人工智能导论 课件 11.3-4 python基本数据类型

Python编程基础公共基础课-《人工智能导论》1Python运行原理及开发环境Python基本语法Python编程基础Python基本数据类型Python运算符Python流程控制结构文件操作模块化编程异常处理综合实践23456789Python编程基础三、Python基本数据类型章节介绍3章节简述在计算机科学中，内存是用来存储和处理数据的关键部分。Python作为一种功能强大且易于学习的编程语言，提供了六个标准数据类型：Numbers（数字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元组）、Dictionary（字典）和Set（集合），以便开发者能够高效地存储和操作各种数据。不同类型的数据需要不同的存储方式和处理方法。例如，考虑一个人的个人信息：他的年龄是一个数字，可以通过数字类型存储；而他的姓名则是由字母组成的文本，适合用字符串类型来存储。章节介绍4课程目标了解数字、字符串、列表、元组、字典和集合的特点和用途，为之后的深入学习打下坚实的基础。学习如何创建、访问、修改这些数据类型，以及它们的特定方法和应用场景。通过实例演示和练习，加深对这些数据类型在实际编程中的应用理解。通过分析和解决实际问题，提升使用这些基本数据类型解决编程难题的能力。数字（Numbers）5Python的数字类型是编程中最基本的数据类型之一，主要包括以下几种：整型(int)浮点数类型(float)布尔类型(bool)整型(int)6整型是不带有小数点的数，如3、-3、0、521等。整型用于表示整数，无论是正数、负数还是零。Python中的整型没有固定的大小限制，理论上可以表示任意大小的整数，受限于机器的内存。常用于计数、迭代、索引数组等场景。浮点数类型(float)7浮点型用于表示带小数点的实数。它适用于需要表示小数或非常大范围的数值，例如科学计算。在Python中，浮点数的精度可能有限，因为它们在内部是以二进制形式表示的，这可能导致精度损失。13.14、5.0都属于合法的浮点数常量。布尔类型(bool)8布尔类型有两个值，分别是True和False，分别表示逻辑真和逻辑假。布尔值通常用于条件判断和循环控制。在Python中，布尔值可以被视为整数值的子类型，其中True等同于1，False等同于0。字符串（String）9字符串或串(String)是由数字、字母、下划线组成的一串字符。可以用print函数显示字符串内容。字符串的操作包括字符串的格式化、赋值、截取、过滤、合并、查找、替换等操作，大致如下：字符串赋值字符串格式化字符串拼接字符串切片字符串查找字符串替换字符串大小写转换字符串的测试、判断函数字符串的分割字符串比较字符串赋值10通过使用变量名称后跟等号和字符串，可以把字符串赋值给变量。也可以使用三个引号将多行字符串赋值给变量。1、赋值单行字符串2、赋值多行字符串str_1="thisisadog"str_2="""Pythonisaprogramminglanguagethatletsyouworkquicklyandintegratesystemsmoreeffectively."""字符串格式化11Python通过将若干值插入带“%”标记的字符串中，从而动态地输出字符串。符号描述符号描述%c格式化字符机器ASCII码%f格式化浮点数字，可指定小数点后的精度%s格式化字符串%e用科学计数法格式化浮点数%d格式化整数%E作用同%e%u格式化无符号数整型%g根据值的大小决定使用%f或%e%o格式化无符号八进制数%G作用同%g%x格式化无符号十六进制数%p用十六进制数格式化变量的地址字符串拼接12字符串的拼接即字符串的连接，在Python当中可以直接用“+”来完成字符串拼接操作。1、使用+号进行拼接2、使用join函数进行拼接str1="Mynameis"str2="Jack"str=str1+str2"Jack".join(["Mynameis",""])字符串切片13字符串的切片也称截取，指的是从字符串当中取出若干连续的字符形成新的字符串。切片操作是字符串操作中比较重要的内容，格式为：字符串[start:end:step]，其中end不包含在输出中，step默认为1，-1表示逆序输出。str="anappleadaykeepsthedoctoraway“print(str[0:3])#截取第一位到第三位的字符print(str[:])#截取字符串的全部字符print(str[6:])#截取第七个字符到结尾print(str[:-3])#截取从头开始到倒数第三个字符之前print(str[2])#截取第三个字符print(str[::-1])#创造一个与原字符串顺序相反的字符串print(str[8:3:-1])#逆序截取第八位到第四位字符print(str[-3:-1])#截取倒数第三位与倒数第一位之前的字符字符串查找14查找字符串中另外一个字符串的位置。index()方法查找指定值的首次出现。如果找不到该值，index()方法将引发异常。index()方法与find()方法几乎相同，唯一的区别是，如果找不到该值，则find()方法将返回-1。str="Hello,welcometomyworld."result=str.index("e")#index()方法print(result)result=str.find("welcome")#find()方法print(result)result=str.find("welcome222")print(result)result=str.index("welcome222")print(result)字符串替换15字符串替换是用另一个指定的字符串替换一个指定的字符串。字符串提供replace(oldvalue,newvalue,count)函数来操作，如果未指定count，则将替换所有出现的指定短语。string1='HelloAmy,welcometomyworld,yourworld,hisworld,herworld,ourworld'new_string1=string1.replace('world','place')#默认不指定count，全部替换print(new_string1)new_string2=string1.replace('world','place',2)#指定count，替换前count个print(new_string2)字符串大小写转换16lower()方法返回一个字符串，其中所有字符均为小写，upper()方法返回一个字符串，其中所有字符均大写。符号和数字将被忽略。函数名介绍lower全部转小写upper全部转大写title每个单词首字母大写capitalize首字母大写swapcase大写转小写，小写转大写字符串的测试、判断函数17字符串的测试、判断函数主要是判断字符串在格式上是否满足特定的要求，即是否全部是字母、全部为数字等，字符串的测试、判断函数代码示例：Str="HelloWorld!"print(Str.startswith("Hi"))#是否以Hi开头print(Str.endswith("ld"))#是否以Id结尾print(Str.isalnum())#是否全是字母和数字，并至少有一个字符print(Str.isalpha())#是否全是字母，并至少有一个字符print(Str.isdigit())#是否全是数字，并至少有一个字符print(Str.isspace())#是否全是空白字符，并至少有一个字符print(Str.islower())#S中的字母是否全是小写print(Str.isupper())#S中的字母是否全是大写print(Str.istitle())#S是否是首字母大写字符串的分割18Python中Split函数可以对字符串按照指定规则分割，并将分割后的字段作为list返回的函数。mystring="ThisisPythonTutorial"#输出变量mystring的类型print(type(mystring))#对字符串进行分割，返回结果赋值给newstring变量newstring=mystring.split()#打印新变量print(newstring)#查看新变量类型print(type(newstring))字符串比较19利用函数对字符串进行比较操作代码示例：importoperatorasop#引入operatorsStr1="12345"sStr2="123bc"n=3#调用eq方法对前n位字符进行判等比较print(op.eq(sStr1[0:n],sStr2[0:n]))字符串操作符20操作符描述案例1+字符串连接>>>a+b'HelloPython'2*重复输出字符串>>>a*2'HelloHello'3[]通过索引获取字符串中字符>>>a[1]'e'4[:]截取字符串中的一部分>>>a[1:4]'ell'5in成员运算符-如果字符串中包含给定的字符返回True>>>"H"inaTrue6notin成员运算符-如果字符串中不包含给定的字符返回True>>>"M"notinaTrue字符串操作符字符串常用函数21编号函数名描述1lower()转换string中所有大写字符为小写2upper()转换string中的小写字母为大写3lstrip()截掉string左边的空格（默认）4rstrip()删除string字符串末尾的空格（默认）5strip()去除左右两侧空格6split(str="")以str为分隔符切片string7replace(str1,str2)把string中的str1替换成str2字符串常用函数列表的含义22列表是数据的集合列表内元素的个数及元素的值可以改变列表（List）是由一系列元素组成，所有的元素被包含在一对方括号（[]）中。列表被创建后，可以执行添加、删除、修改操作。列表中可能包含任意的Python数据信息，如字符串、数字、列表、元组等。列表的含义例：person1=[“tom”,25,1.78]person2=list()如何定义列表？列表的操作23一、列表数据的获取例：person1=[“tom”,”male”,25,1.78,89]1、获取某一个元素值-下标法person1[0]2、获取所有内容-循环forninperson1:

printn列表的操作24一、列表数据的获取起始位置i终点位置j3、获取任意部分的内容-切片如何获取最后一个元素获取前三个元素获取第二到第四个元素......S[i:j]列表的操作25二、列表的赋值1、初始化时赋值person1=[“tom”,25,1.78]2、下标法赋值person1[0]=“terry”列表的操作26三、列表数据的新增例：person1=[“tom”,25,1.78]1、append()函数person1.append(85)#

在列表的最后增加值为85的元素2、insert()函数person1.insert(1,“male”)#

在索引为1的位置插入值为“male”的元素列表的操作27四、列表数据的删除例：person1=[“tom”,25,1.78]1、pop()函数person1.pop(1)#

删除索引为1的元素

person1.pop()#

删除最后一个元素2、remove()函数person1.remove(“tom”)#

删除列表中第一个元素值为"tom"的元素3、delperson1[1]#

删除索引为1的元素元组28有一些数据，一旦确定就不能更改，如何保证数据不被更改呢？星期性别国家元组的含义29元组与列表类似，与列表不同的是，元组中的元素一旦确立就不能被改变。元组可以使用在不希望数据被其他操作改变的场合列表使用的是中括号[]，而元组使用的是圆括号()元组的含义week=("星期一","星期二","星期三","星期四")元组的操作30元组除了元素的值不可修改，其他操作与列表类似由于元组中的元素不能改变，所以可以通过将元组转换成列表，再改变其中的数据。同样，列表也可以转换成元组。元组和列表的相互转换代码示例：mytuple=tuple('abc’)mylist=list(mytuple)#通过list()将元组转换成列表print(mylist)mytuple=tuple(mylist)#通过tuple()将列表转换成元组print(mytuple)为什么需要字典31以下列表中保存有tom各科的考试成绩，现要求：80708895988077…scores=[80,70,88,95,98,80,77,…]1：获取语文成绩2：如果已知数据的排列顺序为：数学、英语、化学、体育、语文、物理、音乐…要求打印出语文成绩如何改善这个问题？字典语法结构32如果在每个元素前面，增加唯一对应的KEY，是不是就很清晰了呢！数学英语化学体育语文物理音乐80708895988077scores={"math":80,

"english":70,

"chem":88,

"pe":95,

"chinese":98,

"physical":80,

"music":77

}字典的含义33字典（Dictionary）是由‚”键-值”对组成的集合，字典中的”值”通过‚”键”来引用。Python中，键-值对之间用”英文逗号”隔开，并且被包含在一对花括号（{}）中。字典与列表最大的不同是，字典是无序的，字典中的元素是通过键来访问的。字典也是可变的，可以包含任何其他类型，字典中没有位置的概念。例如‚”取字典的第一个元素”说法错误。字典的含义字典的操作34printscores["english"]1、访问字典中的值2、添加新的键值对到字典中scores["dance"]=993、删除键值对delscores["dance"]字典的遍历351、遍历字典中所有key和value2、获取字典中所有的key和valueforkeyinscores:

printkey,":",scores[key]forkey,valueinscores.items():

printkey,":",valueprintscores.keys()

printscores.values()集合的含义36集合的含义Python中集合set是具有唯一元素的无序集合，它和列表很相似，但它只能包含唯一的元素，同时需要注意的是集合是无序的，也就是说集合中没有第一个、第二个元素之说，通常只是说集合中是否含有这些元素。集合的创建37集合的构建可以通过set的构造函数构建空的集合，也可以构建包含初始值的集合，示例代码如下：创建一个包含多个元素的集合需要使用花括号{}。集合和字典之间的区别在于，字典要求键入由冒号“:”分隔的键值对，而集合则不需要。#创建空的集合s1=set()#创建包含初始值的集合s2={4,5,6}print(s1)print(s2)集合添加元素38集合添加元素一般使用add方法，代码示例：需要注意的是，s2尝试添加已经存在的元素6，没有发生任何事情，因为集合只能包含唯一的元素。#创建空的集合s1=set()#创建包含初始值的集合s2={4,5,6}s1.add(1)s2.add(7)s2.add(6)print(s1)print(s2)集合删除元素39如果要从集合中删除某个元素，可以简单地使用.remove方法进行操作，代码示例：此时，元素7在集合中并不存在，remove时将会触发KeyError错误信息。如果不希望删除的时候会触发错误，那么可以简单的使用discard函数，该函数和remove函数功能一样，同时在删除不存在的元素时不会触发错误，代码示例：s2={4,5,6}s2.remove(6)print(s2)s2.remove(7)print(s2)s2={4,5,6}s2.discard(6)#removes6s2.discard(7)#removesnothing,butnoerrorraisedprint(s2)集合运算40如果要计算两个集合的并集，也就是求两个集合中所有元素构成的集合，可以使用union函数。如果要计算两个集合的交集，也就是求两个集合中的公共元素所构成的集合，可以使用intersection函数。“-”操作符来获取两个集合的差集，代码示例：s1={1,2,3,4}s2={3,4,5,6}#s1和s2的并集s3=s1.union(s2)print(s3)#s1和s2的交集s4=ersection(s2)print(s4)#在s1中而不在s2中的元素s5=s1-s2print(s5)#在s2中而不在s1中的元素s6=s2-s1print(s6)Python编程基础四、Python运算符章节介绍42章节简述在编程的世界里，运算符是构建逻辑和表达式的基石，它们使得我们能够在代码中执行各种操作，从简单的数学计算到复杂的逻辑决策。Python，作为一门强大而灵活的编程语言，提供了丰富的运算符集合，覆盖了算术运算、比较逻辑、赋值操作、位操作、身份检测以及成员检测等多个方面。理解和熟练掌握这些运算符对于开发高效、可读性强的Python程序至关重要。本章节旨在提供一个全面的Python运算符概览，从基础的算术运算符讲起，逐步深入到更为复杂的逻辑和位运算符。章节介绍43课程目标了解并应用Python中的各种运算符，以执行数学计算、数据比较、逻辑决策等操作。理解运算符优先级，有效控制表达式的计算顺序。掌握如何使用赋值运算符来存储和更新变量值。学习如何通过位运算符进行高效的位级操作。识别并利用身份和成员运算符来检测对象的身份以及成员资格。基础运算符44基础运算符用于执行各种数学、逻辑和数据操作，使程序能够进行计算、决策和数据处理等任务。通过合理使用这些运算符，可以实现复杂的算法和逻辑控制。主要包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、赋值运算符等。算术运算符与数值一起使用来执行常见的数学运算比较运算符用于比较两个值，返回布尔类型逻辑运算符用于组合条件语句。赋值运算符用于为变量赋值算数运算符45算术运算符是用于执行基本数学运算的运算符，它们允许您在Python中执行各种算术操作。以下是常见的算术运算符及其介绍：运算符描述+加：两个对象相加-减：得到负数或是一个数减去另一个数*乘：两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串/除：x除以y%取模：返回除法的余数**幂：返回x的y次方//取整数：返回商的整数部分（向下取整）比较运算符46比较运算符用于比较两个值，并返回一个布尔值（True或False）来表示它们之间的关系。比较运算符常用于控制流程和条件语句中，以便进行条件性的决策。以下是Python中常见的比较运算符及其介绍：运算符描述==等于：比较对象是否相等!=不等于：比较两个对象是否不相等>

大于：返回x是否大于y<

小于：返回x是否小于y>=大于等于：返回x是否大于等于y<=小于等于：返回x是否小于等于y逻辑运算符47逻辑运算符（LogicalOperators）用于执行逻辑运算，通常用于组合或修改布尔值。Python提供了三种常见的逻辑运算符，它们是：and、or、not。以下是对这些逻辑运算符的详细介绍：运算符描述and布尔“与”：x和y都为真时才返回Trueor布尔“或”：x和y其中一个为真时就返回Truenot布尔“非”：如果x为True，返回False。如果x为False，返回True赋值运算符48赋值运算符用于将一个值赋给变