2 变量数据类型和运算符（python）

2 变量数据类型和运算符

1 数据类型

不同类型的变量可以进行的运算是不同的，所以必须理解变量的类型，python中数据类型可以分为：

• 内置类型

• 数值类型：整型int，浮点型float，复数（complex） 3+5j
• str:字符串
• bool:布尔值【True，False】
• None：空值，表示变量没有确定的值
• list：列表
• tuple：元组
• dict：字典
• set：集合

• 自定义类型

• class ：类

1.1 基础类型

• 数值类型：

• 整型（int）： python3中只有int一种，可以表示整数，例如：10，-5,10000
• 浮点型（float）： 表示带小数点的实数，有两种表示法：

• 小数表示： 1.9 .23
• 科学计数法： 用e来表示10的指数，1e2就代表了100，注意e前面必须有数值，e后面必须为整数

• 复数（complex）：表示数学上的无理数，形如：a+bj

• 布尔型(bool)：表示事务的两种状态，男女、阴晴、亮暗等，它只有两个值：True，False
• None：表示空对象，一般用于判断，不同于0和空字符
• 字符串（str）：在python中，用引号（单引号、双引号、三引号）表示字符串

• 字符串的表示

# 用单引号表示： 'hello'
# 用双引号表示："我用python"
# 用3个单引号表示：可以表示多行文本，例如：
    '''伟大
       的
       祖国
     '''
# 用3个双引号表示：可以表示多行文本，例如：
    """生死看淡，
    不服就干"""

• 转义字符：有些特殊字符无法从键盘输入，可以使用转义字符表示，另外，无论是单引号、双引号还是三引号字符串，其中引号是字符串界定符，引号并不是字符串的内容，那么如何在单引号字符串中表示一个单引号呢，这也可以使用转义字符表示。常见的转义字符

转义字符	描述	转义字符	描述
​​\'​​	表示一个普通字符单引号	\n	换行
​​\"​​	表示一个普通字符双引号	\r	回车
​​\'''​​	一个普通的三单引号	​​\\​​	一个普通的字符\
​​\"""​​	一个普通的三双引号	\a	响铃
\t	tab键	\b	回删一个字符

• 字符串编码：计算机只能识别二进制，那么字符串如何存储到计算机里呢

计算机不能直接存储字符串，但我们可以将字符编码，例如用65表示大写字符A，66表示大写字符B....等这种表示方式就是美国类的ASCII码，只能表示127个字符，但对于美国人来说已经足够了。一但能用整数表示字符，我们可以很方便的把整数用二进制表示，那么字符串也就和容易存储到计算机了。
但还有很多其他国家的语言是不能用ASCII表示的，所有ISO组织就推出了unicode码，用来表示任何一种语言的字符，unicode码也称之为万国码，通用码，可以表示任何一种语言的任何一个字符。unicdoe码有多中表示方式，例如：utf-8、utf-16、utf-32等。一般使用较多的是utf-8，utf-8是一种变长的编码，表示一个字符可能用一个字节，也可能是三个字节
中文常用编码一般用GBK编码，用2个字节表示一个汉字

1.2 类型判断

我们可以使用type和isinstance来测试和判断数据类型

#type用法：
  type(obj)
  功能：返回obj的数据类型
  参数：obj是你要测试变量或数值
  示例：
    age = 10
    name = 'hello'
    print(type(name),type(age))
    
    #判断变量是否是指定类型
    if type(age) is int:
       print('是')
    else:
       print('否')

#isinstance用法：
  isinstance(obj,typename)
  功能：判断obj是否是指定类型，是返回True,否返回False
  参数： objobj是你要判断的变量或数值
        typename是指定数据类型,可以是int,float,str等。也可是一个
                 类型的元组,例如:(int,float)
  示例：
    age = 10
  name = 'hello'  
  print(isinstance(age,int))
  print(isinstance(name,(str,int)) #只要name是str或int的一种就返回True
  
  if isinstance(age,int):
      print('是')
  else:
      print('否')
      
#type和isinstance的区别
type判断基本类型是没问题的，但无法判断子类对象是父类的一种
isinstance可以判断子类对象是父类的一种
class A:
    pass

class B(A):
    pass

objA = A()
objB = B()

#输出否
if type(objB) is A:
    print('是')
else:
    print('否')
    
print(isinstance(objB,A))  #True

结论：优先使用isinstance

2. 运算符和表达式

在数学上为了计算结果，我们会写一些式子计算，例如：

30 + 5

这是数学中的计算式，python中为了计算也有类似的式子，叫表达式。在表达式中30和5称作操作数，+称之运算符。表达式的目的在于计算结果。表达式构成：

• 最基本的表达式就是一些数值，变量、函数，例如： 3, a(变量) print(‘hello’)
• 由基本表达式加上适当的运算符构成复杂的表达式： 3 + a

综合上述，所谓表达式就是由操作数和运算符组成䄦符合python语法的式子。要写表达式首先要学习运算符。关于运算符要知道两件事情

• 计算顺序 ： 是从左向右算还是从右向左算
• 优先级 ： 比如先乘除后加减

2.1 算术运算符

a = 20

b = 10

运算符	说明	示例
-	负号，取原数的相反数	a = 10 print(-a) #-10
+ - * /	加减乘除，同数学上一样	a + b = 30 a - b = 10 a * b = 200 a / b = 2
%	模运算，即求 a整除以b的余数	a % 10 = 0
//	整除	a // b = 2
**	对运算符进行指数(幂)计算	a ** b 表示20的10次方

2.2 模运算说明

• 模运算的符号取决于第二个操作数（右操作数）
• 模运算的计算公式：r = a % b = a - n * b，其中n是小于a/b的最大整数
• 整除(//)运算如果有一个操作数是浮点数，结果是浮点数
• 用途：判断奇偶、判断是否能够整除、最大公约数、水仙花数

2.3 数学函数

函数名	函数的说明	示例
abs	取绝对值	abs(-10)
pow(x,y)	x的y次方	pow(10,2)求10的平方
round(x,[n])	浮点数的4舍5入， n代表保留小数的位数	round(3.456)
max()	求给定参数的最大值	max(21,43,65,75,86,32,3,45)
min()	求给定参数的最小值	min(21,43,65,75,86,32,3,45)
math.ceil()	需要导入import math库 向上取整	math.ceil(18.1) #19
math.floor()	需要导入import math库 向下取整	math.floor(18.1) #18
math.sqrt	需要导入import math库 求平方根	math.sqrt(100)
​​python3.5.2中文帮助文档​​

2.4 随机函数

获取随机数，需要引入random库。

import random

函数名	函数说明
random.randrange(start,stop,step)	start 指定范围的起始值 包含本身，默认是0；stop 指定范围的结束值 不包含本身； step 步长，默认步长是1。该函数返回一个整数
random.randint(start,end)	返回[start end]之间的一个随机整数，start必须小于end
random.random()	返回一个[0.0,1.0)之间的随机小数

注意

• 优先级： ** >正负号 > // % * / > + -
• 从左向右算
• 在幂运算和一元运算符联合计算时，从右向左算，例如： -1 ** 2 = -1

2.5 赋值运算符

a = 5; b = 10; c = 20

运算符	说明	示例
=	简单赋值, 将b+c的结果赋给a	a = b +c #a=30
+=	a += b等价于 a = a +b	a = 15
-=	a -= b等价于 a = a - b	a = -5
*=	a *= b等价于 a = a * b	a = 50
/=	a /= b 等价于a = a / b	a = 0.5
%=	a %= b等价于a = a % b	a = 5
//=	a //= b等价于 a = a // b	a = 0
**=	a **= b等价于a = a ** b

注意：

• 赋值运算符左边必须是变量
• 从右向左算
• 没有赋值表达式
• 所有赋值运算符优先级相同，赋值运算符优先级非常低，仅高于成员运算符和身份运算符、逻辑运算符
• 注意在复合赋值中

a = 2
b = 3
a *= b + 2  #等价于 a = a * (b + 2)
print(a)  # a = 10

2.6 关系运算

关系运算就是比较运算，如果表达式成立，返回True，否则返回False。关系运算的结果是布尔值。

运算符	示例	说明
==	a == b	a和b值相等，结果是True，a和b值不相等结果为False
!=	a != b	a不等于b 结果为True，否则结果为True
>	a > b	a大于b结果为True，否则为False
>=	a >= b	a大于等于b结果为True，否则为False
<	a < b	a小于b结果为True，否则为False
<=	a <= b	a小于等于b结果为True，否则为False

注意：

• 优先级： 比较运算符优先级相同
• 从左向右算
• 可以这样算：​​1 < a < 3​​ 等价于 a > 1 and a < 3

2.7 逻辑运算

逻辑运算符可以用于构造复杂条件。逻辑运算符包括：

• 逻辑与 and 对应汉语的意思是“并且” 、 “同时”
• 逻辑或 or 对应汉语意思为"或者"
• 逻辑非 not 对应汉语意思为”相反“

在逻辑运算中，False、None、0、0.0、‘’（空字符串）被看做假（False），其它的看做真(True)

2.7.1 逻辑与

a	b	a and b
真	任意值	b的值
假	任意值	a的值

• 表达式 a and b的值为： 如果a为真，结果为b的值，否则结果是a的值

2.7.2 逻辑或

a	b	a or b
真	任意值	a的值
假	任意值	b的值

• 表达式a or b的值为：如果a为真结果为a的值，否则结果是b的值

2.7.3 逻辑非

a	not a
真	False
假	True

小结：a为真则表达式为False，否则表达式为True

2.8 短路计算

• 对于逻辑与表达式 a and b，如果a为假，则不计算b
• 对于逻辑或表达式 a or b ，如果a为真，则不计算b

2.9 注意事项

• 优先级 not > and >or

2.10 身份运算符

is: 判断两个标识符是否引用自同一个实体【对象】，比较的是两个对象的id是否一样，如果相同为真，否则为假

is not：判断两个标识符是不是引用自不同的实体【对象】如果两个对象的id不同结果为真，否则为假

id()函数获取实体的id（地址）

注意:is和==的区别

• is用于判断两个变量引用实体是否为同一个【id】
• ==用于判断两个变量的值是否相同，但id不一定相同

2.11 成员运算符

主要应用在序列中

in:如果在指定的序列中找到指定的值，则返回True，否则返回False

not in:如果在指定的序列中未找到指定的值，则返回True，否则返回False

2.12 if-else表达式

表达式1 if 条件 else 表达式2

如果条件为真假结果是表达式1的值，否则结果是表达式2的值