第三章：基本数据类型
3.1 数字类型及操作
1.整数类型
（1）pow(x,y)函数，计算x的y次方，想算多大算多大。
（2）4种进制表示形式：
①十进制：1010,99等；
②二进制：以0b或者0B开头：0b10,-0B101等；
③八进制：以0o或0O开头：0o123,-0O456等；
④十六进制：以0x或者0X开头：0x9a,-0X89等。
2.浮点数类型
取值范围为-10的308次方到10的308次方，精度数量级10的-16次方。
浮点数间存在不确定尾数，不是bug。为了解决这一个问题，可以使用roud(x,d)函数。
rand(x,d)：表示对x四舍五入，d是小数截取尾位数。
Python提供使用字母e或者E作为幂的符号，以10为基数。
3.复数类型
实例：
z=1.24e-4+5.6e+89j
z.real获得实部，z.imag获得虚部。
4.数值运算操作符
表1 基本操作符
操作符及使用 | 描述 |
x+y | 加 |
x-y | 减 |
x*y | 乘 |
x/y | 除，x除以y，10/3=3.33333333333335 |
x//y | 整数除，例如10//3=3 |
+x | x本身 |
x%y | 取余数 |
-x | x的负值 |
x**y | 若y是整数，则是x的y次幂 |
若y是小数，则是开方运算 |
注意：
类型间可进行混合运算，生成结果为“最宽”类型（参与运算元素中最宽的类型）。
三种类型存在一种逐渐“扩展”或“变宽”的关系：
整数->浮点数->复数
5.数值运算函数
表2 常用数值运算函数
函数及使用 | 描述 |
abs(x) | 对x求绝对值 |
divmod(x,y) | 商余，即同时输出商和余数 |
pow(x,y[,z]) | 幂余，[]表示可省略。这个式子的意思是：(x**y)%z |
round(x[,d]) | 表示对x四舍五入，d是小数截取尾位数 |
max(a,b,c,…) | 返回a,b,c,…中的最大值 |
min(a,b,c,…) | 返回a,b,c,…中的最小值 |
表3 数据类型转换函数
函数及使用 | 描述 |
int(x) | 将x变成整数，舍弃小数部分 |
float(x) | 将x变成浮点数，增加小数部分。例如float(12)结果为12.0 |
complex(x) | 转换成复数，增加虚部 |
3.2 实例：天天向上的力量
1.问题分析
基本问题：持续的价值
（1）一年365天，每天进步1‰，累计进步多少呢？
（2）一年365天，每天退步1‰，累计退步多少呢？
（3）如果是“三天打鱼两天晒网”呢？
（4）如果是“双休日休息又不退步”呢？
2.“天天向上的力量”第一问
代码：
| 1 2 3 4 | #DayDayUpQ1.py进步或者退步1‰ dayup = pow(1.001,365) daydown = pow(0.999,365) print("向上：{:.2f}，向下：{:.2f}".format(dayup,daydown)) |
结果：
向上：1.44，向下：0.69
3. “天天向上的力量”第二问
代码：
| 1 2 3 4 5 6 7 | #进步或者退步5‰ #DayDayUpQ2.py dayfactor = 0.005 days = 365 dayup = pow(1+dayfactor,days) daydown = pow(1-dayfactor,days) print("向上：{:.2f}，向下：{:.2f}".format(dayup,daydown)) |
结果：
向上：6.17，向下：0.16
4. “天天向上的力量”第三问
一年365天，一周5个工作日，每天进步1%；一周2个休息日，每天退步1%，这种工作日的力量又如何呢？
代码：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | #DayDayUpQ3.py dayfactor = 0.01 dayup =1.0 for i in range(365): if i % 7 in [6,0]: dayup = dayup*(1-dayfactor) else: dayup = dayup*(1+dayfactor) print("工作日的力量：{:.2f}".format(dayup)) |
运行结果：
工作日的力量：4.63
5. “天天向上的力量”第四问
问题4：工作日模式（即平时努力工作，双休每天下降1%）要努力到什么水平，才能与每天都进步1%取得的结果一样呢？
流程图：
图1
代码：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | #定义函数 def dayUP(df): dayup = 1 for i in range(365): if i%7 in [0,6]: dayup = dayup*(1-0.01) else: dayup = dayup*(1+df) return dayup dayfactor = 0.01 dayupa1 = pow(1.01,365) dayupa = round(dayupa1,2) while dayUP(dayfactor) <37.78: dayfactor += 0.001 print("工作日努力的参数是：{:.3f}".format(dayfactor)) |
运行结果：
工作日努力的参数是：0.019
3.3 字符串类型及操作
1.字符串类型的表示
字符串是由0个或多个字符组成的有序字符序列。字符串由一对单引号或者双引号表示。字符串是字符的有序序列，可以对其中的字符进行索引。
字符串由2类共4中表示方法：
（1）由一对单引号或者双引号表示；
（2）一对三单引号或三双引号表示，可表示多行字符串。当所给出的多行字符串没有被应用，则就当做了注释。
字符串切片的高级用法
使用[M:N:K]根据步长对字符串进行切片，M缺失表示至开头，N缺失表示到结尾，K表示步长。例如：“〇一二三四五六七八九十”，[1:8:2]的结果是“一三五七”。[::-1]则是“十九八七六五四三二一〇”。
2.字符串操作符
表4 字符串操作符
函数及使用 | 描述 |
x+y | 连接两个字符串x和y |
n*x或者x*n | 复制n次字符串x |
x in s | 如果x是s的子串，返回True；否则返回False |
3.字符串处理函数
表5 常用字符串处理函数
函数及使用 | 描述 |
len(x) | 返回字符串x的长度 |
str(x) | 任意类型x所对应字符串格式。如str([1,2])结果为”[1,2]” |
hex(x)或oct(x) | 整数x的十六进制或八进制的字符串形式 |
chr(x) | x为Unicode编码，返回其对应的字符 |
ord(x) | x为字符，返回其对应的Unicode编码 |
Python字符串中每个字符都是Unicode编码字符，从0到1114111（0x10FFFF）空间，每个编码对应一个字符。
例如：
| 1 2 3 | for i in range(12): print(chr(9800+i),end = "") #如果end后面为空，则不换行 |
结果：
♈♉♊♋♌♍♎♏♐♑♒♓
4.字符串处理方法
此处方法特指<a>.<b>()中的函数<b>()，方法本身也是函数，但与<a>有关。
表6 常用字符串处理方法
函数及使用 | 描述 |
str.lower()或sr.upper() | 返回字符串的副本，全部小写/大写 |
str.split(sep=None) | 返回一个列表，由str根据sep被分割的部分组成。 例如，”a,b,c”.split(“,”)结果为[‘a’,’b’,’c’] |
str.count(sub) | 返回子串sub在str中出现的次数 |
str.replace(old,new) | 返回字符串str副本，所有的old子串被替换为new |
str.center(width[,fillchar]) | 字符串str根据宽度width剧中，fillchar可选。例如”python”.center(20,’=’)结果为 ’=======python=======’ |
str.strip(chars) | 从str中去掉在其左侧和右侧chars中列出的字符。例如，”= python=”.strip(“ =np”)结果为”ytho” |
str.jpin(iter) | 在iter变量除最后元素外每个元素后面增加一个str。例如，”,”.join(“12345”结果为”1,2,3,4,5”) |
5.字符串类型的格式化
格式化是对字符串进行格式表达的方式，字符串格式化使用format()方法。用法如下：
<模板字符串>.format(<逗号分隔的参数>)
我们需要用到一个概念——槽。相当于一个占位符，通常用{}表示。例如：
“{}:计算机{}的CPU占用率为{}%”.format(“2018-10-10”,”C”,10)
输出为：
2018-10-10:计算机C的CPU占用率为10%
若代码为：
“{1}:计算机{0}的CPU占用率为{2}%”.format(“2018-10-10”,”C”,10)
则输出为：
C:计算机2018-10-10的CPU占用率为10%
槽内部对格式化的配置方式：{<参数序号>:<格式控制标记>}，具体内容如图2所示：
图2
对于前三类举例：
“{0:=^20}”.format(“PYTHON”)
在这里面，“：”冒号是一个引导符，前面的数字0代表的是用第0个元素来放到这里，“=”等号代表用于填充的字符，^表示居中对齐，20代表槽的输出宽度。
对于后三类举例：
“{0:,.2f}”.format(12345.6789)
在这里，0还是指填充第0个元素到这里，“：”还是引导符，“,”是数字的千位分隔符，后面的2是小数精度，f是数据类型。输出结果是：12,345.68（7四舍五入进1）
3.4 模块2：time块的应用
1.time库基本介绍
time库是Python处理时间的标准库，能够提供计算机时间的表达，提供获取系统事件并格式化输出功能，提供系统级精确计时功能，用于程序性分析。
time库包括三类函数：
（1）时间获取：time()/ctime()/gmtime()
（2）时间格式化：strftime()/strptime()
（3）程序计时：sleep()/perf_counter()
2.时间获取
表7 time库的函数
函数 | 描述 |
time() | 获取当前时间戳，即计算机内部是兼职，浮点数（相对于1976-1-1的秒数）例如：1522157003.0202858 |
ctime() | 获取当前时间并以易读方式表示，返回字符串。例如：Tue Mar 27 21:23:23 2018 |
gmtime() | 获取当前时间，表示为计算机可处理的时间格式。例如：time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=3, tm_mday=27, tm_hour=13, tm_min=23, tm_sec=23, tm_wday=1, tm_yday=86, tm_isdst=0) |
3.时间格式化
它是将时间以合理的方式展示出来，它也需要一个展示模板，由特定的格式化控制符组成。
表8 time时间格式化的函数
函数 | 描述 |
strftime(tpl, ts) | tpl是格式化模板字符串，用来定义输出效果，ts是计算机内部事件类型变量。例如运行： t = time.gmtime() print(time.strftime("%y-%m-%d %H:%M:%S",t))结果为：18-03-27 13:27:30 |
strptime(str,tpl) | 将一段字符串str按照tpl的格式来编程时间值。 |
表9 时间格式化字符串
格式化字符串 | 日期/时间说明 | 值范围和实例 |
%Y | 年份 | 0000~9999 |
%m | 月份 | 01~12, |
%B | 月份名称 | January~December |
%b | 月份名称缩写 | |
%d | 日期 | 01~31 |
%A | 星期 | Monday~Sunday |
%a | 星期缩写 | |
%H | 小时（24小时制） | 00~23 |
%h | 小时（12小时制） | |
%p | 上午/下午 | AM/PM |
%M | 分钟 | 00~59 |
%S | 秒 | 00~59 |
4.程序计时应用
测试时间：perf_counter()，返回一个CPU级别的精确时间计数值，单位为秒。由于这个计数值起点不确定，连续调用差值才有意义。
产生时间：sleep(s)：让程序休眠s秒，可以是浮点数。
3.5 实例：文本进度条
1.问题分析
采用字符串方式打印可以动态打出的文本进度条。采用sleep()模拟一个持续的进度。
2简单的开始
代码：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 | scale = 10 for i in range(scale-1): a = '*'*i b = '.'*(scale - i) c = (i/scale)*100 print("{:^3.0f}%[{}->{}]".format(c,a,b)) time.sleep(0.1) print("------FINISHED------") |
结果：
0 %[->..........]
10 %[*->.........]
20 %[**->........]
30 %[***->.......]
40 %[****->......]
50 %[*****->.....]
60 %[******->....]
70 %[*******->...]
80 %[********->..]
------FINISHED------
3.单行动态刷新
刷新的本质是：用后打印的字符覆盖之前的字符；
不能换行：print()需要被控制
要能回退：打印后光标退回到之前的位置\r
代码：
| 1 2 3 4 5 | import time for i in range(101): print("\r{:3}%".format(i), end = "") #想在输出的字符串后面加啥就是end里面加啥，不换行就是空 time.sleep(0.1) |
4.实例完整效果
代码：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | import time scale =50 print("执行开始".center(scale//2,'.')) start = time.perf_counter() for i in range(scale+1): a = '*'*i b = '.'*(scale - i) c = (i/scale)*100 dur = time.perf_counter() - start print("\r{:^3.0f}%[{}->{}]{:.2f}s".format(c,a,b,dur), end = "") time.sleep(0.1) print("\nFINISHED".center(scale//2,'.')) |
