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基本数据类型Python中的对象变量命名与赋值Python的数字类型字符串类型运算符与表达式常用内置函数input输入函数print输出函数math库和random模块应用实例 对象是Python语言中的最基本的概念之一，在Python中的一切都是对象，例如后面要讲的整数对象、小数对象、字符串对象、函数对象、模块对象等。表2-1列出了其中一部分常见的Python对象类型。对象类型对象类型示例示例对象类型对象类型示例示例整型整型123，456集合（set）10,20,30,40,50浮点型浮点型3.14159，0.123字典（dict）name:Sue,age:19布尔型布尔型True，False空类型None复数型复数型3+5j，2+8J文件f=open(file1.txt,r)字符串字符串 zzu，Python函数使用def定义列表列表10,20,30,40,50模块使用前用import导入元组元组(10,20,30,40,50)类使用class定义表2-1 部分常见的Python对象类型及示例2.2 变量命名与赋值2.2.1 变量命名 对Python而言，变量存储的只是一个变量的值所在的内存地址，而不是这个变量本身的值。每个变量在内存中的创建都包括变量的唯一标识id、变量的名称和数值这些信息，它们之间的关系如图2-1所示。在Python语言中，变量名、函数名、模块名、类名等都是标识符，其命名规则如下：（1）标识符由大小写英文字母、数字和下划线组成，且第一个字符必须是字母或下划线，不能是数字。（2）Python标识符区分字母大小写，也就是说name与Name是两个不相同的变量，标识符的长度不限。（3）具有特殊功能的标识符称为关键字（Keywords）。不能使用诸如False和and等关键字作为标识符。例如：_if、a_1、area、name_book是合法标识符。3_class、room#、else、and、money$是非法标识符。2.2.2 变量赋值 为了避免浪费有限的内存容量，就采用数据类型来规范变量占用存储空间的大小。Python属于动态数据类型语言，编译时不会事先进行类型检查，而是在赋值时根据变量值的类型来决定变量的数据类型，因此不需要声明数据类型。变量值使用赋值符号（=）来赋值，与数学公式中的等号（=）含义是不同的。变量声明的语法格式如下：变量名=变量值例如：mark=90.5#变量mark的值是浮点数90.5name=张三#变量name的值是字符串“张三”age=18#变量age的值是整数18变量在第一次赋值时被创建，再次出现时直接使用。例如：number=80print(number+20)#输出100即使变量名相同，变量的标识也不同。例如：r=1.5#变量赋值定义一个变量rprint(id(r)#打印变量r的标识r=2.6#变量再次赋值重新定义一个新变量rprint(id(r)#打印新变量r的标识同一个变量可以赋予不同类型的值。例如：x=123x=zhengzhou#变量x会自动转换类型print(x)#输出字符串“zhengzhou”Python可以为多个变量赋值。例如：x,y,z=1,2.5,123#把1,2.5,123分别赋给变量x、y、za,b,c=1#把1赋给a、b、c三个变量2.3 Python的数字类型 本章介绍Python内建的基本数据类型有数字类型和字符串类型，第6章介绍容器类型：tuple（元组）、list（列表）、dict（字典）、set（集合）。Python的数字类型包括整型、浮点型、布尔型和复数型，接下来通过逐一介绍Python的数字常量了解Python的基本数字类型的用法。1.整数 整数是指不带小数点的数字。Python可以使用或支持任意大小的整型数，没有位数的限制，只要硬件支持的情况下再大的整数都可以处理，其数值处理能力非常强大。整数分为正整数或负整数，一般的整数常量是十进制（decimal）来表示，Python还允许将整数常量表示为二进制（binary）、八进制（octal）和十六进制（hexadecimal），只要分别在数字之前加上0b（或0B）、0o（或0O）、0 x（或0X）前缀来指定进位制即可。不同进制只是整数的不同书写形式，程序运行时都会处理为十进制，表2-2是不同类型整数的举例说明。2.浮点数 浮点型用于表示浮点数。带有小数点的数值都会被视为浮点数，除了一般的小数点表示形式外，也可以使用科学记数法的格式以指数来表示。Python中的科学计数法表示为：E或者e，其中E或者e表示以10为底，后面的整数表示指数，“+”号表示小数点向右移，“-”号表示小数点向左移，“+”号还可以省略。每个浮点数占8个字节（64位），遵循的是IEEE 754双精度标准。表2-3是浮点数两种形式的举例说明。3.布尔值 布尔型是int类型的子类，只有两个值True与False（第一个字母必须大写），分别用于表示逻辑真和逻辑假。用于计算时，布尔值也可以当成数值来运算，True对应整数1，False对应整数0。例如：执行number=3-False后，number的值为整数3。任何值都可以被转换成布尔值，对象判断中数字0、空字符串（）、None、空的List（）、空的Tuple（()）、空的Dict（）都会被视为False，其他对象值都会视为True。4.复数 Python中的复数类型是一般计算机语言所没有的数据类型，复数类型用于表示数学中的复数。复数常量表示为“实部+虚部”形式，虚部以j或J结尾，实数部分和虚数部分都是浮点型，而且必须有表示虚部的浮点数和j（或J），即使的部分是1也不能省略。例如合法的复数：2+4j、-1.2-5.2J、3.7+2e-8j、-1J、.123J、8e-11J、(5.9-3e-12j)例如非法的复数：0.0、(2+8)j、（-2+6）、3.2 5e-5j、6.3+j复数的示例代码如下所示：x=3+5jprint(x.real)#输出实数部分3.0type(x.real)#查看实数部分的数据类型print(x.imag)#输出虚数部分5.0type(x.imag)#查看虚数部分的数据类型5.数字类型转换 有时不同类型的数字之间需要借助一些函数进行转换，只需要将数据类型作为函数名即可。常见的数字类型转换函数使用举例如下：x=1.34int(x)#int函数将浮点数转换为整数1y=100float(y)#float函数将整数转换为浮点数100.0complex(5.7)#complex函数创建一个复数(5.7+0j)2.4 字符串类型 字符串是由一系列的字符所组成的，最基本的表示方式是使用单引号（）、双引号（）、3个单引号（）或3个双引号（）来表示字符串常量，并且单引号、双引号、三单引号、三双引号还可以互相嵌套，用来表示复杂的字符串。例如：0123456789abcdefg郑州大学123+456Lets go to schoolJack says:Lets go to school 或 或 表示空字符串 字符串可以使用+运算符进行合并以生成新字符串，或者用*运算符进行重复。例如：print(Aa+Bb+Cc)AaBbCcprint(Abc*5)AbcAbcAbcAbcAbc 字符串中有一些特殊字符无法由键盘录入或该字符已经被定义为其他用途，要使用这些字符就必须使用反斜杠（）转义特殊字符。常用的转义字符如表2-4所示。说明：（1）单引号括住的字符串里面又有单引号时，就必须使用转义字符。例如：str=Theyre students.（2）如果不需要反斜杠发生转义，可以在字符串前面添加字母r或R表示原始字符串，但字符串的最后一个字符不能是反斜杠符号。例如：print(r“d:computernlp”)（3）反斜杠可以作为续行符，表示下一行是上一行的延续。例如：print(This is a Python Program.)This is a Python Program.Python还提供了一些非常实用的用于字符串的函数和方法，其中常用的如表2-5所示。字符串函数与方法字符串函数与方法功能功能应用示例应用示例结果结果len()函数返回字符串的字符个数len(郑州大学zzu)7upper()方法将字符串中字母转换为大写aBc.upper()ABClower()方法将字符串中字母转换为小写aBc.lower()abccapitalize()方法将字符串首字母转换为大写tom.capitalize()Tomcount()方法搜索特定字符串出现的次数zzu.count(z)2strip()方法删除字符串首尾的字符*zzu*.strip(*)zzulstrip()方法删除左边的字符*zzu*.lstrip(*)zzu*rstrip()方法删除右边的字符*zzu*.rstrip(*)*zzureplace()方法将字符串中特定的字符串替换成新的字符串str=*zzu*郑州大学*2.5 运算符与表达式 Python语言定义了许多运算符。表达式由操作数、运算符和圆括号按一定规则连接起来组成。当复杂的表达式有多个运算符时，运算符的优先级和结合性决定运算或程序执行的顺序。下面分别介绍运算符、表达式以及运算符的优先级和结合性。2.5.1 运算符1.算术运算符 算术运算符如表2-6所示，其中变量a和b分别假设为1和2，其运算结果为：2.赋值运算符 赋值运算符如表2-7所示，其中变量a、b、c分别假设为1、2、3，其运算结果为：3.关系运算符 关系运算符如表2-8所示，其中变量a和b分别假设为1和2，其运算结果为：4.逻辑运算符 逻辑运算符如表2-9所示，其中变量a和b分别假设为1和2，其运算结果为：2.5.2 表达式、优先级和结合性 表达式是将不同类型的数据（常量、变量、函数）用运算符按照一定的规则连接起来的式子。因此，表达式由常量、变量、函数和运算符等组成。当复杂的表达式有多个运算符时，运算符的优先级决定从到运算的顺序，这对执行的结果有重大的影响。当表达式中有一种以上的运算符时，运算符优先级的顺序为：算术运算符比较运算符赋值运算符逻辑运算符其中，算术运算符的优先级（从高到低排列）顺序为：乘幂（*）乘法和除法（*,/）整数除法（/）求余数（%）加法和减法（+,-），也就是我们熟知的“先乘除后加减”。逻辑运算符的优先级（从高到低排列）顺序为：逻辑非（not）逻辑与（and）逻辑或（or）Python中优先级相同的运算符通常由左向右结合，即具有相同优先级的运算符按照从左到右的顺序计算。例如：所有优先级相同的比较运算符、算术运算符中的加法和减法运算符以及乘法和除法运算符。还有一些运算符（例如赋值运算符）是右结合，即从右向左的顺序计算。另外，小括号可以改变优先级。小括号运算符拥有最高的优先权，需要先被执行的运算就加上小括号，这样小括号内的表达式就会先被执行。2.6 常用内置函数 Python语言包括若干用于实现常用功能的内置函数，内置函数可以不需要导入任何模块即可直接使用。Python常用内置函数及其功能和示例如表2-10所示。当初学者对某个函数，对象的某个方法不懂的时候可以使用help函数，会返回一些有用的信息，例如：输入help(math.sqrt)可以查看指定方法的使用帮助。2.7 print输出函数2.7.1 输出函数print 一个完整的程序一般都要用到输入和输出操作。在Python中使用print函数输出执行的结果。print函数基本格式如下。print(object1,sep=,end=n)说明：（1）内表示可省略的参数，print函数所有参数均可以省略。print函数无参数时输出一个空行。（2）object表示输出的对象。print函数可以同时输出一个或多个对象，输出多个对象时，需要用逗号分隔，如果需要输出字符串，可以在字符串前后两端加上双引号或单引号。例如：print(12)#输出一个对象12print(12,34,56,78)#输出多个对象12 34 56 78print(Hello World!)#输出一个字符串Hello World!（3）sep表示分隔符，用来间隔多个对象。如果省略sep不写，就会以默认的空格来分隔输出的数据，也可以用sep参数指定特定符号作为输出对象的分隔符。例如：print(12,34,56,78,sep=)#指定作为输出分隔符12345678（4）end表示结尾符号，用来设定以什么结尾。默认值是换行符“n”，如果省略end不写，执行print函数后就会换行，也可以用end参数换成其他结尾符号。例如：print(score);print(95)#省略end默认换行，分两行输出score95print(score,end=);print(95)#指定结尾符号为空字符串，在一行上输出score95print(score,end=);print(95)#指定结尾符号为=，在一行上输出score=952.7.2 格式化输出 print函数有两种格式化方法支持格式化输出，分别是以“%字符”格式化输出和搭配format函数格式化输出。1.用“%字符”格式化输出语法格式如下：print(格式化文本%(变量1,变量2,变量n)说明：（1）格式化文本可以用“%字符”代表输出格式，如表2-11列出了各种格式化符号的输出格式说明。例如：age=19print(Jack的年龄：%d岁%age)Jack的年龄：19岁（2）格式化文本有两个以上的变量，变量必须用括号括起来，变量之间用逗号隔开。例如:age=18print(%s的年龄：%d岁%(Lucy,age)Lucy的年龄：18岁（3）格式化输出可以固定打印字符的个数和浮点数的位数，让输出的数据排列整齐。例如:print(%6s的2月份工资：%8.2f元%(Tom,6580)print(%6s的2月份工资：%8.2f元%(Marry,5658.3)print(%6s的2月份工资：%8.2f元%(Jone,10012.18)执行结果如下：其中%6s表示字符串的宽度为6，当字符个数少于6个字符时，在字符串左边补空格使上下行人名右对齐。%8.2f表示浮点数的宽度为8，小数占2位，小数点占1位，当浮点数少于8位时，在浮点数左边补空格使上下行的工资数额右对齐。2.搭配 format函数格式化输出 还可以搭配使用format函数格式化输出，用法说明如下：（1）无论输出何种数据类型都用大括号表示，内用format函数里面的自变量替换。例如：print(是我们的计算机老师。.format(张三)张三是我们的计算机老师。（2）可以使用多个自变量，0表示使用第一个自变量，1表示使用第二个自变量，以此类推，也可以用format函数里面的自变量名称取代数字编号，如果内省略，则按照自变量的顺序填入。例如：print(0的大学计算机基础成绩为1分.format(李四,90)print(name的大学计算机基础成绩为score分.format(name=李四,score=90)print(的大学计算机基础成绩为分.format(李四,90)执行结果均为：李四的大学计算机基础成绩为90分（3）在数字编号后面加上冒号可以指定参数格式。例如：print(0:.2.format(3.1415926)#取2位小数3.14（4）可以搭配“”加上宽度来控制左、中、右输出对齐。未指定填充字符则默认是以空格填充，指定填充字符则以指定字符作为填充。例如：print(0:6的期末总分：1:9.format(May,652)执行结果如下：2.8 input输入函数 input函数用于获取用户的输入数据，该函数可以指定提示文字，用户输入的数据则存储在指定的变量中，其基本格式如下。变量=input(“提示字符串)说明：（1）其中，提示字符串和变量均可以省略。（2）在程序执行时，遇到input指令会先等待用户输入数据，当用户输入数据按【Enter】键之后，input函数将用户在【Enter】键之前的全部输入数据以字符串格式返回，使用eval函数可以计算字符串中表达式的值并返回存入变量中。例如：x=eval(input(请输入数据：)请输入数据：123x123（3）用户输入的数据是字符串格式，如果需要输入整数或小数等，我们可以使用内置的int或float函数将输入的字符串转换为整数或浮点数。例如：x=input(请输入一月份的工资：)请输入一月份的工资：4230.12x4230.12#变量x的值是字符型 y=input(请输入一月份的奖金：)请输入一月份的奖金：830.34y830.34#变量y的值是字符型float(x)+float(y)#使用内置float函数将输入的字符串转换为浮点数5060.46（4）可以一次分别给多个变量赋值。例如：x,y,z=eval(input(请输入三个100到500之间的整数:)请输入三个100到500之间的整数:150,238,496x150y238z4962.9 math库和random模块2.9.1 math库使用示例：使用示例：import math#使用math库前，用import导入该库print(math.fabs(-56.19):,math.fabs(-56.19)#math.fabs(-56.19):56.19print(math.pow(2000,-4):,math.pow(2000,-4)#math.pow(2000,-4):):6.25e-14print(math.sqrt(16):,math.sqrt(16)#math.sqrt(16):4.0print(math.sin(math.pi):,math.sin(math.pi)#math.sin(math.pi):1.2246467991473532e-16print(math.radians(30):,math.radians(30)#math.radians(30):0.5235987755982988print(pi=,math.pi)#pi=3.141592653589793print(e=,math.e)#e=2.718281828459045运行结果：运行结果：math.fabs(-56.19):56.19math.pow(2000,-4):6.25e-14math.sqrt(16):4.0math.sin(math.pi):1.2246467991473532e-16math.radians(30):0.5235987755982988pi=3.141592653589793e=2.7182818284590452.9.2 random模块 随机数在数学、制作游戏、测试、仿真以及安全等领域有着广泛的应用。Python提供了一个random随机数标准模块用来产生随机数，表2-13列出了Python常用随机数函数的说明和使用示例。运行结果：90.087210240864328491778b,e,f9,1,16,40.89851228831070642.10 应用实例例2.1 算术运算示例。程序代码如下：a=5.12b=6.3print(a+b=%f,a-b=%f,a*b=%f,a/b=%fn%(a+b,a-b,a*b,a/b)程序运行结果如下：a+b=11.420000,a-b=-1.180000,a*b=32.256000,a/b=0.812698例2.2 计算圆的周长和面积，要求半径由用户自行输入。程序代码如下：r=input(请输入圆的半径：)#input函数将输入数据以字符串格式返回存入变量中r=float(r)#float函数将输入的字符串转换为浮点数pi=3.14#把的值赋给变量picir=2*pi*r#求出圆的周长area=pi*r*r#求出圆的面积print(此圆周长为：%.2f%cir)#输出圆的周长print(此圆面积为：%.2f%area)#输出圆的面积程序运行结果如下：请输入圆的半径：5.2此圆周长为：32.66此圆面积为：84.91例2.3 求解一元二次方程5x2-4x-1=0。程序代码如下：import matha=5;b=-4;c=-1x1=(-b+math.sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a)x2=(-b-math.sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a)print(一元二次方程5*x*x-4*x-1=0的解为：,x1,x2)程序运行结果如下：一元二次方程5*x*x-4*x-1=0的解为：1.0-0.2例2.4 已知X=345678，Y=23456，Z=1234打印一个求X-Y-Z=W的竖式。程序代码如下：x=345678y=23456z=1234m=x-yn=m-zprint(%10d%x)print(%2c%8d%(-,y)print(%10s%-)print(%10d%m)print(%2c%8d%(-,z)print(%10s%-)print(%10d%n)例2.5 编写一个程序，用于实现两个数的交换。方法一：程序代码如下：方法二：程序代码如下：程序运行结果如下：x=30 y=50 x=50 y=30
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