Day02-變量_資料類型和運算符

1 資料類型

不同類型的變量可以進行的運算是不同的，是以必須了解變量的類型，python中資料類型可以分為：

• 内置類型

• 數值類型：整型int，浮點型float，複數（complex） 3+5j
• str:字元串
• bool:布爾值【True，False】
• None：空值，表示變量沒有确定的值
• list：清單
• tuple：元組
• dict：字典
• set：集合

• 自定義類型

• class ：類

1.1 基礎類型

• 數值類型：

• 整型（int）： python3中隻有int一種，可以表示整數，例如：10，-5,10000
• 浮點型（float）： 表示帶小數點的實數，有兩種表示法：

• 小數表示： 1.9 .23
• 科學計數法： 用e來表示10的指數，1e2就代表了100，注意e前面必須有數值，e後面必須為整數

• 複數（complex）：表示數學上的無理數，形如：a+bj

• 布爾型(bool)：表示事務的兩種狀态，男女、陰晴、亮暗等，它隻有兩個值：True，False
• None：表示空對象，一般用于判斷，不同于0和空字元
• 字元串（str）：在python中，用引号（單引号、雙引号、三引号）表示字元串

• 字元串的表示

# 用單引号表示： 'hello'
# 用雙引号表示："我用python"
# 用3個單引号表示：可以表示多行文本，例如：
    '''偉大
       的
       祖國
     '''
# 用3個雙引号表示：可以表示多行文本，例如：
    """生死看淡，
    不服就幹"""      

• 轉義字元：有些特殊字元無法從鍵盤輸入，可以使用轉義字元表示，另外，無論是單引号、雙引号還是三引号字元串，其中引号是字元串界定符，引号并不是字元串的内容，那麼如何在單引号字元串中表示一個單引号呢，這也可以使用轉義字元表示。常見的轉義字元

轉義字元	描述	轉義字元	描述
​ ​\'​ ​	表示一個普通字元單引号	\n	換行
​ ​\"​ ​	表示一個普通字元雙引号	\r	回車
​ ​\'''​ ​	一個普通的三單引号	​ ​\\​ ​	一個普通的字元\
​ ​\"""​ ​	一個普通的三雙引号	\a	響鈴
\t	tab鍵	\b	回删一個字元

• 字元串編碼：計算機隻能識别二進制，那麼字元串如何存儲到計算機裡呢

計算機不能直接存儲字元串，但我們可以将字元編碼，例如用65表示大寫字元A，66表示大寫字元B....等這種表示方式就是美國類的ASCII碼，隻能表示127個字元，但對于美國人來說已經足夠了。一但能用整數表示字元，我們可以很友善的把整數用二進制表示，那麼字元串也就和容易存儲到計算機了。
但還有很多其他國家的語言是不能用ASCII表示的，所有ISO組織就推出了unicode碼，用來表示任何一種語言的字元，unicode碼也稱之為萬國碼，通用碼，可以表示任何一種語言的任何一個字元。unicdoe碼有多中表示方式，例如：utf-8、utf-16、utf-32等。一般使用較多的是utf-8，utf-8是一種變長的編碼，表示一個字元可能用一個位元組，也可能是三個位元組
中文常用編碼一般用GBK編碼，用2個位元組表示一個漢字      

1.2 類型判斷

我們可以使用type和isinstance來測試和判斷資料類型

#type用法：
  type(obj)
  功能：傳回obj的資料類型
  參數：obj是你要測試變量或數值
  示例：
    age = 10
    name = 'hello'
    print(type(name),type(age))
    
    #判斷變量是否是指定類型
    if type(age) is int:
       print('是')
    else:
       print('否')

#isinstance用法：
  isinstance(obj,typename)
  功能：判斷obj是否是指定類型，是傳回True,否傳回False
  參數： objobj是你要判斷的變量或數值
        typename是指定資料類型,可以是int,float,str等。也可是一個
                 類型的元組,例如:(int,float)
  示例：
    age = 10
    name = 'hello'  
    print(isinstance(age,int))
    print(isinstance(name,(str,int)) #隻要name是str或int的一種就傳回True
    
    if isinstance(age,int):
        print('是')
    else:
        print('否')
        
#type和isinstance的差別
type判斷基本類型是沒問題的，但無法判斷子類對象是父類的一種
isinstance可以判斷子類對象是父類的一種
class A:
    pass

class B(A):
    pass

objA = A()
objB = B()

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

結論：優先使用isinstance

2. 運算符和表達式

在數學上為了計算結果，我們會寫一些式子計算，例如：

30 + 5

這是數學中的計算式，python中為了計算也有類似的式子，叫表達式。在表達式中30和5稱作操作數，+稱之運算符。表達式的目的在于計算結果。表達式構成：

• 最基本的表達式就是一些數值，變量、函數，例如： 3, a(變量) print('hello')
• 由基本表達式加上适當的運算符構成複雜的表達式： 3 + a

綜合上述，所謂表達式就是由操作數和運算符組成䄦符合python文法的式子。要寫表達式首先要學習運算符。關于運算符要知道兩件事情

• 計算順序 ： 是從左向右算還是從右向左算
• 優先級 ： 比如先乘除後加減

###2.1 算術運算符

a = 20

b = 10

運算符	說明	示例
-	負号，取原數的相反數	a = 10 print(-a) #-10
+ - * /	加減乘除，同數學上一樣	a + b = 30 a - b = 10 a * b = 200 a / b = 2
%	模運算，即求 a整除以b的餘數	a % 10 = 0
//	整除	a // b = 2
**	對運算符進行指數(幂)計算	a ** b 表示20的10次方

####模運算說明

• 模運算的符号取決于第二個操作數（右操作數）
• 模運算的計算公式：r = a % b = a - n * b，其中n是小于a/b的最大整數
• 整除(//)運算如果有一個操作數是浮點數，結果是浮點數
• 用途：判斷奇偶、判斷是否能夠整除、最大公約數、水仙花數

數學函數

函數名	函數的說明	示例
abs	取絕對值	abs(-10)
pow(x,y)	x的y次方	pow(10,2)求10的平方
round(x,[n])	浮點數的4舍5入， n代表保留小數的位數	round(3.456)
max()	求給定參數的最大值	max(21,43,65,75,86,32,3,45)
min()	求給定參數的最小值	min(21,43,65,75,86,32,3,45)
math.ceil()	需要導入import math庫 向上取整	math.ceil(18.1) #19
math.floor()	需要導入import math庫 向下取整	math.floor(18.1) #18
math.sqrt	需要導入import math庫 求平方根	math.sqrt(100)

python3.5.2中文幫助文檔 ​​https://yiyibooks.cn/xx/python_352/index.html​​

随機函數

擷取随機數，需要引入random庫。

import random

函數名	函數說明
random.randrange(start,stop,step)	start 指定範圍的起始值 包含本身，預設是0；stop 指定範圍的結束值 不包含本身； step 步長，預設步長是1。該函數傳回一個整數
random.randint(start,end)	傳回[start end]之間的一個随機整數，start必須小于end
random.random()	傳回一個[0.0,1.0)之間的随機小數

注意

• 優先級： ** >正負号 > // % * / > + -
• 從左向右算
• 在幂運算和一進制運算符聯合計算時，從右向左算，例如： -1 ** 2 = -1

2.2 指派運算符

a = 5; b = 10; c = 20

運算符	說明	示例
=	簡單指派, 将b+c的結果賦給a	a = b +c #a=30
+=	a += b等價于 a = a +b	a = 15
-=	a -= b等價于 a = a - b	a = -5
*=	a *= b等價于 a = a * b	a = 50
/=	a /= b 等價于a = a / b	a = 0.5
%=	a %= b等價于a = a % b	a = 5
//=	a //= b等價于 a = a // b	a = 0
**=	a **= b等價于a = a ** b

注意：

• 指派運算符左邊必須是變量
• 從右向左算
• 沒有指派表達式
• 所有指派運算符優先級相同，指派運算符優先級非常低，僅高于成員運算符和身份運算符、邏輯運算符
• 注意在複合指派中

a = 2
b = 3
a *= b + 2  #等價于 a = a * (b + 2)
print(a)  # a = 10      

2.3 關系運算

關系運算就是比較運算，如果表達式成立，傳回True，否則傳回False。關系運算的結果是布爾值。

運算符	示例	說明
==	a == b	a和b值相等，結果是True，a和b值不相等結果為False
!=	a != b	a不等于b 結果為True，否則結果為True
>	a > b	a大于b結果為True，否則為False
>=	a >= b	a大于等于b結果為True，否則為False
<	a < b	a小于b結果為True，否則為False
<=	a <= b	a小于等于b結果為True，否則為False

注意：

• 優先級： 比較運算符優先級相同
• 從左向右算
• 可以這樣算：​

  ​1 < a < 3​

  ​ 等價于 a > 1 and a < 3

2.4 邏輯運算

邏輯運算符可以用于構造複雜條件。邏輯運算符包括：

• 邏輯與 and 對應漢語的意思是“并且” 、 “同時”
• 邏輯或 or 對應漢語意思為"或者"
• 邏輯非 not 對應漢語意思為”相反“

在邏輯運算中，False、None、0、0.0、‘’（空字元串）被看做假（False），其它的看做真(True)

2.4.1 邏輯與

a	b	a and b
真	任意值	b的值
假	任意值	a的值

• 表達式 a and b的值為： 如果a為真，結果為b的值，否則結果是a的值

2.4.2 邏輯或

a	b	a or b
真	任意值	a的值
假	任意值	b的值

• 表達式a or b的值為：如果a為真結果為a的值，否則結果是b的值

2.4.3 邏輯非

a	not a
真	False
假	True

小結：a為真則表達式為False，否則表達式為True

2.4 短路計算

• 對于邏輯與表達式 a and b，如果a為假，則不計算b
• 對于邏輯或表達式 a or b ，如果a為真，則不計算b

2.4.5 注意事項

• 優先級 not > and >or

2.5 身份運算符

is: 判斷兩個辨別符是否引用自同一個實體【對象】，比較的是兩個對象的id是否一樣，如果相同為真，否則為假

is not：判斷兩個辨別符是不是引用自不同的實體【對象】如果兩個對象的id不同結果為真，否則為假

id()函數擷取實體的id（位址）

注意:is和==的差別

• is用于判斷兩個變量引用實體是否為同一個【id】
• ==用于判斷兩個變量的值是否相同，但id不一定相同

2.6 成員運算符

主要應用在序列中

in:如果在指定的序列中找到指定的值，則傳回True，否則傳回False

not in:如果在指定的序列中未找到指定的值，則傳回True，否則傳回False

2.7 if-else表達式

表達式1 if 條件 else 表達式2