自学python第一天之：变量、运算符与数据类型
简介
Python 是一种通用编程语言，其在科学计算和机器学习领域具有广泛的应用。如果我们打算利用 Python 来执行机器学习，那么对 Python 有一些基本的了解就是至关重要的。本 Python 入门系列体验就是为这样的初学者精心准备的。
一、变量、运算符与数据类型
1. 注释
- 整行注释
“#”来进行整行注释
# 这是一个注释
print("Hello world")
# Hello world- 区间注释（多行注释）
''' ''' 或者 """ """ 表示区间注释，在三引号之间的所有内容被注释
'''
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
'''
print("Hello china")
# Hello china
"""
这是多行注释，用三个双引号
这是多行注释，用三个双引号
这是多行注释，用三个双引号
"""
print("hello china")
# hello china2.运算符
- 算术运算符
算术运算符
例子：
print(1 + 1) # 2
print(2 - 1) # 1
print(3 * 4) # 12
print(3 / 4) # 0.75
print(3 // 4) # 0
print(3 % 4) # 3
print(2 ** 3) # 8输出：
2 1 12 0.75 0 3 8
- 比较运算符
比较运算符
例子：
print(2 > 1) # True
print(2 >= 4) # False
print(1 < 2) # True
print(5 <= 2) # False
print(3 == 4) # False
print(3 != 5) # True输出：
True False True False False True
- 逻辑运算符
逻辑运算符
例子：
print((3 > 2) and (3 < 5)) # True
print((1 > 3) or (9 < 2)) # False
print(not (2 > 1)) # False输出：
True
false
false
- 位运算符
位运算符
例子：
print(bin(4)) # 0b100
print(bin(5)) # 0b101
print(bin(~4), ~4) # -0b101 -5
print(bin(4 & 5), 4 & 5) # 0b100 4
print(bin(4 | 5), 4 | 5) # 0b101 5
print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5) # 0b1 1
print(bin(4 << 2), 4 << 2) # 0b10000 16
print(bin(4 >> 2), 4 >> 2) # 0b1 1输出：
0b100 0b101 -0b101 -5 0b100 4 0b101 5 0b1 1 0b10000 16 0b1 1
- 三元运算符
例子：
x, y = 4, 5
if x < y:
small = x
else:
small = y
print(small) # 4输出：
4
有了这个三元操作符的条件表达式，你可以使用一条语句来完成以上的条件判断和赋值操作。
例子：
x, y = 4, 5
small = x if x < y else y
print(small) # 4输出：
4
- 其他运算符
其他运算符
例子：
letters = ['A', 'B', 'C']
if 'A' in letters:
print('A' + ' exists')
if 'h' not in letters:
print('h' + ' not exists')
# A exists
# h not exists输出：
A exists h not exists
例子：
a = "hello"
b = "hello"
print(a is b, a == b) # True True
print(a is not b, a != b) # False False输出：
true true
false false
例子：
a = ["hello"]
b = ["hello"]
print(a is b, a == b) # False True
print(a is not b, a != b) # True False输出：
False True True False
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)。
例子：
print(-3 ** 2) # -9
print(3 ** -2) # 0.1111111111111111
print(1 << 3 + 2 & 7) # 0
print(-3 * 2 + 5 / -2 - 4) # -12.5
print(3 < 4 and 4 < 5) # True输出：
-9 0.1111111111111111 0 -12.5 True
3. 变量和赋值
- 在使用变量之前，需要对其先赋值。
- 变量名可以包括字母、数字、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，foo != Foo。
例子：
teacher = "老马的程序人生"
print(teacher) # 老马的程序人生first = 2
second = 3
third = first + second
print(third) # 5myTeacher = "老马的程序人生"
yourTeacher = "小马的程序人生"
ourTeacher = myTeacher + ',' + yourTeacher
print(ourTeacher) # 老马的程序人生,小马的程序人生4. 数据类型与转换
数据类型与转换
整型
例子：
a = 1031
print(a, type(a))
# 1031 输出：
1031
Python 里面万物皆对象（object），整型也不例外，只要是对象，就有相应的属性 （attributes） 和方法（methods）。
例子：
b = dir(int)
print(b)
# ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__',
# '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__',
# '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__',
# '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__',
# '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__',
# '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__',
# '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__',
# '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
# '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__',
# '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__',
# '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__',
# '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__',
# 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag',
# 'numerator', 'real', 'to_bytes']输出：
['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__', '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__', 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag', 'numerator', 'real', 'to_bytes']
例子：
a = 1031
print(bin(a)) # 0b10000000111
print(a.bit_length()) # 11输出：
0b10000000111 11
浮点型
例子：
print(1, type(1))
# 1
print(1., type(1.))
# 1.0
a = 0.00000023
b = 2.3e-7
print(a) # 2.3e-07
print(b) # 2.3e-07 输出：
11.0 2.3e-07 2.3e-07
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 DecimalPython 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。
例子：
getcontext() 显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 (prec=28)。
a = decimal.getcontext()
print(a)
# Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999,
# capitals=1, clamp=0, flags=[],
# traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])输出：
Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=[], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
b = Decimal(1) / Decimal(3)
print(b)
# 0.3333333333333333333333333333输出：
0.3333333333333333333333333333
例子：
使 1/3 保留 4 位，用 getcontext().prec 来调整精度。
decimal.getcontext().prec = 4
c = Decimal(1) / Decimal(3)
print(c)
# 0.3333输出：
0.3333
布尔型
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。
例子：
print(True + True) # 2
print(True + False) # 1
print(True * False) # 0输出：
2
1
0
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。
例子：
print(type(0), bool(0), bool(1))
# False True
print(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
# False True
print(type(True), bool(False), bool(True))
# False True 输出：
False True False True False True
例子：
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。
print(type(''), bool(''), bool('python'))
# False True
print(type(()), bool(()), bool((10,)))
# False True
print(type([]), bool([]), bool([1, 2]))
# False True
print(type({}), bool({}), bool({'a': 1, 'b': 2}))
# False True
print(type(set()), bool(set()), bool({1, 2}))
# False True 输出：
False True False True False True False True False True
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。
获取类型信息
- 获取类型信息
type(object)
例子：
print(isinstance(1, int)) # True
print(isinstance(5.2, float)) # True
print(isinstance(True, bool)) # True
print(isinstance('5.2', str)) # True输出：
True True True True
注：
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()。
类型转换
- 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)
例子：
print(int('520')) # 520
print(int(520.52)) # 520
print(float('520.52')) # 520.52
print(float(520)) # 520.0
print(str(10 + 10)) # 20
print(str(10.1 + 5.2)) # 15.3输出：
520
520
520.52
520.0
20
15.3
5. 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。
例子：
shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
print("This is printed without 'end'and 'sep'.")
for item in shoplist:
print(item)
# This is printed without 'end'and 'sep'.
# apple
# mango
# carrot
# banana输出：
This is printed without 'end'and 'sep'. apple mango carrot banana
例子：
每次输出结束都用end设置的参数&结尾，并没有默认换行。
print("This is printed with 'end='&''.")
for item in shoplist:
print(item, end='&')
print('hello world')
# This is printed with 'end='&''.
# apple&mango&carrot&banana&hello world输出：
This is printed with 'end='&''. apple&mango&carrot&banana&hello world
例子：
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='&')
# This is printed with 'sep='&''.
# apple&another string
# mango&another string
# carrot&another string
# banana&another string输出：
This is printed with 'sep='&''. apple&another string mango&another string carrot&another string banana&another string