Python程序设计基础项目化教程 课件 项目二 数据类型及其应用

《Python语言程序设计》项目二数据类型及其运算Contents变量定义的方法常用数据类型常用运算符变量定义的方法PART01常量与变量

在编写程序时，表示数据的量可以分为两种：常量和变量。常量，是指在程序运行过程中值不能发生改变的量，如1、3.5、3+4i、"abc"等。变量，是指在程序运行过程中值可以发生改变的量。与数学中的变量一样，需要为Python中的每一个变量指定一个名字，如x、y、test等。定义一个变量

Python变量的类型由其值的类型决定。变量在使用前不需要先定义，为一个变量赋值后，则该变量会自动创建。变量的命名规则如下：变量名可以包括字母、数字和下划线，但是数字不能作为开头字符。例如，test1是有效变量名，而1test则是无效变量名。系统关键字不能做变量名使用。例如，and、break等都是系统关键字，不能作为变量名使用。Python的变量名区分大小写。例如，test和Test是两个不同的变量。示例01

定义一个变量【任务描述】了解变量的定义和使用方法【关键步骤】了解变量的定义和使用方法1 test='HelloWorld!’2 Test=1233 print(test)#输出“HelloWorld!”4 print(Test)#输出“123”5 test=10.56 print(test)#输出“10.5”下面的代码说明了变量的定义和使用方法。定义一个变量示例01

变量1,变量2,…,变量n=值1,值2,…,值n在一条语句中可以同时定义多个变量，其语法格式如下：赋值运算符右边的值1、值2、……、值n会分别赋给左边的变量1、变量2、……、变量n。同时定义多个变量同时定义多个变量【任务描述】了解多个变量的使用方法【关键步骤】了解多个变量的使用方法示例02name,age='张三',18对于下面的代码：执行完毕后会定义两个变量：name是一个字符串型变量，其值为"张三"；age是一个整型变量，其值为18。1 x,y=5,102 x,y=y,x对于已定义的变量，也可以在一条语句中修改多个变量的值。例如：第1行代码的作用是定义了两个整型变量x和y，它们的值分别是5和10。第2行代码的作用是将赋值运算符右边y和x的值取出并分别赋给左边的x和y，执行完毕后，x的值为10，y的值为5，即将x和y的值进行了交换。同时定义多个变量示例01数据类型PART02数据类型-Number【任务描述】了解int（整型）了解float（浮点型）了解complex（复数类型）【关键步骤】了解int（整型）了解float（浮点型）了解complex（复数类型）示例01整型数字包括正整数、0和负整数，不带小数点，无大小限制。整数可以使用不同的进制来表示：不加任何前缀为十进制整数；加前缀0o为八进制整数；加前缀0x则为十六进制整数。例如，对于下面的代码：a,b,c=10,0o10,0x10执行完毕后，a、b、c的值分别是10、8和16。其中，0o10为八进制数，输出时转为十进制数8；0x10为十六进制数，输出时转为十进制数16。数据类型-Number示例01浮点型数字使用C语言中的double类型实现，可以用来表示实数，如3.14159、-10.5、3.25e3等。当前环境中浮点数的取值范围和精度可以通过以下代码查看：importsys#导入sys包sys.float_info#查看当前环境中浮点型数字的取值范围和精度执行上面代码后，可以查看到如下格式的信息：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)其中，min和max是浮点数的最小值和最大值，dig是浮点数所能精确表示的十进制数字的最大位数。数据类型-Number示例02复数由实部和虚部组成，每一部分都是一个浮点数，其书写方法如下：a+bj或a+bJ其中，a和b是两个数字，j或J是虚部的后缀，即a是实部、b是虚部。在生成复数时，也可以使用complex函数，其语法格式如下：complex([real[,imag]]例如，对于下面的代码：c1,c2,c3,c4,c5=3+5.5j,3.25e3j,complex(5,-3.5),complex(5),complex()执行完毕后，c1、c2、c3和c4的值分别是(3+5.5j)、3250j、(5-3.5j)、(5+0j)和0j。数据类型-Number示例03Python中的字符串可以写在一对单引号中，也可以写在一对双引号或一对三双引号中。例如：s1,s2='HelloWorld!',"你好，世界！"执行完毕后，s1和s2的值分别是字符串“HelloWorld!”和“你好，世界！”。对于不包含任何字符的字符串，如''或""，称为空字符串（或简称为空串）。String转义字符描述\（在行尾时）续行符\\反斜杠符号\’单引号\”双引号\n换行\r回车\t制表符String数据类型-String【任务描述】了解string了解转义符了解子串【关键步骤】了解string了解转义符了解子串示例041 s1='Hello\2 World!'#上一行以\作为行尾，说明上一行与当前行是同一条语句3 s2='It'sabook.'#单引号非成对出现，报SyntaxError错误4 s3='It\'sabook.'#使用\'说明其是字符串中的一个单引号字符5 s4="It'sabook."#使用一对双引号的写法，字符串中可以直接使用单引号，不需要转义6 s5="你好！\n欢迎学习Python语言程序设计！"#通过\n换行数据类型-String示例04利用下标“[]”可以从字符串中截取一个子串，其语法格式为：s[beg:end]其中，s为原始字符串，beg是要截取子串在s中的起始下标，end是要截取子串在s中的结束下标。省略beg，则表示从s的开始字符进行子串截取，等价于s[0:end]；省略end，则表示截取的子串中包含从beg位置开始到最后一个字符之间的字符（包括最后一个字符）；beg和end都省略则表示子串中包含s中的所有字符。数据类型-String示例04Python中字符串中字符的下标有两种索引方式：从前向后索引和从后向前索引。从前向后索引方式中，第1个字符的下标为0，其他字符的下标是前一字符的下标增1；从后向前索引方式中，最后一个字符的下标为-1，其他字符的下标是后一字符的下标减1。欢迎学习Python语言程序设计！012345678910111213141516-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1字符串从前向后索引从后向前索引数据类型-String示例041 s='欢迎学习Python语言程序设计！’2 print(s[2:4]#输出“学习”3 print(s[-3:-1])#输出“设计”4 print(s[2:-1])#输出“学习Python语言程序设计”5print(s[:10])#输出“欢迎学习Python”6 print(s[-5:])#输出“程序设计！”7 print(s[:])#输出“欢迎学习Python语言程序设计”数据类型-String示例041 s='欢迎学习Python语言程序设计！’2 print(s[2])#输出“学”3 print(s[-1])#输出“！”如果要截取的子串中只包含1个字符，则也可以采用写法：s[idx]使用下标“[]”可以访问字符串中的元素，但不能修改。例如，对于“s[2]='复'”这样的代码，执行时会报TypeError错误。数据类型-String示例04List（列表）中可以包含多个元素，且元素类型可以不相同。每一元素可以是任一数据类型。所有元素都写在一对方括号“[]”中，每两个元素之间用逗号分隔。对于不包含任何元素的列表，即[]，称为空列表。12.5‘test’3+4jTrue[3,1.63]5.30123456-7-6-5-4-3-2-1列表从前向后索引从后向前索引List与字符串相同，利用下标“[]”可以从已有列表中取出其中部分元素形成一个新列表，其语法格式为：ls[beg:end]List数据类型-List与Tuple【任务描述】了解List与tuple了解切片【关键步骤】了解List与tuple了解切片示例051 ls=[1,2.5,'test',3+4j,True,[3,1.63],5.3]2 print(ls[1:4])#输出“[2.5,'test',(3+4j)]”3 print(ls[-3:-1])#输出“[True,[3,1.63]]”4 print(ls[2:-1])#输出“['test',(3+4j),True,[3,1.63]]”5 print(ls[:3])#输出“[1,2.5,'test’]”6 print(ls[-2:])#输出“[[3,1.63],5.3]”7 print(ls[:])#输出“[1,2.5,'test',(3+4j),True,[3,1.63],5.3]”数据类型-List与Tuple示例051 ls=[1,2.5,'test',3+4j,True,[3,1.63],5.3]2 print(ls[2])#输出“test”3 print(ls[-3])#输出“True”如果只访问列表ls中的某一个元素，则可以使用写法：ls[idx]通过下标“[]”不仅可以访问列表中的某个元素，还可以对元素进行修改。例如：ls[2]=15#将列表ls中第3个元素的值改为15数据类型-List与Tuple示例05Tuple（元组）与列表类似，可以包含多个元素，且元素类型可以不相同。与列表的不同之处在于：元组的所有元素都写在一对小括号“()”中，且元组中的元素不能修改。1 t=(1,2.5,'test',3+4j,True,[3,1.63],5.3)2 print(t[1:4])#输出“[2.5,'test',(3+4j)]”3print(t[-3:-1])#输出“[True,[3,1.63]]”4 print(t[2:-1])#输出“['test',(3+4j),True,[3,1.63]]”5 print(t[:3])#输出“[1,2.5,'test’]”6 print(t[-2:])#输出“[[3,1.63],5.3]”7print(t[:])#输出“[1,2.5,'test',(3+4j),True,[3,1.63],5.3]”8print(t[2])#输出“test”9print(t[-3])#输出“True”数据类型-List与Tuple示例05与元组和列表类似，Set（集合）中同样可以包含多个不同类型的元素，但集合中的各元素无序、不允许有相同元素且元素必须是可哈希（hashable）的对象。集合中的所有元素都写在一对大括号“{}”中，各元素之间用逗号分隔。创建集合时，既可以使用{}，也可以使用set函数。set函数的语法格式为：set([iterable])Set与DictionaryDictionary（字典）是另一种无序的对象集合。但与集合不同，字典是一种映射类型，每一个元素是一个键（key）:值（value）对。在一个字典对象中，键必须是唯一的，即不同元素的键不能相同；另外，键必须是可哈希数据，即键不能是列表、元组、集合、字典等类型；值可以是任意类型。对于不包含任何元素的字典，即{}，称为空字典。Set与Dictionary数据类型-Set与Dictionary【任务描述】了解Set与Dictionary了解Set与Dictionary的特点【关键步骤】了解Set与Dictionary了解Set与Dictionary的特点示例061 a={10,2.5,'test',3+4j,True,5.3,2.5}2 print(a)#输出“{True,2.5,5.3,10,(3+4j),'test’}”3 b=set('hello’)4 print(b)#输出“{'e','l','o','h’}”5c=set([10,2.5,'test',3+4j,True,5.3,2.5])6 print(c)#输出“{True,2.5,5.3,10,(3+4j),'test’}”7 d=set((10,2.5,'test',3+4j,True,5.3,2.5))8 print(d)#输出“{True,2.5,5.3,10,(3+4j),'test'}”数据类型-Set与Dictionary示例06创建字典时，既可以使用{}，也可以使用dict函数。如果要创建一个空字典，可以使用{}或dict()： a={} b=dict()如果在创建字典的同时，需要给出字典中的元素，如：1 a={'one':1,'two':2,'three':3}2 b=dict(one=1,two=2,three=3)3 c=dict(zip(['one','two','three'],[1,2,3]))4 d=dict([('one',1),('two',2),('three',3)])5 e=dict({'one':1,'two':2,'three':3})这5条语句创建的5个字典对象的元素完全相同，使用print函数查看结果，都能得到：{'one':1,'two':2,'three':3}数据类型-Set与Dictionary示例06与列表等序列对象不同，在访问字典中的元素时不能通过下标方式访问，而是通过键访问。例如：1 info={'name':'张三','age':19,'score':{'python':95,'math':92}}2 print(info['name'])#输出“张三”3 print(info['age'])#输出“19”4 print(info['score'])#输出“{'python':95,'math':92}”5 print(info['score']['python'])#输出“95”6 print(info['score']['math'])#输出“92”执行完毕后，第2至5行代码分别按对应注释中的描述输出结果。由于info['score']访问到的仍然是一个字典，所以后面可以再分别通过info['score']['python']和info['score']['math']访问该字典中的元素。数据类型-Set与Dictionary示例06运算符PART03在字符串中可以给出一些占位符用来表示不同类型的数据，而实际的数据值在字符串之外给出。占位符描述%d有符号整型十进制数%f或%F有符号浮点型十进制数%s字符串占位运算符1 s1='%s上次数学成绩%d，本次%d，成绩提高%f'%('小明',85,90,5/85)2 s2='%5s上次数学成绩%5d，本次%5d，成绩提高%.2f'%('小明',85,90,5/85)3 s3='%5s上次数学成绩%05d，本次%05d，成绩提高%08.2f'%('小明',85,90,5/85)1 小明上次数学成绩85，本次90，成绩提高0.0588242 小明上次数学成绩85，本次90，成绩提高0.063 小明上次数学成绩00085，本次00090，成绩提高00000.06通过print函数分别输出s1、s2和s3，可得到下面结果：占位运算符运算符使用方法功能描述+（加）x+yx与y相加-（减）x-yx与y相减*（乘）x*yx与y相乘/（除）x/yx除以y//（整除）x//yx整除y，返回x/y的整数部分%（模）x%yx整除y的余数-（负号）-xx的负数+（正号）+xx的正数**（乘方）x**yx的y次幂算术运算符算术运算符【任务描述】了解算术运算符的使用【关键步骤】了解算术运算符的使用示例071 i1,i2=10,32 f1,f2=3.2,1.53 c1,c2=3+4.1j,5.2+6.3j4 print(i1+i2)#输出“13”5 print(c1-c2)#输出“(-2.2-2.2j)”6 print(f1*f2)#输出“4.800000000000001”7 print(i1/i2)#输出“3.3333333333333335”8 print(i1//i2)#输出“3”9 print(i1%i2)#输出“1”10 print(-f1)#输出“-3.2”11 print(+f2)#输出“1.5”12 print(i1**i2)#输出“1000”算术运算符示例07运算符使用方法功能描述=y=x将x的值赋给y+=y+=x等价于y=y+x-=y-=x等价于y=y-x*=y*=x等价于y=y*x/=y/=x等价于y=y/x//=y//=x等价于y=y//x%=y%=x等价于y=y%x**=y**=x等价于y=y**x赋值运算符赋值运算符【任务描述】了解赋值运算符的使用【关键步骤】了解赋值运算符的使用示例081 i1,i2=10,3#i1和i2的值分别被赋为10和32 i1+=i2#i1的值被改为133 print(i1)#输出“13”4 c1,c2=3+4.1j,5.2+6.3j#c1和c2的值分别被赋为3+4.1j和5.2+6.3j5 c1-=c2#c1的值被改为-2.2-2.2j6 print(c1)#输出“-2.2-2.2j”7 f1,f2=3.2,1.5#f1和f2的值分别被赋为3.2和1.58 f1*=f2#f1的值被改为4.89 print(f1)#输出“4.8”10 i1,f1=3,0.5#i1和f1的值分别被赋为3和0.511 i1**=f1#i1的值被改为1.7320508075688772（即3的0.5次幂）12 print(i1)#输出“1.7320508075688772”赋值运算符示例08运算符使用方法功能描述==（等于）y==x如果y和x相等，返回True，否则返回False!=（不等于）y!=x如果y和x不相等，返回True，否则返回False>（大于）y>x如果y大于x，返回True，否则返回False<（小于）y<x如果y小于x，返回True，否则返回False>=（大于等于）y>=x如果y大于或等于x，返回True，否则返回False<=（小于等于）y<=x如果y小于或等于x，返回True，否则返回False比较运算符比较运算符【任务描述】了解赋值运算符的使用【关键步骤】了解赋值运算符的使用示例091 i1,i2,i3=25,35,25#i1、i2和i3分别被赋为25、35和602 print(i1==i2)#输出“False”3 print(i1!=i2)#输出“True”4 print(i1>i3)#输出“False”5 print(i1<i2)#输出“True”6 print(i1>=i3)#输出“True”7 print(i1<=i2)#输出“True”比较运算符示例09运算符使用方法功能描述and（逻辑与）xandy如果y和x都为True，返回True，否则返回Falseor（逻辑或）xory如果y和x都为False，返回True，否则返回Falsenot（逻辑非）notx如果x为True，返回False，如果x为False，返回True1 n=80,a=1002 print(n>=0andn<=a)#输出“True”，判断n是否大于等于0且小于等于a3 print(n<0orn>a)#输出“False”，判断n是否小于0或大于a4 print(not(n>=0andn<=a))#输出“False”逻辑运算符十进制整数转换为二进制采用“除基取余法”：用2去除十进制整数，得到商和余数；如果商不为0，则继续用2除，再得到商和余数，重复该步骤直至商为0；最后将余数按照从后至前的顺序排列，即得到转换后的十进制数。位运算符二进制数转十进制数的规则是“按权展开求和”，即将二进制数的每一位写成数码乘以位权的形式，再对乘积求和。例如，对于二进制数11010B，其对应的十进制数为：11010B=1*2^4+1*2^3+0*2^2+1*2^1+0*2^0

=1*16+1*8+0*4+1*2+0*1

=16+8+0+2+0

=26位运算符运算符使用方法功能描述&（按位与）y&x如果y和x对应位都为1，则结果中该位为1，否则为0|（按位或）y|x如果y和x对应位都为0，则结果中该位为0，否则为1^（按位异或）y^x如果y和x对应位不同，则结果中该位为1，否则为0<<（左移位）y<<x将y左移x位（右侧补0）>>（右移位）y>>x将y右移x位（左侧补0）~（按位取反）~x如果x的某位为1，则结果中该位为0，否则为1位运算符位运算符【任务描述】了解位运算符的使用【关键步骤】了解位运算符的使用示例101 i1,i2=3,6#i1对应的二进制数是11B，i2对应的二进制数是110B2 print(i1&i2)#输出“2”。计算方法：011B&110B=010B=23 print(i1|i2)#输出“7”。计算方法：011B|110B=111B=74 print(i1^i2)#输出“5”。计算方法：011B^110B=101B=55 print(i1<<1)#输出“6”。计算方法：11B<<1=110B=66 print(i1>>1)#输出“1”。计算方法：11B>>1=1B=1位运算符示例10运算符使用方法功能描述isx

is

y如果y和x对应同样的存储单元，返回True，否则返回Falseisnotxisnoty如果y和x不对应同样的存储单元，返回True，否则返回False身份运算符身份运算符【任务描述】了解身份运算符的使用【关键步骤】了解身份运算符的使用示例111 x,y=15,152 print(xisy)#输出“True”3 print(xisnoty)#输出“False”4 print(xis15)#输出“True”5 x,y=[1,2,3],[1,2,3]6 print(xisy)#输出“False”7 print(x==y)#输出“True”8 print(xis[1,2,3])#输出“False”9 x=y10 print(xisy)#输出“True”身份运算符运算符使用方法功能描述inx

in

y如果x是可迭代对象y的一个元素，返回True，否则返回Falsenotinxnotiny如果x不是可迭代对象y的一个元素，返回True，否则返回