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• 类型的概念

• Python语言的类型

    数字类型，字符串类型，元组类型
    列表类型，文件类型，字典类型
  

3.1 数字和字符串类型

数字类型

• 程序元素：010/10,存在多种可能
  • 表示十进制数值10
  • 类似人名一样的字符串
• 数字类型对Python语言中数字的表示和使用进行了定义和规范

3.1.1Python包括三种数字类型

• 整形类型
• 浮点数类型
• 复数类型

1.整数类型

• 与数学上的整数概念一致，没有范围限制

• pow(x,y)函数：计算 x^y

  程序1：pow(2,10)=1024,pow(1,15)=32768
  程序2：pow(2,1000)
  程序3：pow(2,pow(2,15))

• 示例

  • 1010，99，-217
  • 0x9a,-0X89 (0x,0X开头表示16进制)
  • 0b010,-0B101 (0b,0B开头表示2进制数)
  • 0o123, -0O456 (0o,0O开头表示8进制数)

2.浮点数类型

• 示例
  • 0.0， -77， -2.17
  • 96e4, 4.3e-3, 9.6E5
  • 科学计数法使用字母“e”或者“E”作为幂的符号，以10为基数
  • 科学计数法含义如：<a>e<b> = $a*10^b$

3.复数类型

• 与数学中的复数概念一致，z = a+bj,a是实数部分，b是虚数部分，a和b都是浮点数类型，虚数部分用j或者J标识
• 示例：12.3+4j, -5.6+7J
• Z=1.23e-4 + 5.6e + 89j
  -对于复数z，可用z.real获取实数部分，z.imag获取虚数部分

3.1.2 数字类型的关系

• 三种类型存在一种逐渐“扩展”的关系：

  • 整数->浮点数->复数（整数是浮点数特例，浮点数是复数特例 ）

• 不同数字类型之间可以混合运算，运算结果为最宽类型

  • 示例：123 + 4.0 = 127.0（整数 + 浮点数 = 浮点数）

• 三种类型可以相互转换

  • 函数：int(), float(), complex()

  • 示例：

      int(4.5) = 4(直接去掉小数部分)
      float(4) = 4.0(增加小数部分)
      complex(4.5) = 4.5 + 0j
      >>>float(4.5+0j)将会报错，不支持将复数转化为浮点数或者整数，只能将复数的实部或者虚部转化为floath/int
    
      In [1]:x = 2.5+1j
      In [2]:int(x.real)
      Out[2]: 2
      In [3]:float(x.imag)
      Out[3]: 1.0
    

3.1.3 数据类型的判断

• 函数：type(x) 返回x的类型，适合于所有类型的判断
• 示例：type(4.5)
  • 返回:float

3.1.4数子类型的运算

数字类型的运算

3.2字符串数据类型

• 字符串是用双引号 " "或者单引号 ' '括起来的一个或多个字符

    >>>str1 = "hello"
    >>>str2 = 'Jason'
  

• 字符串可以保存在变量里也可以单独存在

• 可以用type()函数测试一个字符串的类型

    >>>type(str1)
    <class 'str'>
  

• Python语言转义符：\

• 输出带有引号的字符串，可以使用转义符

    >>>print("\"大家好！\"")
    "大家好！"
  

• 使用\可以输出带有转义符的字符串

• 字符串是一个字符序列：字符串最左端位置标记为0，依次增加。字符串中的编号叫做“索引”

H	e	l	l	o		J	o	h	n
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

• 单个索引辅助访问字符串中的特定位置

    <string>[<索引>]
    >>>greet ="Hello John"
    >>>print(greet[2])
    1
    >>>x=8
    >>>print(greet[x-2])
    J
  

• Python中字符串索引从零开始，一个长度为L的字符串最后一个字符串的位置是L-1

• Python同时允许使用负数从字符串右边尾部向左边反向索引，最右侧索引值为-1

    >>>greet[-4]
    J
  

• 此外，也可以通过两个索引值确定一个位置范围内，返回这个范围的子串

    <string>[<start>:<end>]
  

• start和end都是整数型数值，这个子序列从索引start开始直到索引end结束，但不包括end位置

    >>>greet[0:3]
    'Hel'
  

• 字符串之间可以通过 + 或 * 进行连接

  • 加法操作（+）将两个字符串连接成为一个新的字符串

      >>>"pine" +"apple"
      "pineapple"
    

  • 乘法操作（*）构建一个其本身字符串重复连接而成的字符串

      >>>3*"pine"
      'pinepinepine'
    

• len()函数能否返回一个字符串长度

    >>>len('pine')
    4
    >>>len("我爱FF猪")
    5
  

• 大多数数据都可以通过str()函数转换为字符串

    >>>str(123)
    '123'
    >>>str(123.456)
    '123.456'
    >>>str(123e+10)
     '1230000000000.0'
  

• 字符串操作

操作	含义
+ 连接	* 重复
<string>[ ]	索引
<string>[ : ]	剪切
len(<string>)	长度
<string>.upper()	字符串中字母大写
<string>.lower()	字符串中字母小写
<string>.strip()	去两边空格及去指定字符
<string>.split()	按指定字符分割字符串为数组
<string>.join()	连接两个字符串序列
<string>.find()	搜索指定字符串
<string>.replace()	字符串替换
for <var> in <string>	字符串迭代

• 可以通过 for 和 in 组成的循环来遍历字符串中
  每个字符

  • 格式如下：

      for <var> in <string>:
          操作
    

• 用转义符可以在字符串中表达一些不可直接打印的信息

  例如：用\n表示换行

    - 字符串"Hello\nWorld\n\nGoodbye 32\n"
    - 用print()函数打印后的输出效果如下：
    Hello
    World         
    Goodbye 32
  

3.3 元组及列表

元组的概念

 元组是包含多个元素的类型，元素之间用逗号分割。
例如：t1 = 123,456, “hello”
 元组可以是空的，t2=()
 元组包含一个元素时：t3=123,
 元组外侧可以使用括号，也可以不使用
 与字符串类型类似，可以通过索引区间来访问元组中部分元素。
例如：t[1:]
 与字符串一样，元组之间可以使用+号和*号进行运算。

元组的特点

 元组中元素可以是不同类型；
一个元组也可以作为另一个元组的元素，此时，作为元
素的元组需要增加括号，从而避免歧义。
例如：t3='123','456',('中国，我爱你')
 元组中各元素存在先后关系，可以通过索引访问元组
中元素。
例如：t3[0]
 元组定义后不能更改，也不能删除。
例如：t3[0]=456

元组总结

 Python语言中的元组类型定义后不能修改
 不可变的tuple有什么意义呢？
因为tuple不可变，所以代码更安全。
 如果仅考虑代码的灵活性，也可以用列表类型代替元组类型。

列表的概念

 基本概念
     列表(list)是有序的元素集合；
     列表元素可以通过索引访问单个元素；
 列表与元组类似
     列表中每个元素类型可以不一样
     访问列表中元素时采用索引形式
列表与元组不同
    列表大小没有限制，可以随时修改

列表的操作

 针对列表有一些基本操作，这些操作与字符串操作类似

列表操作符	操作符含义
< list1 > + < list2>	连接两个列表
< list > * < 整数类型 >	对列表进行整数次重复
< list > [< 整数类型 >]	索引列表中的元素
len( < seq > )	列表中元素个数
< list >[ < 整数类型 > : < 整数类型 >]	取列表的一个子序列
for < var > in < list > :	对列表进行循环列举
< expr > in < list >	成员检查，判断<expr>是否在列表中

示例：

l = [1,2,3,"hello",9]
l
Out[35]:
[1, 2, 3, 'hello', 9]
l2 = [4,5,6,'world',9]
l2
Out[36]:
[4, 5, 6, 'world', 9]
l +l2
Out[40]:
[1, 2, 3, 'hello', 9, 4, 5, 6, 'world', 9]

l[3]+ " "+ l2[3]
Out[42]:
'hello world'
#%%    
l3=[]
l4=[]
for i in l:
    if type(i) is str:
        l3.append(i)
    else:
        l4.append(i)
l3
['hello']
l4
[1,2,3,9]

 列表相关方法

方法	方法含义
< list > . append ( x )	将元素x增加到列表的最后
< list > . sort ( )	将列表元素排序
< list > . reverse ( )	将序列元素反转
< list > . index ( )	返回第一次出现元素x的索引值
< list > . insert ( i, x )	在位置i处插入新元素x
< list > . count ( x )	返回元素x在列表中的数量
< list > . remove ( x )	删除列表中第一次出现的元素x
< list > . pop ( i )	取出列表中位置i的元素，并删除它

示例

l5 = [1,2,3,8,5]
l5.append(10)
l5
Out[ ]:
[1,2,3,8,5,10]
l5.sort()
l5
Out[ ]:
[1,2,3,5,8,10]
l5.reverse()
l5
Out[ ]:
[10,8,5,3,2,1]
l5.insert(3,2)
l5
Out[ ]:
[10,8,5,2,3,2,1]

 对于字符串，可以通过split()函数，将字符串拆分成一个列表，默认以空格分割

 例如：

str1= 'I love bai yun fan fan'
str1.split()
Out[ ]:
['I', 'love', 'bai', 'yun', 'fan', 'fan']

3.4 math库 and random库

数学库及其使用

3.4.1.math库

 math库中常用的数学函数

函数	数学表示	含义
圆周率pi	π	π的近似值，15位小数
自然常数e	e	e的近似值，15位小数
ceil(x)	$[x]$	ٔ对浮点数向上取整
floor(x)	$[x]$	ٔ对浮点数向下取整
pow(x,y)	$x^y$	计算x的y次方
log(x)	lg x	以e为基的对数，
log10(x)	$log_{10}x$	以10为基的对数，
sqrt(x)	$\sqrt{x}$	平方根

 math库中常用的数学函数

函数	数学表示	含义
exp(x)		e的x次幂，
degrees(x)		将弧度值转换成角度
radians(x)		将角度值转换成弧度
sin(x)	sin x	正弦函数
cos(x)	cos x	余弦函数
tan(x)	tan x	正切函数
asin(x)	arcsin x	反正弦函数，x∊[-1.0,1.0]
acos(x)	arccos x	反余弦函数，x∊[-1.0,1.0]
atan(x)	arctan x	反正切函数，x∊[-1.0,1.0]

随机数库及其使用

 random库中常用的函数

函数	含义
seed(x)	给随机数一个种子值，默认随机种子是系统时钟
random()	生成一个[0,1.0]之间的随机小数
randint(a,b)	生成一个a到b之间的随机整数
randform(a,b)	生成一个a到b之间的随机小数
randrange(a,b,c)	随机生成一个从a开始到b以c递增的数
choice(<list>)	从列表中随机返回一个元素
shuffle(<list>)	将列表中元素随机打乱
sample(<list>,k)	从指定列表随机获取k个元素