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python 基础

Author
Elysia
Published
2023/03/07
Updated
2023/03/07
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python 基础

一、基础概论

1、数据对象及其组织

什么是数据：数据(data)是信息的表现形式和载体

数据类型归纳：

  • 简单类型用来表示值：整数int、浮点数float、复数complex、逻辑 值bool、字符串str
  • 容器类型用来组织这些值：列表list、元组tuple、集合set、字典dic
  • 数据类型之间几乎都可以转换

对数据进行组织

  • 对大量的数据进行处理的时候，需要建 立各种各样的数据组织，以便提高计算 效率
  • 组织方式：
    • 没有组织
    • 标签式组织数据
    • 队列、栈、树、图等

2、计算和控制流程

计算与流程

计算： 对现实世界处理和过程的抽象

  • 普通运算：

    12 * 34.5 + 2
416.0

  • 字符串的运算：

     ('acd'+'231') * 3
'acd231acd231acd231'

  • 调用黑盒子（封装好的函数）：

    import math
math.sqrt(25)
5.0

运算语句

  • 将表达式复制给变量进行引用

  • 赋值语句用来实现处理与暂存（可以将黑盒子里面的函数进行赋值）：

    sqr=math.sqrt
sqr(25)
5.0

控制流语句

控制流语句用来组织语句描述过程

  • image-20230119220220202
  • image-20230119220243010
  • image-20230119220253535

定义语句：def 、class

  • 定义语句也用来组织语句，把一系列 运算语句集合起来给一个名字

  • 描述了一个包含一系列处理过程的计 算单元，主要为了源代码的各种复用

    def sum_list(alist):
    sum_temp=0
    for i in alist:
        sum_temp += i
    return sum_temp
my_list=[1,2,3,4,5,6,7,8,9 ]
my_sum=sum_list(my_list)
print(my_sum)
45
  • 可以定义函数、类等“代码”对象
  • 调用函数或者类，也可以得到数据对 象，Python里所有可调用的事物称 为callable

二、数据类型：基本类型image-20230302231311562

image-202303022339432351、数值

（1）、整数类型：int

  • 最大的特点是不限制大小：无论多复杂的算式都可以直接得到结果
  • 常见运算：

image-20230126213406364

  • 大小比较：

image-20230126213547887

  • 连续比较判断

    image-20230126213557987

  • 数的进制：通常采用十进制

    image-20230126213745289

    • 整数的各种进制表示：Python语言中可以直接用二进制、八进制和 十六进制来表示整数，只要加一个前缀用以 标识几进制即可

image-20230126213840199

（2）、浮点数类型：float

  • 操作和整数类似
  • 浮点数受到17为有效数字的限制
  • 特点：
    • 科学计数法
    • 有效位数
  • 特性：进制转化造成精度误差

image-20230126214159742

（3）、复数类型

  • 复数生成：Python内置复数数据类型
  • 复数运算:支持所有常见计算

image-20230126214335703

  • 复数比较：复数之间只能比较是否相等
  • 复数应用
    • 求平面上两个点(x1,y1)和(x2,y2)的距离
    • image-20230126214515358

（4）、更多的数学函数：math模块

<img src="C:\Users\BinlingChen\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230126214924785.png" alt="image-20230126214924785" />

  • 数学常数
    • 圆周率π、自然对数的底e等
  • 数学函数
    • 三角函数、对数、最大公约数、最小公倍数等
  • 专门面向复数计算
    • math模块中的数学函数只能用于计算整数 和浮点数，对于复数就无能为力了
  • 平面直角坐标和极坐标之间的转换
    • image-20230126215112149

2、逻辑值

（1）、判断与真值

  • 逻辑(bool)类型
    • 逻辑值仅包括真(True)/假(False)两个
    • 用来配合if/while等语句做条件判断

image-20230127100315907

  • （2）、逻辑运算

  • “与” and

    • “并且”
    • and连接的两个真值需要同时为真，计算结果才为真

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  • “或” or
    • “或者”
    • or连接的两个真值只要有一个为真，计算 结果就为真

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  • “非” not
    • “否定”
    • not连接的一个真值，非真为假，非假为真

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  • and和or是双目运算，由两个逻辑类型真值进行运算
  • not是单目运算，作用于一个逻辑类型真值
  • 优先级：not最高，and次之，or最低

（3）、各种类型对应的真值

  • 整数、浮点数和复数类型
    • 0是“假”，所有非0的数值都是“真”
  • 字符串类型
    • 空串("")是“假”，所有非空串都是“真”
  • 所有序列类型（包括字符串）
    • 空序列是“假”，所有非空的序列都是“真”
  • 空值None
    • 表示“无意义”或“不知道”，也是“假“

3、字符串

（1）、文本的表示

  • 字符串就是把一个个文字的字符“串起来”的数据
    • 文字字符包含有拉丁字母、数字、标点符号、 特殊符号，以及各种语言文字字符
    • image-20230127101616628
  • 表示字符串数值
    • 用双引号或者单引号都可以表示字符串， 但必须成对
    • 多行字符串用三个连续单引号表示
    • image-20230127101711634
  • 特殊字符用转义符号“\”表示image-20230127101807512
  • 字符的编号
    • 第一个字符的编号是0，第二个字符编号是1，...
    • 最后一个字符的编号是-1，倒数第二个字符编号是2，...
  • 用这种整数编号可以从字符串中抽取出任 何一个字符

（2）、字符串和名字的区别

  • 字符串是数据本身
  • 名字是数据的标签
  • 名字和字符串是“名”和“值”之间的关系
    • 一个字符串数值可以关联多个名字
    • 一个名字在同一时刻只能关联一个字符串数值
    • 字符串数值只能是字符串类型
    • 名字则可以关联任意类型的数值。
    • image-20230127102117106

（3）、常见的字符串操作

  • 获取字符串的长度:len函数

    image-20230127102241666

  • 切片(slice)操作：s[start:end :step]:start 和end是位置，step为步长

    image-20230127103513082

    • 不包括end序号的字符，若想取到end需往后多取一位

      image-20230127103711042

  • “加法”和“乘法”

    • +：将两个字符串进行连接，得到新的字符串。
    • *****：将字符串重复若干次，生成新的字符串

  • 判断字符串内容是否相同(==)

    image-20230127103906765

  • 判断字符串中是否包含某个字符串(in)

    image-20230127104043700

  • 删除空格

    • str.strip:去掉字符串前后的所有空格，内部的空 格不受影响

      image-20230127161800874

    • str.lstrip：去掉字符串前部（左部）的所有空格

      image-20230127161917243

    • str.rstrip：去掉字符串后部（右部）的所有空格

      image-20230127162031225

  • 判断字母数字

    • str.isalpha：判断字符串是否全部由字母构成
    • str.isdigit：判断字符串是否全部由数字构成
    • str.isalnum：判断字符串是否仅包含字母和数字， 而不含特殊字符

（4）、字符串的高级操作

  • split：分割；join：合并
  • upper/lower/swapcase：大小写相关
  • ljust/center/rjust：排版左中右对齐
  • replace：替换子串

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（5）、字符串是一种序列

  • 序列（sequence）：能够按照整数顺序排列的数据
  • 序列的内部结构：
    • 可以通过从0开始的连续整数来索引单个对象；
    • 可以执行切片，获取序列的一部分；
    • 可以通过len函数来获取序列中包含多少元素；
    • 可以用加法“+”来连接为更长的序列；
    • 可以用乘法“*”来重复多次，成为更长的序列；
    • 可以用“in”来判断某个元素是否在序列中存在。

4、变量和引用

（1）、给数据命名

  • 命名语法：<名字> = <数据>
  • 命名规则
    • 字母和数字组合而成，下划线“_”算字母，字母 区分大小写
    • 不带特殊字符（如空格、标点、运算符等）
    • 名字的第一个字符必须是字母，而不能是数字 （注：在Python语言的名字规则中，汉字算是字母）

（2）、名字与变量

  • 名字（name)

    • 名字像一个标签，通过赋值来“贴”在某个数据数值 上
    • 名字和数值的关联，称为引用。
    • 关联数值后的名字，就拥有了数据的值（value） 和类型（type)
    • 一个数值可以和多个名字关联

  • 变量（variable)

    • 与数值关联的名字也称作变量，表示名字 的值和类型可以随时变化。
    • 变量可以随时指向任何一个数据对象，比如True， 1.02，或者"Hello“
    • 变量的类型随着指向的数据对象类型改变而改变

  • 赋值(assignment)

    • 名字与数值关联的过程，称为给变量赋值
    • “==”（相等关系）是对数值的相等性进行判断
    • “=”（赋值号）则是计算等号右边式子的值，赋值 给等号左边的变量

  • 赋值语句

    • 通过赋值号将变量和表达式左右相连的语句
    • 赋值语句the_sum = 0，实际上是创建了名为 the_sum的变量，然后指向数据对象“0"

（3）、灵活多变的赋值语句

  • 最基本的赋值语句形式:<名字> = <数据>

  • 合并赋值:a = b = c = 1

  • 按顺序依次赋值:a, b, c = 7, 8, 9

  • 简写赋值语句

    price += 1   # price=price+1
price *= 1.5 # prince=price*1.5
price /= 3 + 4 # price=price/(3+4)

三、数据类型：容器类型

（1）列表和元组

  • 数据收纳盒

    • 用来收纳数据对象的数据类型
    • 以一种规则的下标索引方式（收纳盒名字+ 数字序号）访问到每个数据
    • 这种收纳盒是一种序列
    • 列表可以删除、添加、替换、重排序列中的 元素（可变类型）
    • 元组是不能再更新（不可变）序列：元组在保留列表大多数功能的同时，去掉了一些灵活性以换取更高的处理性能

  • 列表和元组的创建

    • 创建列表：方括号法[]，指明类型法list()
    • 创建元组：圆括号法()，指明类型法tuple()
    • 列表或元组中保存的各个数据称作元素(element)，类型没有限制

  • 列表的操作：增长/缩减

    • 增长列表：append操作/insert操作/extend操作
    • 缩减列表：pop操作/remove操作/clear操作
    • 列表是一种可变容器，可以随意增减
    • 但并不是所有的数据容器都能像列表 这样可以继续添加新元素

  • 列表的操作：重新组织

    • reverse/sort操作
      • reverse：把列表中的数据元素头尾反转重新排列
      • sort：把列表中的数据元素按照大小顺序重新排列
    • reversed/sorted操作：到重新排列的列表，而不影原来的列表

  • 列表的方法

    image-20230127171307271

  • 列表和元组的操作

    • 合并
      • 加法运算+：连接两个列表／元组
      • 乘法运算*：复制n次，生成新列表／元组
    • 列表/元组大小：len()：列表／元组中元素的个数

  • 列表和元组的操作：索引和切片

    • 索引：alist[n]或atuple（n）
      • 可以用赋值语句给列表中的任何一个位置重新赋值
      • 但元组属于不可变类型，索引只能获取对应位置中的 数据值，不可重新赋值
    • 切片
      • alist[start : end : step]
      • atuple（start : end : step）

  • 列表和元组的操作：查找和计算

    • 查找
      • in操作：判断某个元素是否存在于列表/元组中
      • index操作：指定的数据在列表/元组的哪个位置
      • count操作：指定的数据在列表/元组中出现过几次
    • 计算
      • sum函数：将列表中所有的数据元素累加
      • min/max函数：返回列表中最小/最大的数据元素

（2）字典

（3）集合

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