Python语言程序设计-学习笔记4：Python编程之数据类型

第三周：Python编程之数据类型

3.1 数字和字符串类型

1.类型的概念

程序设计不允许出现语法歧义；

所以需要明确类型；

常用6中数据类型：

1）数字类型；

2）字符串类型；

3）元组类型；

4）列表类型；

5）文件类型；

6）字典类型；

2.数字类型：

程序元素，010/10存在多种可能；

数字类型对Python语言中的数字的表示和使用进行了定义和规范；

1）整数；

与数学中的整数概念一致，没有取值范围的限制；

如pow(x,y)函数：计算x的y次幂；

（Code3_1）

print(pow(2,15))

log:

32768

猜猜看，如何获得数字长度？

十进制数：10、-21；

十六进制：0x或0X开头的，-0x89；

八进制：0o或0O开头的；

二进制：0b或0B开头的；

2）浮点数；

带有小数点及小数的数字；

Python语言中的浮点数的数值范围存在限制，小数点进度也存在限制，这种限制与不同计算机系统有关；

获取系统浮点数信息；

（Code3_2）

import sysprint(sys.float_info)

log:

sys.float_info(max=1.7976931348623157e+308, max_exp=1024, max_10_exp=308, min=2.2250738585072014e-308, min_exp=-1021, min_10_exp=-307, dig=15, mant_dig=53, epsilon=2.220446049250313e-16, radix=2, rounds=1)

可以看到，最大值是10的308次方；最小值10的-307次方；精度到小数点后53位；

a：0.0和0不同；

b：96e4，4.3e-3，9.6E5（科学计数法）

    科学计数法使用字母e或E作为幂的符号，以10为基数；

    <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为实数部分，b为虚数部分，a和b都是浮点类型，虚数部分用j或者J标识；（j*j = -1）

对于复数z，可用z.real获得实数部分，z.imag获得虚数部分；

3.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）；

不同数据类型的混合运算，运算后生成结果为最宽类型；

三种类型可以互相转换；

函数：int() float() complex();

int(4.5) = 4 #去掉小数部分

float(4) = 4.0 #增加小数部分

complex(4) = 4 + 0j #增加值为零的虚数部分

不支持复数的反方向转换，即不能把虚数使用这种函数的方式转换为整数或浮点数；

数字类型的判断：

使用函数type(x)返回x的类型，适合于所有类型的判断；

print(type(4.5))

log：

<class 'float’>

数字类型的运算：

python还提供了math库，进行更多的数学运算；后续会介绍；

4.字符串数据类型

双引号或单引号括起来的一个或多个字符；

type(“aaa”)  <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；如print(“\”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；

可以使用单个索引访问字符串中的特定位置；格式如<string>[<索引>]

Python中字符串的索引从0开始，一个长度为L的字符串最后一个字符的位置是L-1；

Python同时允许使用负数从字符串的右边末尾向左进行反向索引，最右端索引值为-1；

此外，也可以通过两个索引值确定一个位置范围内，返回这个范围的字符串子串；

格式如：<stirng>[<start>:<end>]

这里：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的位置；

字符串之间可以通过+或*进行链接：

1）加法操作+将两个字符串连接成一个字符串；

2）乘法操作*构建一个由其本身字符串重复链接而成的字符串；

len()函数可以返回一个字符串的长度；

大多数数据类型都可以通过str()函数转换为字符串；

（Code3_3）

greet = "Hello world!"print(greet[2])x = 8print(greet[x - 2])print(greet[-1])print(greet[0:3])print("Hello" + "flower")print("huahau"*3)print(len("haahha"))print(str(123))

实现一段代码示例：输入月份数字，返回月份字符串；

（Code3_4）

months = “JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec"list = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]def monthConvertToString(month):    if month in list:        monthString = months[((month-1)*3):(month*3)]        return monthString    return "---"def main():    n = input("请输入月份数（1-12）：")    print(monthConvertToString(int(n)))main()

5.字符串的操作方法

格式<string>.func()

此外，还可以遍历字符串中的每个字符；

for <var> in <string>:

相关操作方法还有很多；

转义字符可以在字符串中表达一些不可直接打印的信息，如用\n表示换行；

3.2 元组和列表类型

1.元组是包含多个元素的类型，元素之间用逗号分割；

Tuple（元组）

如：t1 = 123,456,”hello”

元组可以是空的，t2 = ()

元组包含一个元素，t3 = 123,

元组外侧可以使用括号，也可以不使用；

元组的三个特点：

1）元组中元素可以是不同类型，也可以是元组，此时作为元素的元组需要加()括号以区分；

2）元组元素之间存在先后关系，可以通过索引访问；

3）元组定义后不能更改，也不能删除；

与字符串类似，可以通过索引区间来访问元组中部分元素，如t[1:]

与字符串类似，元组之间可以使用+和*进行运算；

元组定义后不能修改是为了更加安全，如果想要更改以增加代码的灵活性，可以使用列表；

2.列表类型及其操作

list列表是有序的元素集合；可以使用索引访问；

列表中每个元素类型可以不一样；

与元组不同的是，列表的大小没有限制，可以随时修改；

列表的操作

（Code3_5）

vlist = [1,2,3,4,5]print(vlist * 2)print(len(vlist[3:]))#从索引3开始到末尾for val in vlist[:2]:#到索引2且不包含    print(val)if 2 in vlist:    print("true”)

log：

[1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5]

2

1

2

true

列表其他操作：

（Code3_6）

vlist = [0,1,2,3,4]vlist.append('Python')print(vlist)vlist.reverse()print(vlist)print(vlist.index(3))print(vlist.pop(3))print(vlist)

log:

[0, 1, 2, 3, 4, 'Python']

['Python', 4, 3, 2, 1, 0]

2

2

['Python', 4, 3, 1, 0]

字符串可以通过split()函数，将字符串拆分成一个列表；如：”hahaha”.split(“a”)   log：['h', 'h', 'h', '']

3.3 math库、random库和实例

math库包含一批数学函数：

random库包含一批随机函数，生成随机数：

（Code3_7）

from random import *print(random())print(uniform(1,10))print(randint(1,10))print(randrange(1,10,2))ra = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]print(choice(ra))shuffle(ra)print(ra)print(sample(ra,3))seed(10)print(uniform(1,10))print(uniform(1,10))seed(10)print(uniform(1,10))print(uniform(1,10))#设定相同随机种子 调用随机数函数生成的值是相同的

log：

0.8079332114449371

2.9530059453859883

2

3

5

[2, 1, 5, 4, 0, 3, 8, 7, 9, 6]

[4, 5, 0]

6.142623352209221

4.860001492076032

6.142623352209221

4.860001492076032

设定相同随机种子 调用随机数函数生成的值是相同的

这是因为：

计算机是一个确定设备，他不能生成真正意义上的随机数，由计算机产生的都是伪随机数；

都是从一个种子开始的伪随机序列；

从相同的随机种子开始会产生相同的伪随机序列；

使用python语言计算π：

    π是一个无理数，只能用近似法计算——蒙特卡洛方法（Monte Carlo）

1）单位正方形；

2）随机圆；

3）随机抛洒点；

4）圆内点/正方形面积即为π/4;

处理：

    对于每个抛洒点，计算点到圆心的距离，通过距离判断是在园内还是圆外；统计数量；

（Code3_8）

引入数学库的同时引入time库用于计时；

from random import randomfrom math import  sqrtfrom  time import clockDARTS = 1200hits = 0clock()for i in range(1,DARTS):    x, y = random(), random()    dist = sqrt(x**2 + y**2)    if dist <= 1.0:        hits = hits + 1pi = 4* (hits/DARTS)print("π = %s"%pi)                          #%格式输出是就得方式print("π={}\nTime={}".format(pi,clock()))   #format格式输出函数是新的方式

log：

π = 3.1066666666666665

π=3.1066666666666665

Time=0.054041

3.4 课后练习

字符串操作测验（略）