Python程序设计 课件 第二章 Python基础语法与数据类型

第二章Python基础语法与数据类型Python程序设计01Python的基础语法02Python中的基础数据类型03Python中的高级数据类型04本章回顾01Python的基础语法Python的语法特点Python语言与C、Java等编程语言有许多相似之处，但是也存在一些差异，本小节将从代码缩进、注释、标识符与关键字、命名规范、编码规范、基本输入输出函数6个方面介绍Python语法的特点。代码缩进Python与C、Java等编程语言最大的区别就是缩进方式不同，Python不采用大括号“{}”来分隔代码块，而是使用缩进来写模块。缩进的空白数量是可变的，可以使用空格或Tab键实现，但是要注意的是同一个级别代码块的缩进量必须相同，如果不采用合理的代码缩进将报错。注释Python注释分为单行注释和多行注释，单行注释采用“#”开头，多行注释使用三个单引号(''')或三个双引号(""")。标识符与关键字标识符是计算机语言中用于标识变量、函数、类、模块等名称的有效字符串集合。Python标识符字符串规则与C、Java等编程语言类似，总结如下：由字符（A~Z和a~z）、数字和下划线组成，但数字不能作为第一个字符。不能包含空格、@、%等特殊字符。不能包含Python关键字，可使用标准库中的keyword模块查看。命名规范在编写代码时，命名很重要，好的名字可以增加代码的可读性，下面列出了常用的命名规范供参考。包名不宜过长，全部使用小写字母，不推荐使用下划线，如mypackage。模块名不宜过长，全部使用小写字母，多个单词间可以使用下划线“_”分隔，如my_module。类名应使用首字母大写的单词串（驼峰命名），如MyClass。函数、变量及属性命名规则与模块类似，即全部使用小写字母，多个单词间可以使用下划线分隔。常量、全局变量全部使用大写字母，多个单词间可以使用下划线分隔。单下划线“_”开头的模块或函数是受保护的，双下划线“__”开头的实例变量或方法是类私有的。Python编码规范PEP8PEP8由吉多团队于2001年7月创建，是Python增强提案的缩写，版本号为8。它约定了Python代码的编码规范，涵盖9大类要求，部分常用要求如下：一、文档编排1.一个import语句只导入一个模块，不采用“importos,sys”形式。2.若用“fromXXimportXX”引用库，可省略“module.”，但可能与本地名字冲突时需采用“importXX”。二、代码编排1.使用4个空格缩进，不用Tab，不能混合使用Tab和空格。2.不行尾加分号，不将两条命令放同一行。3.每行字符数不超79，超则用小括号连接多行内容。4.if/for/while语句即使执行语句只有一句也须另起一行。Python编码规范PEP8三、注释1.与代码自相矛盾的注释比没注释更差，修改代码时要优先更新注释。2.注释块通常应用在代码前，并和这些代码有同样的缩进。四、空格（总体原则，避免不必要的空格）1.各种右括号、逗号、冒号、分号前不要加空格。2.函数的左括号前、序列的左括号前不要加空格。如Func(1)、list[2]。3.文件中的函数与类之间应该用两个空行隔开；同一个类中，各方法之间应该用一个空行隔开。4为变量赋值的时候，赋值符号的左侧和右侧应该各自写上一个空格，而且只写一个。基本输入输出函数Python中最基本的输入和输出函数是input函数和print函数，这两个函数我们在“计算体脂率”的案例中都使用过。(1)input函数input函数是Python的内置函数，用于接收用户在键盘的输入信息，基本语法如下：str用于保存输入的变量，在Python3中，无论从键盘输入的是数字还是字符都将被做为字符串读取，所以在“计算体脂率”案例中使用了int、float函数转换数据类型。基本输入输出函数print函数是我们接触Python时用到的第一个函数，使用它可以将结果输出到控制台，也可以输出到指定文件中，右图为基本输入输出函数的使用案例。Python运算符运算符是一种用于执行特定的数学或逻辑操作的符号，Python提供了丰富的运算符，包括算术运算符、赋值运算符、比较运算符、逻辑运算符、位运算符等。1.算术运算符：是用来处理基本的数学四则运算的符号，Python常用的算术运算符总结如下图所示。赋值运算符2.赋值运算符主要用于为变量赋值。变量在编程语言中是程序员定义的一串字符，代表一个数据，也可以说是程序员给这个数据起的名字。Python中常用的赋值运算符总结如表下图所示。比较运算符3.比较运算符，又称关系运算符，主要用于对变量或表达式结果进行比较（表达式是使用运算符将不同类型的数据连接起来的式子），其返回结果有True（真）和False（假）两种。Python常用的比较运算符总结如下图所示。逻辑运算符4.逻辑运算符用来表示日常交流中的“并且”，“或者”，“除非”等思想，逻辑运算符可以将两个或多个关系表达式连接成一个或使表达式的逻辑反转。Python常用的逻辑运算符总结如下图所示。其他运算符除了上述运算符之外，Python还有成员运算符、身份运算符、位运算符（把数字看作二进制来进行计算），总结如右图所示。运算符优先级在使用运算符时，是有优先级的，优先级高的运算先执行，优先级低的运算后执行，同一优先级的运算从左到右顺序执行。表2-6中按照优先级由高到低的顺序列出了Python运算符。运算符优先级关于运算符的使用举例如下图所示。02Python基本数据类型数字类型数字类型主要用于存储数值，数字类型是不可改变的。如果修改了数字类型中的变量值，那么会先把该值存放到内存中，然后让其指向新的内存地址。Python中的数字类型包括整数（int）、浮点数（float）和复数（complex）。整数整数用来表示数学中的整数数值，包括正整数、负整数和0。在Python中，整数按照表现形式可分为十进制整数（默认）、二进制整数、八进制整数和十六进制整数，相关描述如下图所示。需要注意的是不管用什么方式表示整数，在计算机中，所有数据都是以二进制方式存放在内存中。浮点数浮点数可表示数学中小数，如3.1415926、1.414等，且能用科学计数法形式（以e/E表示，如3.14可写成多种形式）表示。使用浮点数计算时需注意，因计算机系统中的说小数以二进制形式存于内存，其计算会有与数学上不同的现象，如下图所示浮点数由于0.1和0.2在内存中是以一个非常接近的数字存储的，所以两者相加，得到的数字不是精确的0.3。基于以上原因，在编程语言中，不能直接使用比较运算符“==”判断浮点数的大小，如右图所示。复数Python中的复数用来表示数学中的复数，形式与数学中一致，都是由实部和虚部组成，如a+bj，其中a代表实部，b代表虚部。可以分别使用real和imag来访问复数的实部和虚部，如右图所示。字符串类型字符串是用于表示文本的数据类型，可由数字、字母、下划线组成。在Python中，用英文引号标识的一串字符就是字符串类型数据。右图中的四种引号形式都可以表示字符串，但是需要注意前面和后面使用的引号形式必须一致。转义字符Python中的字符串支持转义字符，转义字符即使用反斜杠“\”对一些特殊字符进行转义，常用的转义字符总结如下图所示。字符串的基本操作字符串的基本操作包括可以使用加号“+”进行字符串连接，使用索引访问字符串中的字符，使用切片截取字符串，使用成员运算符判断字符串中是否包含给定字符等，总结如下图所示。应用举例运行结果如下图所示格式化字符串格式化字符串是指先制定好一个模板，在这个模板上预留几个空位，然后再根据需要填上相应的内容。在Python中，格式化字符串有两种方式，分别是使用“%”操作符和使用format方法。格式化字符串(1)使用“%”操作符格式化字符串使用“%”操作符格式化字符串的语法如下：格式化字符串(1)使用“%”操作符格式化字符串使用“%”操作符格式化字符串的语法如下：格式化字符串(2)使用format方法格式化字符串字符串对象提供了format方法用于进行字符串格式化，它是通过{}和:来代替%（目前格式化字符串一般使用format方法，%方式不太常用了），其语法如下：其中template用于指定字符串的显示样式即模板，exp用于指定要转换的项，如果有多项，则使用逗号进行分隔。接下来重点介绍创建模板，模板是使用“{}”和“:”来指定占位符，其语法格式如下：格式化字符串应用举例格式化字符串(3)f-string格式化字符串在Python3.6中，新增了一种格式化字符串的使用，即f-string，其可以直接在占位符中插入变量，使用起来更方便，如下图所示。从下图中我们可以看出，f-string格式化字符串的使用方式很简单，首先在需格式化的字符串前使用字母f，然后将被替换字段放入大括号“{}”中即可。字符串常用方法在开发过程中，经常需要对字符串进行操作，如替换字符串中的某个字符、字符串切割等，现将常用的方法总结如右图所示应用举例应用举例布尔类型布尔类型用于表示真值或假值，在Python中用常量True和False表示，比较运算符返回值为布尔类型。Python里布尔类型是int类型子类，True可表1，False可表0，如右图所示在Python中，所有对象可做真值测试，除以下几种情况结果为假外，多数情况为真：-False或None。-数字中的0。-空序列（含字符串、元组、字典、列表，下面详细介绍）。03Python高级数据类型在上面中我们介绍了数字（整数、浮点数、复数）、字符串、布尔三种基本数据类型，本节我们将介绍列表、元组、字典这三种在开发中非常常用的高级数据类型。列表、元组、字典，还有之前介绍的字符串都属于序列，序列指的是一块可存放多个值的连续内存空间，这些值按一定顺序排列，所以每一个值都有一个对应的位置编号，即索引，如下图所示。列表的特点列表即List，是Python中使用非常频繁的数据类型，列表中的所有元素都放在一对中括号“[]”中，两个相邻元素间使用逗号“，”分隔。1.列表的特点列表非常灵活，其特点可总结如下：列表是任意对象的有序集合，可变序列。列表中的元素可以是数字、字符串、元组等Python支持的所有数据类型。同一个列表中，元素的类型可以不同。列表的创建与删除列表的创建可以使用最基本的“[]”形式，也可以使用list方法，列表的删除可以使用del语句，举例如右图所示。列表的创建与删除上页中使用的range()函数是Python内置的函数，返回的是一个可迭代对象，其语法如下：列表常用操作与方法列表是序列的一种，所以序列的常用操作和函数（如右图所示），列表也都可以使用。应用举例应用举例列表常用操作与方法除此之外，列表还有一些常用的添加、删除元素等方法，如右图所示。应用举例元组元组即Tuple，是与列表相似的数据类型，不同之处在于元组不能修改。元组中的所有元素都放在一对圆括号“()”中，两个相邻元素间使用逗号“，”分隔。1.元组的使用由于元组是不可变序列，所以序列通用操作和常用方法中，关于修改元素的内容元组都不支持，如右图所示。元组列表中的关于添加、删除元素的方法，在元组中也不支持，如右图所示，元组只支持count和index两个方法。应用举例元组与列表的区别元组与列表非常类似，它们之间的主要区别总结如下：列表使用中括号“[]”创建，元组使用小括号“()”创建。

列表是可变序列，元组是不可变序列。列表可以使用索引和切片的方式访问和修改元素，元组也可以使用索引和切片访问元素，但不支持修改元素。列表中可以使用append()、insert()、remove()等方法添加、删除元素，而元组中没有这些方法。元组比列表的访问和处理速度快，所以元组可以用于保存程序中不会修改的内容。字典字典即Dict，也是Python中使用非常频繁的数据类型，与列表类似，不同的是字典是无序可变序列。字典中的所有元素都放在一对大括号“{}”中，两个相邻元素间使用逗号“，”分隔，字典中的元素是“键(key)值(value)对”类型，每个键和值之间用冒号“:”分隔，通过key可以快速找到value。元组字典的创建可以使用最基本的“{}”形式，也可以使用dict方法。举例如下图所示。字典的常用方法字典的常用方法总结如下图所示。应用举例集合集合即Set，用于表示不重复元素，是无序、可变序列。在Python中，集合中的所有元素都放在一对大括号“{}”中，两个相邻元素间使用逗号“，”分隔。1.集合的创建集合有两种创建方式，一种是直接使用大括号“{}”创建，另一种是使用set()函数，set()函数可以将字符串、列表等类型转换为集合，举例如下页所示应用举例从下图的运行结果可看出，集合是无序的，且如果创建集合时有重复元素，将只保留一个元素，还有一点需要注意的是创建空集合只能使用set()函数，因为使用大括号“{}”创建，将代表是空字典。集合的常用方法集合的常用方法总结如下图所示。应用举例集合的运算集合可以进行交集、并集、差集运算，这是和列表、字典等其它序列的最大区别。关于集合运算的相关方法总结如下图所示。列表

元组

字典

集合的关系本节分别介绍了列表、元组、字典、集合的基本使用，它们都属于序列，有很多相似的地方，也有很多区别，总结如下图所示。03数据类型转换Python是动态类型的编程语言，也称为弱类型编程语言，它不需要像Java、C一样在使用变量前声明变量类型，但有时需要用到类型转换。右图为常用的数据类型转换函数。应用举例列表、元组、字典的遍历案例【案例描述】某健身培训班学生分为A、B、C三组，每组共有学员5人。A组成员包括赵钱、孙李、周吴、郑王、冯陈，成绩分别为79、68、77、86、92；B组成员包括褚卫、蒋沈、韩杨、朱秦、尤许，成绩分别为81、83、62、76、82；C组成员包括何吕、施张、孔曹、严华、金魏，成绩分别为96、73、76、81、82。【案例要求】①分别打印输出A组、B组、C组的总分数、平均分数、最高分和最低分。②分别打印输出A组、B组、C组的成绩单。③统计该班级的总成绩并按照分数从高到低打印成绩单。案例案例04本章回顾1.关于Python语法和命名规范，描述错误的是（）。A.Python采用大括号“{}”来分隔代码块B.Python注释分为单行注释和多行注释C.在Python中，模块名不宜过长，全部使用小写字母D.在Python中，常量、全局变量全部使用大写字母2.关于PEP8编码规范，描述错误的是（）。A.PEP是PythonEnhancementProposal（Python增提案）的缩写，

8是