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我们可以把 Python 当成一个计算器#xff0c;来进行一些算术运算
print(1 2 - 3) # 0
print(1 2 * 3) # 7
print(1 2 / 3) # 1.6666666666666665注意#xff1a;
print 是一个 Python 内置的 函数可以使用 - * / () 等运算符进行算术运算#xff0c;先…常量和表达式
我们可以把 Python 当成一个计算器来进行一些算术运算
print(1 2 - 3) # 0
print(1 2 * 3) # 7
print(1 2 / 3) # 1.6666666666666665注意
print 是一个 Python 内置的 函数可以使用 - * / () 等运算符进行算术运算先算乘除后算加减运算符和数字之间可以没有空格也可以有多个空格但是一般习惯上写一个空格(比较美观)
形如 1 2 - 3 这样是算式在编程语言中称为 表达式算式的运算结果, 称为 表达式的返回值 其中 1 , 2 , 3 这种称为 字面值常量 - * / 这种称为 运算符 或者 操作符
在 Python 中2/3 0.666666 而不是 0!! 在 C/Java 中整数除以整数结果还是整数! 并且会把小数部分直接舍弃!
1.6666666666666665 为什么不是 667 ?? 编程中一般没有“四舍五入”这样的规则 浮点数 IEEE754 标准这套规则下在内存中表示浮点数的时候可能会存在微小的误差
——示例 给定四个分数67.5, 89.0, 12.9, 32.2 编写代码求这四个分数的平均数
print( (67.5 89.0 12.9 32.2) / 4 )变量的类型
1、变量是什么
有的时候我们需要进行的计算可能更复杂一些需要把一些计算的中间结果保存起来这个时候就需要用到变量
print(type(avg))Python 中的变量的类型不需要在定义变量的时候显式声明而只是依靠初始化语句根据初始化的值的类型来进行确定的
——示例 给定四个分数67.5, 89.0, 12.9, 32.2 编写代码求这四个分数的方差
方差 1.计算平均值 ⒉针对每个数字分别计算数字和平均值的差值再平方 3.把上述的平方值相加 4.除以项数 -1
# 求四个数字的方差
avg (67.5 89.0 12.9 32.2) / 4
total (67.5 - avg) ** 2 (89.0 - avg) ** 2 (12.9 - avg) ** 2 (32.2 - avg)
result total / 3
print(result) # 1056.8066666666666在这个代码中就需要先计算这四个数字的平均值然后再计算方差这就需要把计算的平均值使用变量保存起来
注意 avg, total, result 均为变量 ** 在 Python 中表示乘方运算** 2 即为求平方
就像计算器中的 M 键功能类似通过变量就可以保存计算过程中的中间结果
只不过计算器一般只能保存一个数据而在 Python 代码中可以创建任意多的变量来随心所欲的保存很多很多的数据
变量可以视为是一块能够容纳数据的空间这个空间往往对应到 “内存” 这样的硬件设备上 PS: 我们可以把内存想像成是一个宿舍楼这个宿舍楼上有很多的房间每个房间都可以存放数据 衡量内存的一个重要指标就是内存空间的大小比如我的电脑内存是 16GB这个数字越大意味着内存的存储空间就越大能够存放的数据(变量) 就越多 2、变量的语法
2.1、定义变量
a 0创建变量的语句非常简单其中
a 为变量名当我们创建很多个变量的时候就可以用名字来进行区分 为赋值运算符表示把 右侧的数据放到 左侧的空间中
注意 变量的名字要遵守一定规则
——硬性规则(务必遵守)
变量名由数字字母下划线构成数字不能开头变量名不能和 “关键字” 重复变量名大小写敏感num 和 Num 是两个不同的变量名
——软性规则(建议遵守) 变量名使用有描述性的单词来表示尽量表达出变量的作用 一个变量名可以由多个单词构成长一点没关系但是含义要清晰 当变量名包含多个单词的时候建议使用 “驼峰命名法”形如 totalCount , personInfo 这种除了首个单词外剩余单词首字母大写 数学上变量通常使用 x, y, z 这种简单的英文字母或者拉丁字母表示但是在编程中不建议这样使用 原因是编程中一个程序里通常会同时创建出很多个变量如果只是使用单个字母表示在变量多了 的时候就很难记住哪个变量是做什么的从而给维护程序带来了一定的困难因此我们更建议使用带 有明确描述性的名字来表示变量的用途 2.2、使用变量
读取变量的值
a 10
print(a)修改变量的值
a 20
print(a)注意 在 Python 中修改变量也是使用 运算看起来和定义变量没有明显区别
也可以用一个变量的值赋给另外一个变量
a 10
b 20a bprint(a)
print(b)3、变量的类型
变量里面存储的不仅仅是数字还可以存储其它种类的数据为了区分不同种类的数据我们引入了 类型这样的概念
注意 和 C / Java 等语言不同Python 变量的类型不需要显式指定而是在赋值的时候确定的
1整数 int
a 10
print(type(a))class ‘int’ PS: type 和 print 类似也是 python 内置的函数可以使用 type 来查看一个变量的类型
注意 和 C / Java 等语言不同Python 的 int 类型变量表示的数据范围是没有上限可以根据要表示的数据的大小自动扩容只要内存足够大理论上就可以表示无限大小的数据
因此 Python 这里就没有 long 这样的类型了像 byte, short 这些类型在 Python 中也不存在 2、浮点数(小数) float
a 0.5
print(type(a))class ‘float’ 注意 和 C / Java 等语言不同Python 的小数只有 float 一种类型没有 double 类型但是实际上 Python 的 float 就相当于 C/Java 的 double, 表示双精度浮点数 PS: 关于单精度浮点数和双精度浮点数的问题我们此处不做过多讨论大家只要知道相比于单精度浮点数双精度浮点数占用的内存空间更多同时表示的数据精度更高即可 (大概精确到小数点后 15 位) Python 的一个设计哲学解决一个问题只提供一种方案 3、字符串
s py
print(type(s))class str 羊肉串把一块块羊肉串在一起字符串把一个个字符放到一起 英文字母阿拉伯数字标点符号甚至汉字符号都可以认为是字符
Python 中要求使用 ’ ’ 或者 引起来的称为 字符串可以用来表示文本
字符串这个单词string str
注意 在 Python 中单引号构成的字符串和双引号构成的字符串没有区别‘hello’ 和 “hello” 是完全等价的
有一段话My name is “Gwen” 如果把这段话作为字符串中间这部分Python不认识了!! 因此如果字符串里面包含了双引号表示字符串就可以用单引号引起来如果字符串里面包含了单引号表示字符串就可以使用双引号引起来
如果同时有单引号和双引号 Python 中还有一种字符串使用三引号表示 或 可以使用 len 函数来获取字符串的长度
a hello
print(len(a))可以使用 针对两个字符串进行拼接
a hello
b world
print(a b)形如这样的代码就是“字符串拼接 也就是把后面的字符串拼接到前一个字符串的末尾得到了一个更大的字符串! (对于原来的 a1, a2 是没有影响的) 此处是两个字符串相加不能拿字符串和整数/浮点数相加 在Python 中报错有两种情况
语法错误在程序运行之前Python 解释器就能把错误识别出来运行错误在程序运行之前识别不了的必须要执行到对应的代码才能发现问题
4、布尔
布尔类型是一个特殊的类型取值只有两种True (真) 和 False (假)
因此布尔类型主要用于逻辑判定
在 java/C 中是 true / false PS: 布尔类型也是数学上的一个概念我们初中就学过一个概念叫做 “命题”进一步的就可以判定命题的真假 例如 地球环绕太阳(真命题) 水是剧毒的(假命题) a True
print(type(a))
b False
print(type(b))class ‘bool’ class ‘bool’ 5、其他
除了上述类型之外Python 中还有 list, tuple, dict自定义类型 等等我们后续再介绍 6、为什么要有这么多类型
(1) 类型决定了数据在内存中占据多大空间
例如 float 类型在内存中占据 8 个字节 PS: 计算机里面使用二进制来表示数据。也就是每个位只能表示 0 或者 1 1 个二进制位就称为是一个 “比特”8 个二进制位就称为一个 “字节” (Byte) 一个 float 变量在内存中占据 8 个字节空间也就是 64 个二进制位 我的电脑有 16GB 的内存空间也就是一共有 1024 * 1024 * 1024 * 8 这么多的二进制位 (2) 类型其实约定了能对这个变量做什么样的操作
例如 int / float 类型的变量可以进行 - * / 等操作 而 str 类型的变量只能进行 (并且行为是字符串拼接)不能进行 - * / , 但是还能使用 len 等其他操作
总结 类型系统其实是在对变量进行 “归类”相同类型的变量(数据) 往往具有类似的特性和使用规则 7、动态类型特性
在 Python 中一个变量是什么类型是可以在 “程序运行” 过程中发生变化的这个特性称为 “动态类型”
a py
print(type(a))
a 10
print(type(a))
a True
print(type(a))a 的类型随着程序的运行就发生改变
C/Java 这样的语言则不允许这样的操作一个变量定义后类型就是固定的了这种特性则称为 “静态类型”
静态类型——程序运行过程中变量的类型始终不变 Java 中的 int a 10; a 这个变量在程序运行的整个过程中始终都是 int如果尝试 a “hello”编译阶段就会报错
动态类型特性是一把双刃剑 对于中小型程序可以大大的解约代码量 (比如写一段代码就可以同时支持多种类型) 对于大型程序则提高了模块之间的交互成本 (程序猿 A 提供的代码难以被 B 理解)
一个编程语言是否是动态类型只是取决于运行时类型是否发生改变不取决于变量定义的时候是否声明类型!
Python 作为一个动态类型的语言在定义变量的时候也是可以写类型的!
a:int py
print(type(a))
a:str 10
print(type(a))
a True
print(type(a))动态类型写法比较灵活的提高了语言的表达能力 然而在编程中灵活这个词往往是“贬义”更容易出错!!! 相比之下静态类型的语言还是更好一些的 尤其是在大型的程序中多人协作开发
因此很多公司在创业之初喜欢使用 Python来开发 产品规模小也就是一两个程序猿很快的就能搞出来 但是当项目达到一定的规模之后动态类型的劣势就逐渐体现了很多公司就会针对之前 Python 写的代码使用其他语言进行重构 注释
注释是一种特殊的代码它不会影响到程序的执行但是能够起到解释说明的作用能够帮助程序猿理解程序代码的执行逻辑 PS: 写代码是一件比较烧脑的事情读代码同样也非常烧脑相比于一板一眼的代码一些口语化的描述能更好的帮助程序猿理解程序 PS: 代码的第一目标是容易理解第二目标才是执行正确 写注释不光是为了方便别人来理解也是方便三个月之后的自己理解
——注释的语法 Python 中有两种风格的注释
1注释行
使用 # 开头的行都是注释一般是写在要注释的代码的上方也有少数情况下是写在要注释代码的右侧的很少会写在代码的下方更不能写到代码的左侧
# 这是一行注释2文档字符串
使用三引号引起来的称为 “文档字符串”也可以视为是一种注释
可以包含多行内容一般放在 文件/函数/类 的开头“” 或者 ‘’’ 均可 (等价) 这是文档字符串
这是文档字符串——如何写出比较好的注释
注释的规范
内容准确注释内容要和代码一致匹配并在代码修改时及时更新
公司中的项目要经常进行“迭代” 本来代码和注释都写好了后来代码一更新但是注释忘记同步修改了导致代码和注释逐渐对不上了 但凡要修改代码,务必要记得更新注释!! 篇幅合理注释既不应该太精简也不应该长篇大论 使用中文一般中国公司都要求使用中文写注释外企另当别论 积极向上注释中不要包含负能量 输入输出
1、和用户交互
程序需要和用户进行交互
用户把信息传递给程序的过程称为 “输入”程序把结果展示给用户的过程称为 “输出”
输入输出的最基本的方法就是控制台 用户通过控制台输入一些字符串程序再通过控制台打印出一些字符串
PyCharm 运行程序下方弹出的窗口就可以视为是控制台 windows 自带的 cmd 程序也可以视为是控制台 输入输出的最常见方法是图形化界面如我们平时用到的 QQ, 浏览器, steam 等都不需要用户输入命令而只是通过鼠标点击窗口点击按钮的方式来操作 Python 当然也可以用来开发图形化界面的程序但是图形化程序开发本身是一个大话题此处暂时不做介绍 2、通过控制台输出
Python 使用 print 函数输出到控制台
print(hello)不仅能输出一个字符串还可以输出一个其他类型的变量
a 10
print(a)
b True
print(b)更多的时候我们希望能够输出的内容是混合了字符串和变量的
a 10
# print(a a) # err# 变量
print(fa {a})
# 表达式
print(fa {a 10})这个语法是叫做格式化字符串
使用 f 作为前缀的字符串称为 f-stringf: format里面可以使用 { } 来内嵌一个其他的变量/表达式 PS: Python 中还支持其他的格式化字符串的方法咱们此处只了解这个最简单的即可其他的暂时不做介绍 像格式化打印字符串很多编程语言都进行了各自的探索 C printf使用 %d %s 这样的占位符 C 采用了 std::cout使用 Java 采用了字符串拼接,允许字符串和其他类型的值进行拼接 Python 最早支持的格式化字符串也是效仿 C 的 printf… 并做出了改进 Python 3.6 版本才开始支持 f-string 3、通过控制台输入
python 使用 input 函数从控制台读取用户的输入 input 执行的时候就会等待用户输入! 这个等待可能是一个非常长的等待完全就看用户啥时候去输入 如果用户始终不输入就会一直在这里死等不见不散
注意
input 的参数相当于一个 “提示信息”也可以没有input 的返回值就是用户输入的内容是字符串类型 如果只是单纯的拿到用户的输入然后打印此时就按照 str 打印即可 如果需要根据用户输入的内容进行算术计算此时就需要先把读到的 str - int 可以使用 int ()
例此处的结果是字符串拼接不是算术运算如果要想进行算术运算需要先转换类型 字符串拼接 整数相加a, b 类型转换为 int 通过 int() 把变量转成了 int 类型 类似地使用 float( ), bool( ), str( ) 等可以完成对应的类型转换
代码示例 输入 4 个小数求 4 个小数的平均值
a input(请输入第一个数字)
b input(请输入第二个数字)
c input(请输入第三个数字)
d input(请输入第四个数字)a float(a)
b float(b)
c float(c)
d float(d)avg (a b c d) / 4print(f平均值: {avg})请输入第一个数字11.1 请输入第二个数字22.2 请输入第三个数字33.3 请输入第四个数字44.4 平均值27.75 运算符
1、算术运算符
像 - * / % ** // 这种进行算术运算的运算符称为 算术运算符
注意1 / 中不能用 0 作为除数否则会抛出异常
print(10 / 0)
print(10 / 0.0)这种运行时出现的错误也叫做 “抛出异常 异常 是编程语言中的一种常见机制表示程序运行过程中出现了一些 “意外情况”导致程序不能继续往下执行了 有些编程语言中除整数 0 也是会抛出异常除浮点数 0.0 会得到无穷大而 Python 都认为是 除 0 异常 注意2 整数 / 整数 结果可能是小数而不会截断
print(1 / 2) # 0.5除了 Python 之外大部分的编程语言都是整数防以整数结果还是整数
注意3 % 不是 “百分数”而是求余数
print(7 % 2) # 1注意4 ** 是求乘方不光能算整数次方还能算小数次方(开方运算) 4 2 4 ^ 2 42
print(4 ** 2) # 164 \sqrt4 4
print(4 ** 0.5) # 2.0注意5 // 是取整除法(也叫地板除)整数除以整数结果还是整数 (舍弃小数部分并向下取整不是四舍五 入)
print(7 // 2) # 3
print(-7 // 2) # -42、关系运算符
像 ! 这一系列的运算符称为 关系运算符它们是在比较操作数之间的关系 其中 是 “小于等于” 是 “大于等于” 是 “等于”! 是 不等于
(1) 关系运算符对应的表达式值是布尔类型如果关系符合则表达式返回 True如果关系不符合则表达式返回 False
a 10
b 20print(a b)
print(a b)
print(a b)
print(a b)
print(a b)
print(a ! b)True True False False False True (2) 关系运算符不光针对整数/浮点数进行比较还能针对字符串进行比较
a hello
b worldprint(a b)
print(a b)
print(a b)
print(a b)
print(a b)
print(a ! b)True True False False False True 注意 直接使用 或者 ! 即可对字符串内容判定相等 (这一点和 C / Java 不同) C——strcmp如果直接使用 本质上在比较两个字符串首元素地址 Java——equals方法如果直接使用 本质上在比较这两个字符串是否是同一个对象 这是一个小众的行为 像Python直接使用和!来比较字符串内容相同是大部分编程语言遵守的规则 字符串比较大小规则是 “字典序” 关于字典序 想象一个英文词典上面的单词都是按照字母顺序排列在英文词典上单词是按照一定的顺序来排列的如果首个字母相同就比较第二个字母 (就比如著名单词 abandon) 我们认为一个单词在词典上越靠前就越小越靠后就越大 针对中文进行字符串大小比较是没有意义的至少按照默认的字典序来说是没意义的! 在计算机里表示中文其实是用多个字节构成的
(3) 对于浮点数来说不要使用 判定相等
针对浮点数来说使用 比较相等存在一定的风险!!! 因为浮点数在内存中的存储和表示是可能存在误差的!! 这样的误差在进行算术运算的时候就可能被放大从而导致 的判定出现误判!
print(0.1 0.2 0.3)
print(0.1)
print(0.2)
print(0.1 0.2)
print(0.3)可以看到0.1 0.2 的结果并非是 0.3 而是带了个小尾巴虽然这个尾巴非常小了但是 是锱铢必较的仍然会导致 的结果为 False 不止是 Python 如此, 主流编程语言都是如此. 这个是 IEEE754 标准规定的浮点数格式所引入的问题. 此处我们不做过多讨论 正确的比较方式 不再严格比较相等了而是作差判定差值小于允许的误差范围
a 0.1 0.2
b 0.3
# 这个代码是看a-b差是否是一个非常小的数字是否在误差范围之内
print(-0.000001 (a - b) 0.000001)注 Python 中支持这种连续小于的写法判定 a - b 既是 0.000001 又是大于 -0.000001 实际工程实践中误差在所难免只要保证误差在合理范围内即可 3、逻辑运算符
像 and or not 这一系列的运算符称为 逻辑运算符
and 并且两侧操作数均为 True最终结果为 True否则为 False (一假则假)or 或者两侧操作数均为 False最终结果为 False否则为 True (一真则真)not 逻辑取反操作数本身为 True则返回 False本身为 False则返回 True
a 10
b 20
c 30print(a b c) # print(a b and b c)
print(a b and b c)
print(a b or b c)
print(a b or b c)
print(not a b)
print(not a b)True False False True False True 一种特殊写法 a b and b c 这个操作等价于 a b c . 这个设定和大部分编程语言都不相同
C 或者 Java 里使用 表示逻辑与 —— 并且 || 表示逻辑或 —— 或者 ! 表示逻辑非 —— 逻辑取反
关于短路求值 (物理上的术语) 和其他编程语言类似Python 也存在短路求值的规则. 对于 and如果左侧表达式为 False则整体一定为 False右侧表达式不再执行 对于 or如果左侧表达式为 True则整体一定为 True右侧表达式不再执行
print(10 20 and 10 / 0 1)
print(10 20 or 10 / 0 1)False True 右侧 10 / 0 1 就不再求值了 所以一旦右侧求值了是能够看到代码出现异常的! 如果代码没有抛出异常右侧没有求值!
上述代码没有抛出异常说明右侧的除以 0 操作没有真正执行 4、赋值运算符
(1) 的使用 表示赋值意思就是把右侧的值填充到左侧的空间中! 注意和 区分
10 20 # err 左侧不是变量除了基本的用法之外还可以同时针对多个变量进行赋值
1链式赋值
a b 20先把 20 赋值给 b再把 b 赋值给 a 就相当于 a 20 b 20
一般不建议使用链式赋值!! 尽量一行代码就只是包含一个操作!
2多元赋值
a, b 10, 20按顺序把 10 赋给了 a把 20 赋给了 b
能帮我们解决一些特殊问题! 完成两个变量的交换
——代码实例交换两个变量
基础写法
a 10
b 20tmp a
a b
b tmp基于多元赋值
a 10
b 20
# 将 a 赋给 b将 b 赋给 a
a, b b, a(2) 复合赋值运算符
Python 还有一些 复合赋值运算符例如 - * / %
a 0
a 1注 以上代码注意要先定义 a才能使用 赋值 运算因为要先读取 a再计算再赋值 Python 中不支持 --这样的自增自减操作的!! a 之所以没有语法报错是 Python 解释器把当成了正号 –a 也是不会报错把 – 当成了负号负负得正最终的值仍然不变 a 1
a
print(a) # 1--a
print(a) # 1但是后置 和 后置-- 都是语法上报错的! – 最大的问题就是容易分不清前置和后置的区别这一点 Python 语法在设计的时候就进行了 规避避免出现这种不直观并且容易混淆的语法 5、其他
除了上述之外Python 中还有一些运算符比如 身份运算符 (is, is not)成员运算符 (in, not in)位运算符 ( | ~ ^ ) 等 自测练习
(1) [多选] 以下关于变量之间加法运算的说法正确的是 A. Python 中的字符串之间够能相加 B. Python 中的字符串可以和整数相加 C. Python 中的整数可以和浮点数相加 D. Python 中的整数可以和布尔值相加
a hello
b world
print(a b)a hello
b 10
print(a b)a 10
b 5.5
print(a b)a 10
b True
print(a b)helloworld 报错 15.5 11 如果把布尔类型的值和整数进行算术运算此时就会把 True 当做 1把 False 当做 0 但是这样的操作是没有意义的!!! C/C也是有类似的行为 但是 Java 这里的做法是更合理的!! 如果出现整数和布尔混合运算直接编译报错!! 答案ABD (2) [单选] 以下关于类型的说法正确的是 A. Python 中既有字符串类型也有字符类型 B. Python 中既有 float也有 double C. Python 中既有 int也有 long D. Python 中的整数表示范围无上限 Python 中只有字符串类型没有字符类型 a’ 这算是长度为 1 的字符串 正是因为 Python 中没有字符类型 所以 和 ’ 都能表示字符串C, Java 有单独的字符类型 单引号表示字符双引号表示字符串 Python 只有 float Python 只有 int 答案D (3) [单选] 以下 Python 代码合法的是 A. int a 10 B. a 10; C. a true D. a ‘aaa’ 10 创建变量不需要加类型如果要加a:int 10 在 Python 中一个语句写完了之后可以加上分号也可以不加通常情况下都是不加的如果加了也不算错!! 如果把多个语句写到同一行了这个时候语句之间务必要加上分号的 (并不推荐) 字符串和整数不能相加 答案B
