Python语言程序设计——第三周：数据的基本类型

数据的基本类型

整数类型

与数学的整数概念一致
power(x,y)计算$x^y$,可正可负，没有取值范围。表示形式为：

• 十进制：201；-51
• 二进制：以0b或者0B开头，如0b11；-0b10
• 八进制：以0o或者0O开头，如0o12；-0o45
• 十六进制：以0x或者oX开头，如0x5a，-0x74

浮点数类型

与数学中的实数概念一致

• 取值范围为$-10^{308}$至$10^{308}$，精度数量级$10^{-16}$
• 浮点数间运算存在不确定的尾数，不是bug
• ==表示判断
• round(x,d)函数对x进行四舍五入，d是小数截取位数
  浮点数间运算及比较用round()函数辅助
• 不确定尾数一般发生在$10^{-16}$左右，round()十分有用
• 浮点数的科学记数法表示：
  使用字母e或E作为幂的运算，以10为底数，格式如下：
  e表示$a\ast 10^b$，如4.3e-3，9.6e5

复数类型

与数学中的复数概念一致
定义$j=\sqrt{-1}$，$a+bj$被称为复数，$a$为实部，$b$为虚部。
例如：$z=1.26e-4+5.6e+89j$，利用z.real获得实部，z.imag获得虚部

数值运算操作符

x+y表示x与y之和
x-y表示x与y之差
x*y表示x与y之积
x\y表示x与y之商（产生是浮点数结果）
x\\y表示x整除y
x%y表示余数，模运算
x**y表示x的y次幂，作用同power(x,y)

非重点：二元操作符
x op= y

增强操作符及使用	描述
x op= y	即x=x op y，其中，op为二元操作符 ，包括+ - * / // % **

数值运算函数

函数及使用	描述
abs(x)	求x的绝对值
divmod(x，y)	商余，（x//mody,x%y），同时输出商和余数
power(x,y[,z])	幂余，（x**y)%z，表示参数z可省略
round(x,[,d])	四舍五入，d是保留小数位数，默认值为0
max{$x_1,x_2,...,x_n$}	最大值，返回$x_1,x_2,...,x_n$的最大值，n不限
min{$x_1,x_2,...,x_n$}	最小值，返回$x_1,x_2,...,x_n$的最小值，n不限
int(x)	将x变成整数，舍弃小数部分
float()	将x变成浮点数，增加小数部分
complex()	将x变成复数，增加虚数部分

实例3：天天向上的力量

每天进步0.001，每天退步0.001

#DayDayUpQ1.py
dayup=pow(1.001,365)
daydown=pow(0.999,365)
print("向上:{:.2f},向下:{:.2f}".format(dayup,daydown))

每天进步0.005，每天退步0.005

#DayDayUpQ2.py
dayfactor=0.005
dayup=pow(1+dayfactor,365)
daydown=pow(1-dayfactor,365)
print("向上:{:.2f},向下:{:.2f}".format(dayup,daydown))

工作日进步0.01，休息日退步0.01

#DayDayUpQ3.py
dayup=1.0
dayfactor=0.01
for i in range(365):
   if i % 7 in [6,0]:
       dayup=dayup*(1-dayfactor)
   else:
       dayup=dayup*(1+dayfactor)
print("工作日的力量:{:.2f}".format(dayup))

工作日模式下，工作日每天努力到什么程度才能达到和每天努力的人相同的结果

#DayDayUpQ4.py
def dayUP(df):
    dayup=1
    for i in range(365):
        if i % 7 in [6,0]:
            dayup=dayup*(1-0.01)
        else:
            dayup=dayup*(1+df)
    return dayup
dayfactor=0.01
while dayUP(dayfactor)<37.78:
    dayfactor+=0.001
print("工作日的努力参数是:{:.3f}".format(dayfactor))

字符串类型及操作

字符串

由0个或多个字符组成的有序字符序列

操作符及使用	描述
x+y	连接连个字符串x和y
n*x或x*n	连接n次字符串x
x in s	如果x是s的子串，返回True，否则返回False

获取星期字符串

#WeekNamePrintV1.py
WeekStr="星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日"
WeekId=eval(input("请输入星期数字（1-7）："))
pos=(WeekId-1)*3
print(WeekStr[pos:pos+3])

#WeekNameV2.py
WeekStr="一二三四五六日"
WeekId=eval(input("请输入星期数字（1-7）："))
print(星期+WeekStr[WeekId-1])

字符串处理函数

一些以函数形式提供的字符串处理功能

函数及使用	描述
len(x)	长度，返回字符串x的长度
str(x)	任意类型x所对应的字符串形式
hex(x)或otc(x)	整数x的十六进制或八进制小写形式字符串
chr(u)	u位Unicode编码，返回其对应的字符
ord(x)	x为字符，返回其对应的Unicode编码

注：

• eval(x)与str(x)是一对对应的函数
• chr(u)与ord(x)是一对对应的函数

Unicode编码

Python字符串的编码方式

• 统一字符编码，即覆盖几乎所有字符的编码方式
• 从0到1114111（0x10FFFF）空间，每个编码对应一个字符
• Python字符串中每一个字符都是Unicode编码字符
  例如

for i in range(12):
	print(chr(9800+i),end=" ")
♈
 ♉ ♊ ♋ ♌ ♍ ♎ ♏ ♐ ♑ ♒ ♓ 

字符串处理方法

方法及使用	描述
str.lower()或str.upper()	返回字符串的副本，全部字符小写/大写
str.split(seq=None)	返回一个列表，由str根据seq被分割的部分组成
str.count(sub)	返回字串sub在str中出现的次数
str.replace(old,new)	返回字符串str副本，所有old子串被替换为new
str.center(width[,fillchar])	字符串str根据宽度width居中，fillchar可选
str.strip(chars)	从str中去掉在其左侧和右侧chars中列出的字符
str.join(iter)	在iter变量最后除最后元素外每个元素后增加一个str #主要用于字符串分隔等

字符串类型的格式化

格式化是对字符串进行格式表达的方式

• 字符串格式化使用.format()方法，用法如下：

 <模板字符串>.format(<逗号分隔的参数>)

time库的使用

time库基本介绍

函数	描述
time()	获取当前时间戳，即计算机内部时间值，浮点数 >>> time.time() 1583248765.1645014
ctime()	获取当前时间并以易读方式表示，返回字符串 >>> time.ctime() 'Tue Mar 3 23:19:33 2020'
gmtime()	获取当前时间，表示为计算机可处理的时间格式 >>> time.gmtime() time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=3, tm_mday=3, tm_hour=15, tm_min=28, tm_sec=39, tm_wday=1, tm_yday=63, tm_isdst=0)

时间格式化

函数	描述
strfttime(tpl,ts)	tpl是格式化模板字符串，用来定义输出效果 ts是计算机内部时间类型变量 >>> t=time.gmtime() >>> time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",t) '2020-03-03 15:33:24'
strptime(tpl,ts)	str是字符串形式的时间值 tpl是格式化模板字符串，用来定义输入效果 >>> timestr='2020-03-03 15:33:24' >>> time.strptime(timestr,"%Y-%m-%d %H:%M:%S") time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=3, tm_mday=3, tm_hour=15, tm_min=33, tm_sec=24, tm_wday=1, tm_yday=63, tm_isdst=-1)`

格式化字符串	日期/时间说明	值范围和实例
%Y	年份	0000~9999，例如：1900
%m	月份	01~12，例如：10
%B	月份名称	January~December，例如：April
%b	月份名称缩写	Jan~Dec，例如：Apr
%d	日期	01~31，例如：25
%A	星期	Monday~Sunday，例如：Wednesday
%a	星期缩写	Mon~Sun，例如：Wed
%H	小时（24h制）	00~23，例如：12
%I	小时（12h制）	01~12，例如：7
%p	上/下午	AM,PM，例如：PM
%M	分钟	00~59，例如：26
%S	秒	00~59，例如：26

程序计时

• 程序计时指测量起止动作所经历时间的过程

函数	描述
per_counter()	返回一个CPU级别的精确时间计数值，单位为秒 由于这个计数值起点不确定，连续调用差值才有意义 >>> start=time.perf_counter() >>> end=time.perf_counter() >>> end-start 7.049843562000206
sleep(s)	s拟休眠时间，单位是秒，可以是浮点数 >>> def wait(): time.sleep(3.3) >>> wait()

实例4 文本进度条

• 采用字符串方式打印可以动态变化的文本进度条
• 进度条需要能在一行中逐渐变化
• 采用sleep()模拟一个持续的进度

#TextProBarV1.py
import time
scale=10
print("------执行开始------")
for i in range(scale+1):
    a='*'*i
    b='.'*(scale-i)
    c=(i/scale)*100
    print("{:^3.0f}%[{}->{}]".format(c,a,b))
    time.sleep(0.1)
print("------执行结束------")

结果如下：

------执行开始------
 0 %[->..........]
10 %[*->.........]
20 %[**->........]
30 %[***->.......]
40 %[****->......]
50 %[*****->.....]
60 %[******->....]
70 %[*******->...]
80 %[********->..]
90 %[*********->.]
100%[**********->]
------执行结束------

文本进度条单行动态刷新

• 刷新的本质：用后打印的字符覆盖之前的字符
• 不能换行：print()需要被控制
• 要能回退：打印后光标退回到之前的位置\r

#TextProBarV1.py
import time
for i in range(101):
    print("\r{:3}%".format(i),end="")
    time.sleep(0.1)

完整效果

#TextProBarV3.py
import time
scale=50
print("执行开始".center(scale//2,"-"))
start=time.perf_counter()
for i in range(scale+1):
    a='*'*i
    b='.'*(scale-i)
    c=(i/scale)*100
    dur=time.perf_counter()-start
    print("\r{:^3.0f}%[{}->{}]{:.2f}s".format(c,a,b,dur),end=' ')
    time.sleep(0.1)
print("\n"+"执行结束".center(scale//2,'-'))

python123测试

四位玫瑰数

四位玫瑰数是4位数的自幂数。自幂数是指一个 n 位数，它的每个位上的数字的 n 次幂之和等于它本身。‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‭‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬
例如：当n为3时，有1^3 + 5^3 + 3^3 = 153，153即是n为3时的一个自幂数，3位数的自幂数被称为水仙花数。‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‭‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬
请输出所有4位数的四位玫瑰数，按照从小到大顺序，每个数字一行。

for i in range(1000,10000):
    m=str(i)
    if i==pow(eval(m[0]),4)+pow(eval(m[1]),4)+pow(eval(m[2]),4)+pow(eval(m[3]),4):
        print(i)

100以内素数之和

求100以内所有素数之和并输出。‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‭‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬
素数指从大于1，且仅能被1和自己整除的整数。‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‭‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

提示：可以逐一判断100以内每个数是否为素数，然后求和。

#Prime
def is_prime(n):
    for i in range(2,n):
        if n%i == 0:
            return False
    return True
sum = 0
for i in range(2,100):
    if is_prime(i):
        sum += i
print(sum)