

• 通过 ^ 快速交换两个整数。

a ^= b
b ^= a
a ^= b

• 通过 a & (-a) 快速获取a的最后为 1 位置的整数。

00 00 01 01 -> 5
&
11 11 10 11 -> -5
00 00 00 01 -> 1
00 00 11 10 -> 14
&
11 11 00 10 -> -14
00 00 00 10 -> 2

3.利用位运算实现整数集合
一个数的二进制表示可以看作是一个集合（0 表示不在集合中，1 表示在集合中）。

比如集合 {1, 3, 4, 8}，可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算也就可以看作是对集合进行的操作。

• 元素与集合的操作：

a | (1< 把 i 插入到集合中
a & ~(1< 把 i 从集合中删除
a & (1< 判断 i 是否属于该集合（零不属于，非零属于）

• 集合之间的操作：

a 补 -> ~a
a 交 b -> a & b
a 并 b -> a | b
a 差 b -> a & (~b)

标记文本

删除文本

引用文本

H₂O is是液体。

2¹⁰ 运算结果是 1024.

leetcode 习题136：只出现一次的数字

给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。
相关代码如下：

class Solution(object):
    def singleNumber(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: int
        """
        a=0
        for i in nums:
            a^=i
        return a

参考文献

【1】: https://mp.weixin.qq.com/s/DZ589xEbOQ2QLtiq8mP1qQ
【2】: https://github.com/datawhalechina/team-learning