Python从入门到精通 第三章（基本数据类型）

一、数字类型

1、整数类型

（1）整数类型与数学中的整数概念一致，理论上的取值范围是负无穷到正无穷，实际上，只要计算机内存足够大，Python程序可以使用任意大小的整数（这在C语言中是很难实现的）。

（2）默认情况下，整数采用十进制表示，如果想要采用其它进制则需要增加引导符号，如下表所示。

进制种类	引导符号	描述
十进制	无	默认情况，例如2005、803
二进制	0b或0B	由字符0和1组成，例如0b1010、0B1001
八进制	0o或0O	由字符0到7组成，例如0o1712、0O7753
十六进制	0x或0X	由字符0到9、a到f或A到F组成，例如0x3FFF、0X7BC0

（3）运算示例：

# 0x3F2转换为十进制即1010，0o1762转换为十进制即1010
print((0x3F2 + 1010)/0o1762)

# 0x1010转换为十进制即4112
print(0x1010 == 4112)

2、浮点数类型

（1）浮点数类型与数学中实数的概念一致，表示带有小数的数值。Python中的浮点数必须带有小数部分，小数部分可以是0，例如1010是一个整数，但1010.0是一个浮点数（需要注意的是，值相同的整数和浮点数，进行幂运算的结果可能会不同，主要体现在精度上）。

（2）浮点数有两种表示方法，一种是十进制形式的一般表示，另一种是科学计数法表示。十进制形式比较简单，这里不再赘述；科学计数法使用字母e或E作为幂的符号，以10为基数，表示为

        例如1.01e3的值为1010.0，-1.01E-3的值为-0.00101。

（3）Python浮点数类型的数值范围和小数精度受不同计算机系统的限制，一般来说，浮点数的取值范围在-1.79×10308到1.79×10308之间，浮点数之间的区分精度约为2.22×10-16。（一般可以认为浮点数类型没有范围限制，运算结果准确）

3、复数类型

（1）复数类型表示数学中的复数，Python中，复数可以看做是二元有序实数对（a，b），表示a+bj，其中a是实数部分，b是虚数部分（b=1时也不能省略b）。

（2）复数类型中实部和虚部都是浮点类型，对于复数z，可以用z.real和z.imag分别获得它的实数部分和虚数部分。

二、数字类型的运算

1、数值运算操作符

（1）算数运算符是运算符的一种，是完成基本的算术运算使用的符号。

操作符及运算	描述
+	x+y，x与y的和
-	x-y，x与y的差
*	x*y，x与y的积
/	x/y，x与y的商，运算结果为浮点数
//	x//y，x与y的整数商，即不大于x与y的商的最大整数
%	x%y，x与y做除法后的余数，也称为模运算
-x	x的相反数
+x	x本身
**	x**y，x的y次幂

（2）算数运算符的优先级：先乘除后加减；同级运算符是从左至右计算；可以使用()调整计算的优先级。以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列。

（3）数值运算可能改变结果的数据类型，类型的改变与运算符有关，有如下基本规则：

①整数和浮点数混合运算，输出结果是浮点数。

②整数之间运算，产生结果类型与操作符相关，除法运算的结果必定是浮点数。

③整数或浮点数与复数运算，输出结果是复数。

（4）上表中的所有二元运算操作符（+、-、*、/、//、%、**）都可以与赋值符号（=）相连，形成强赋值运算符（+=、-=、*=、/=、//=、%=、**=），实际上强赋值运算符就是C语言中的复合运算符。为了方便描述，用op表示这些二元运算操作符，增强赋值操作符的用法如下：x op = y等价于x = x op y。

2、数值运算函数

函数	描述
abs(x)	x的绝对值
divmod(x,y)	(x//y，x%y)，输出为二元组形式（也称为元组类型）
pow(x,y)或pow(x,y,z)	x**y或(x**y)%z，幂运算
round(x)或round(x,d)	对x四舍五入，保留d为小数，无参数d则返回四舍五入的整数值
max(x1,x2,…,xn)	x1,x2,…,xn的最大值，n没有限定，可以是任意数量
min(x1,x2,…,xn)	x1,x2,…,xn的最小值，n没有限定，可以是任意数量

3、数值比较运算

（1）对于数字类型，比较运算可以在整数和浮点数之间任意进行。

（2）涉及复数类型的比较运算受限，只能判断是否相等，即只能使用“==”和“！=”，其它判断大小的比较符号都不能使用，否则会报错。

三、真假无值与逻辑运算

1、真假值：True与False

（1）True和False是Python的关键字，表达相对立的“真”“假”二元数值，严格来说，它们也属于数字类型，其中True表示与1相等的值，False表示与0相等的值。

（2）一般True和False仅用于真假逻辑的场景，不与整数进行数值比较。对于更广泛的应用场景，Python将所有非0值数字都等价为True，这个等价将广泛应用于逻辑判断。

（3）True和False与其它数字类型数据进行运算时，True,对应的数字是1，False对应的数字是0。

2、无值：None

（1）None是Python的关键字，表达无、没有、空等含义。

（2）None不是False，它不表示0，不表示空字符串，不对应任何数值。

（3）示例：

a = print("2005.08.03")
print(a == None)
# print函数运行后不会返回任何内容，因此变量a的值是空
# 作为程序设计逻辑完整性要求，需要用某个值赋给变量a，这个值就是None

3、逻辑运算：and、or、not

（1）与或非操作可以组合使用，为了让操作关系更加清楚，可以借助小括号进行分组。

（2）当and和or组合使用且没有使用括号分组时，按照从左向右的原则依次计算，直至产生结果。

四、运算符的优先级

以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列。

五、字符串类型及格式化

1、字符串的表示

（1）字符串是字符的序列表示，根据字符串的内容分为单行字符串和多行字符串。

①单行字符串可以由一对单引号（‘）或双引号（“）作为边界来表示，单引号和双引号的作用相同。当使用单引号时，双引号可以作为字符串的一部分；当使用双引号时，单引号可以作为字符串的一部分。

②多行字符串可以由一对三单引号（’’’）或三双引号（”””）作为边界来表示，两者作用相同。

"""
使用多行字符串，在敲代码时输入回车，输出也会自动换行
另外，三双引号也可以用来做注释
"""
print("""多行'字符串'1
多行"字符串"2""")

# 使用单行字符串，在敲代码时输入回车，输出并不会跟着换行
print("单行'字符串'1"
      "单行'字符'串2")

2、反斜杠字符

（1）反斜杠字符（\）是一个特殊字符，在Python字符串中表示“转义”，即该字符与后面相邻的一个字符共同组成了新的含义，例如\n表示换行、\\表示反斜杠、\’表示单引号、\”表示双引号、\t表示制表符（Tab，协助在输出文本时垂直方向保持对齐）等。

print("这里\n有一个换行")
print("这里\\有一个反斜杠")
# 当字符串中既需要出现单引号又需要出现双引号，则需要使用转义字符
print("既需要'单引号'又需要\"双引号\"")
print("这里\t有一个制表符")

（2）反斜杠字符（\）同时还可以作为续行符，在第一章中有相关介绍，这里不再赘述。

3、字符串的索引

（1）对字符串中某个字符的检索被称为索引，索引的使用方式如下：

<字符串或字符串变量>[序号]

（2）字符串包括两种序号体系：正向递增序号和反向递减序号。

如果字符串长度为L，正向递增需要以最左侧字符序号为0，向右依次递增，最右侧字符序号为L-1；反向递增需要以最右侧字符序号为-1，向左依次递减，最左侧字符序号为-L。

print("玛卡巴卡，唔西迪西"[4])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[1])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[0])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[-1])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[-8])

4、字符串的切片

（1）对字符串中某个子串或区间的检索称为切片，切片的使用方式如下：

<字符串或字符串变量>[N:M]

①切片获取字符串从N到M（不包含M）的字符子串，其中N和M为字符串的索引序号，可以混合使用正向递增序号和反向递件序号。

②切片要求N和M都在字符串的索引区间，如果N大于等于M，则返回空字符串。

③如果N缺失，则默认将N设为0；如果M缺失，则默认表示到字符串结尾。

print("玛卡巴卡，唔西迪西"[1:4])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[8:4])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[:4])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[0:4])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[5:])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[5:9])

（2）字符串切片还有一种高级用法，使用方式如下：

<字符串或字符串变量>[N:M:K]

①该方法获取字符串从N到M（不包含M）、以K为步长（可简单理解为每K个字符取一个字符）的字符串，其中N和M为字符串的索引序号，可以混合使用正向递增序号和反向递件序号，K为整数。

②当K为负数时，将返回从M到N（不包含N）的反向字符串。

print("玛卡巴卡，唔西迪西"[1:4:2])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[1:8:2])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[::4])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[8:1:-1])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[:2:-2])
print("玛卡巴卡，唔西迪西"[::-1])

5、字符串的基本格式化

（1）在字符串中整合变量时需要使用字符串的格式化方法，字符串格式化用于解决字符串和变量混合输出时的格式安排问题。Python推荐使用format格式化方法，其使用方式如下：

<模板字符串>.format(<逗号分隔的参数>)

①模板字符串是一个由字符串和槽组成的字符串，用来控制字符串和变量的显示效果。槽用大括号（{}）表示，对应format方法中逗号分隔的参数。

②如果模板字符串有多个槽，且槽内没有指定序号，则按照槽出现的顺序分别对应format方法中的不同参数。

# 输出字符串模板中采用大括号{}表示一个槽位置，每个槽位置对应format()中的一个变量
a = 2005
b = 803

print("数字{}和数字{}的乘积是{}".format(a,b,a*b))
print("数字{0}和数字{1}的乘积是{2}".format(a,b,a*b))
print("数字{1}和数字{0}的乘积是{2}".format(a,b,a*b))

③如果字符串中出现槽的数量和format方法中出现的参数数量不一致，即程序不能够通过简单的顺序对应确定参数使用，则必须在槽中使用序号指定的参数使用，否则会产生IndexError错误。

6、字符串的格式控制

（1）format方法的槽除了包括参数序号，还可以包括格式控制信息，语法格式如下：

{<参数序号>:<格式控制标记>}

:	<填充>	<对齐>	<宽度>	<,>	<.精度>	<类型>
引导符号	用于填充的单个字符	<左对齐 >右对齐 ^居中对齐	槽的设定输出宽度	数字的千位分隔符，适用于整数和浮点数	浮点数小数部分的精度或字符串的最大输出长度	整数类型b,c,d,o,x,X，浮点数类型e,E,f,%

（2）格式控制标记包括：<填充><对齐><宽度><,><.精度><类型>6个字段，由引导符号（:）作为引导标记，这些字段都是可选的，可以组合使用。它们可以分为两组。

①第一组是<填充><对齐>和<宽度>，它们是相关字段，主要用于对显示格式的规范。

[1]宽度指当前槽的设定输出字符宽度，如果该槽参数实际值比宽度设定值大，则使用参数实际长度；如果槽参数实际值比宽度设定值小，则按照对齐指定方式在宽度内对齐，默认以空格字符补充。

[2]对齐字段分别使用<、>、和^三个符号表示左对齐、右对齐和居中对齐，默认使用左对齐。

[3]填充字段可以修改默认填充字符，填充字符只能有一个。

# 输出字符串模板中采用大括号{}表示一个槽位置，每个槽位置对应format()中的一个变量
s = "2005.08.03"

print("{:20}".format(s)+"字符串结束")    # 左对齐，宽度为20
print("{:2}".format(s)+"字符串结束")     # 左对齐，宽度为2，比变量s的宽度小，以s的宽度为准
print("{:^20}".format(s)+"字符串结束")   # 居中对齐，宽度为20
print("{:>20}".format(s)+"字符串结束")   # 右对齐，宽度为20
print("{:*^20}".format(s)+"字符串结束")  # 居中对齐，宽度为20，填充*
print("{:^20}".format(s)+"字符串结束")   # 居中对齐，宽度为20

[4]格式控制标记可以用变量来表示，即用槽来指定所对应的控制标记及数量（槽中槽）。

# 输出字符串模板中采用大括号{}表示一个槽位置，每个槽位置对应format()中的一个变量
s = "2005.08.03"

print("{0:{1}}".format(s,20)+"字符串结束")      # 左对齐，宽度为20
print("{0:{1}}".format(s,2)+"字符串结束")       # 左对齐，宽度为2，比变量s的宽度小，以s的宽度为准
print("{0:{1}^20}".format(s,"*")+"字符串结束")  # 居中对齐，宽度为20，填充*

②第二组是<,><.精度>和<类型>，主要用于对数值本身的规范。

[1]逗号（,）用于显示数字类型的千位分隔符。

print("{:-^25,}".format(1234567890)+"字符串结束")
print("{:-^25}".format(1234567890)+"字符串结束")

[2]<.精度>由小数点开头，对于浮点数，精度表示小数部分输出的有效位数；对于字符串，精度表示输出的最大长度。此时小数点可以理解为对数值的有效截断，如果小数点保留长度超过原本的输出长度，则以原本的输出长度为准。

print("{:.2f}".format(1234567890)+"字符串结束")          # 左对齐，精度为2
print("{:>25.3f}".format(1234567890)+"字符串结束")       # 右对齐，宽度为25，精度为3
print("{:.2f}".format(123456.7890)+"字符串结束")         # 左对齐，精度为2
print("{:>25.3f}".format(123456.7890)+"字符串结束")      # 右对齐，宽度为25，精度为3
print("{:.2}".format("1234567890")+"字符串结束")         # 左对齐，输出长度为2
print("{:>25.3}".format("1234567890")+"字符串结束")      # 右对齐，宽度为25，输出长度为3
print("{:>25.20}".format("1234567890")+"字符串结束")     # 右对齐，宽度为25，输出长度为20（过长，以字符串长度为准）

[3]<类型>表示输出整数和浮点数类型的格式规则。

b：输出整数的二进制形式。

c：输出整数对应的Unicode字符。

d：输出整数的十进制形式。

o：输出整数的八进制形式。

x：输出整数的小写（主要针对a-f）十六进制形式。

X：输出整数的大写（主要针对A-F）十六进制形式。

e：输出浮点数对应的小写字母e的指数形式。

E：输出浮点数对应的大写字母E的指数形式。

f：输出浮点数的标准浮点形式。

%：输出浮点数的百分比形式。

六、字符串类型的操作

1、字符串操作符

（1）字符串变量之间可以使用“+”拼接生成新的字符串。

（2）字符串变量可以和整数使用“*”重复拼接相同的字符串，计算结果就是字符串重复指定次数的结果。（值得注意的是，数字型变量和字符串之间不能进行除“*”外的其它计算）

（3）操作符in可以判断一个字符串是否是另一个字符串的子串。

2、字符串处理函数

函数	描述
len(x)	返回字符串x的长度，也可返回其它组合数据类型的元素个数（因为是以Unicode字符为计数基础，所以中英文字符及标点字符等都是一个长度单位）
str(x)	返回任意类型x所对应的字符串形式
chr(x)	返回Unicode编码x对应的单字符
ord(x)	返回单字符x表示的Unicode编码
hex(x)	返回整数x对应十六进制数的小写形式字符串
oct(x)	返回整数x对应十六进制数的大写形式字符串

3、字符串处理方法

方法	描述
str.lower()	返回字符串str的副本，全部字符小写
str.upper()	返回字符串str的副本，全部字符大写
str.split(sep=None)	返回一个字符串列表，由str根据sep被分隔的部分构成，省略spe则默认以空格分隔（比如分隔一个英文句子为多个英文单词）
str.count(sub)	返回sub子串在str中出现的次数
str.replace(old,new)	返回字符串str的副本，其中所有old子串被替换为new（old和new的长度可以不同，甚至new的长度可以为0）
str.center(width,fillchar)	字符串居中函数，fillchar（填充在居中字符串两侧的字符）参数可选，width为整体宽度（width小于str长度时，以str长度为准），返回按width居中并填充fillchar后的新字符串
str.strip(chars)	从字符串str中去掉在其左侧和右侧chars中列出的字符，返回新字符串
str.join(iter)	将iter变量（例如列表变量或字符串变量）的每一个元素后增加一个str字符串，然后返回生成的字符串

注：“方法”是程序设计中的一个专有名词，属于面向对象程序设计领域。在Python解释器内部，所有数据类型都采用面向对象方式实现，因此大部分数据类型都有一些处理方法。实际上方法也是函数，只是调用方式和一般的函数不同，一般的函数采用fun(x)的方式调用，而方法则采用.func(x)的方式调用，方法仅作用于前导对象。

4、字符串比较运算

（1）与数值比较运算一样，字符串也可以进行比较运算，同样有六种操作。

（2）两个字符串比较采用从左向右依次比较字符的方式，根据对应Unicode编码值大小决定字符串大小关系，如果第一个字符的Unicode编码值不同，则没必要再继续比较就可得出大小关系；如果第一个字符的Unicode编码值相同，则继续向后比较，如果每个对应的字符的Unicode编码值全都相同，则两个字符串相等。

七、类型判断和类型间转换

1、类型判断

（1）type函数可以将变量类型输出，如下图所示。

（2）float表示浮点数类型，int表示整数类型，str表示字符串类型，bool表示布尔类型。

（3）type函数的输出不是字符串，而是一种内部类型表示，所以不能采用字符串比较方式进行类型的判断，但是可以使用type函数直接进行比较。

name = "Zhang" + "San"
print(type(name) == type("123"))
print(type(name) == type(123))

2、数值与字符串类型转换

函数	描述
int(x)	将x转换为整数，x可以是浮点数（直接舍弃小数部分，不使用四舍五入）或字符串
float(x)	将x转换为浮点数，x可以是整数或字符串
str(x)	将x转换为字符串，x可以是整数或浮点数

（1）例1：

# 1. 输入单位重量的价格
price_str = input("请输入单位重量的价格：")

# 2. 输入购买重量
weight_str = input("请输入购买重量：")

# 3. 计算金额
# 1> 将单价转换成小数
price = float(price_str)

# 2> 将重量转换成小数
weight = float(weight_str)

# 3> 计算付款金额
money = price * weight

print(money)

（2）例2：

# 1.将单价转换成小数
price = float(input("请输入单位重量的价格："))

# 2.将重量转换成小数
weight = float(input("请输入购买重量："))

# 3.计算付款金额
money = price * weight

print(money)