在C语言中文网上，学习了python编程的基础课程，此为学习笔记记录，备查，备翻阅复习。

变量及类型

Python 是一门弱类型语言，弱类型包含两方面的含义：

• 所有的变量无须声明即可使用，或者说对从未用过的变量赋值就是声明了应变量；
• 变量的数据类型可以随时改变，同一个变量可以一会儿是数值型，一会儿是字符串型。

  #定义一个数值类型变量
  a = 5
  print(a)
  #重新将字符串赋值给a变量
  a = 'Hello , Charlie'
  print(a)
  print(type(a))
  

  数值类型（整形、浮点型和复数）及其用法

  Python 中的数值类型主要包括整形、浮点型和复数类型。 整型 在 Python 中，整形专门用来表示整数，整数包括正整数、0 和负整数。 Python 的整型数值有 4 种表示形式： 十进制形式、二进制形式、八进制形式、十六进制形式。 Python 的整型还支持 None 值（空值），例如如下代码：

a = None
print(a) #什么都不输出

#以0x或0X开头的整型数值是十六进制形式的整数
hex_value1 = 0x13
hex_value2 = 0xaF
print("hexValue1 的值为：",hex_value1)
print("hexValue2 的值为：",hex_value2)
#以0b或0B开头的整型数值是二进制形式的整数
bin_val = 0b111
print('bin_val的值为：',bin_val)
bin_val = 0B101
print('bin_val的值为：',bin_val)
#以0o或0O开头的整型数值是八进制形式的整数
oct_val = 0o54
print('oct_val 的值为：',oct_val)
oct_val = 0O17
print('oct_val 的值为：',oct_val)

浮点型 浮点型数值用于保存带小数点的数值，Python 的浮点数有两种表示形式：

• 十进制形式：这种形式就是平常简单的浮点数，例如 5.12、512.0、0.512。浮点数必须包含一个小数点，否则会被当成整数类型处理。
• 科学计数形式：例如 5.12e2（即 5.12×102）、5.12E2（也是 5.12 ×102）。

只有浮点型数值才可以使用科学计数形式表示。例如 51200 是一个整型值，但 512E2 则是浮点型值。也就是说python自动会将512E2转化为51200.0，就是浮点型的变量。

为了提高数值（包括浮点型）的可读性，Python 3.x 允许为数值（包括浮点型）增加下画线作为数字的分隔符。这些下画线并不会影响数值本身。例如如下代码：

#在数值中使用下画线
one_million = 1000000
print(one_million)
price = 234_234_234 #price 实际的值为234234234
android = 12341234 #android 实际的值为12341234

复数

Python 可以支持复数，复数的虚部用 j 或 J 来表示。不常用，可以暂不了解。

如果需要在程序中对复数进行计算，可导入 Python 的 cmath 模块（c 代表 complex），在该模块下包含了各种支持复数运算的函数。

下面程序示范了复数的用法：

ac1 = 3 + 0.2j
print (ac1)
print(type(ac1)) #输出复数类型
ac2 = 4 - 0.1j
print(ac2)
#复数运行
print(ac1 + ac2) #输出(7+0.1j)
#导入cmath 模块
import cmath
#sqrt()是cmath 模块下的商数，用于计算平方根
ac3 = cmath.sqrt(-1)
print (ac3) #输出1j

字符串详解

Python 要求，字符串必须使用引号括起来，可以使用单引号或者双引号，只要成对即可。

如果字符串内容本身包含了单引号或双引号，此时就需要进行特殊处理：

#  1. 使用不同的引号将字符串括起来。
str3 = "I'm a coder"
str4 = '"Spring is here,let us jam!", said woodchuck.'

#  2. 对引号进行转义。
# 使用反斜线（\）将字符串中的特殊字符进行转义
 str5 = '"we are scared,Let\'s hide in the shade",says the bird'

长字符串

使用三个引号定义长字符串，该长字符串中既可包含单引号，也可包含双引号。

s = '''"Let's go fishing", said Mary.
"OK, Let's go", said her brother.
they walked to a lake'''
print(s)

如果所定义的长字符串没有赋值给任何变量，那么这个字符串就相当于被解释器忽略了，也就是多行注释了。

原始字符串

由于字符串中的反斜线都有特殊的作用，因此当字符串中包含反斜线时，就需要使用转义字符 \ 对字符串中包含的每个 ‘' 进行转义。

比如说，我们要写一个关于 Windows 路径 G:\publish\codes\02\2.4 这样的字符串，如果在 Python 程序中直接这样写肯定是不行的，需要使用 \ 转义字符，对字符串中每个 ‘' 进行转义，即写成 G:\publish\codes\02\2.4 这种形式才行。

还有更好的解决办法，就是借助于原始字符串。 原始字符串以“r”开头，它不会把反斜线当成特殊字符。因此，上面的 Windows 路径可直接写成如下这种形式：

s1 = r'G:\publish\codes\02\2.4'
print(s1)

bytes类型及用法

Python 3 新增了 bytes 类型，用于代表字节串（这是本教程创造的一个词，用来和字符串对应）。字符串（str）由多个字符组成，以字符为单位进行操作；字节串（bytes）由多个字节组成，以字节为单位进行操作。

bytes 和 str 除操作的数据单元不同之外，它们支持的所有方法都基本相同，bytes 也是不可变序列。 由于 bytes 保存的就是原始的字节（二进制格式）数据，因此 bytes 对象可用于在网络上传输数据，也可用于存储各种二进制格式的文件，比如图片、音乐等文件。 如下程序示范了如何创建字节串：

# 创建一个空的bytes
b1 = bytes()
# 创建一个空的bytes值
b2 = b''
# 通过b前缀指定hello是bytes类型的值
b3 = b'hello'
print(b3)
print(b3[0])
print(b3[2:4])
# 调用bytes方法将字符串转成bytes对象
b4 = bytes('我爱Python编程',encoding='utf-8')
print(b4)
# 利用字符串的encode()方法编码成bytes，默认使用utf-8字符集
b5 = "学习Python很有趣".encode('utf-8')
print(b5)

运行上面程序，可以看到如下输出结果：

b'hello'
104
b'll'
b'\xe6\x88\x91\xe7\x88\xb1Python\xe7\xbc\x96\xe7\xa8\x8b'
b'\xe5\xad\xa6\xe4\xb9\xa0Python\xe5\xbe\x88\xe6\x9c\x89\xe8\xb6\xa3'

从上面的输出结果可以看出，字节串和字符串非常相似，只是字节串里的每个数据单元都是 1 字节。

bool布尔类型

Python 提供了 bool 类型来表示真（对）或假（错）。

True 和 False 是 Python 中的关键字，当作为 Python 代码输入时，一定要注意字母的大小写，否则解释器会报错。

len()函数详解

Python 中，要想知道一个字符串有多少个字符（获得字符串长度），或者一个字符串占用多少个字节，可以使用 len 函数。

>>> a='http://c.biancheng.net'
>>> len(a)
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在实际开发中，除了常常要获取字符串的长度外，有时还要获取字符串的字节数。 在 Python 中，不同的字符所占的字节数不同，数字、英文字母、小数点、下划线以及空格，各占一个字节，而一个汉字可能占 2~4 个字节，具体占多少个，取决于采用的编码方式。例如，汉字在 GBK/GB2312 编码中占用 2 个字节，而在 UTF-8 编码中一般占用 3 个字节。

我们可以通过使用** encode()**方法，将字符串进行编码后再获取它的字节数。

# 采用 UTF-8 编码方式，计算“人生苦短，我用Python”的字节数
>>> str1 = "人生苦短，我用Python"
>>> len(str1.encode())
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# 获取采用 GBK 编码的字符串的长度
>>> str1 = "人生苦短，我用Python"
>>> len(str1.encode('gbk'))
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input()函数

input() 函数用于向用户生成一条提示，然后获取用户输入的内容。由于 input() 函数总会将用户输入的内容放入字符串中，因此用户可以输入任何内容，input() 函数总是返回一个字符串。

msg ＝ input("请输入你的值：")
print (type(msg))
print(msg)

print()函数高级用法

print() 函数的详细语法格式如下：

print (value,...,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False)

从上面的语法格式可以看出，value 参数可以接受任意多个变量或值，因此 print() 函数完全可以输出多个值。例如如下代码：

user_name ＝ 'Charlie'
user_age = 8
#同时输出多个变量和字符串
print("读者名：",user_name,"年龄：",user_age)

输出结果：

读者名： Charlie 年龄： 8

从输出结果来看，使用 print() 函数输出多个变量时，print() 函数默认以空格隔开多个变量，如果读者希望改变默认的分隔符，可通过 sep 参数进行设置。

#同时输出多个变量和字符串，指定分隔符
print("读者名：" ,user_name,"年龄：",user_age,sep='|')

输出结果：

读者名：|Charlie|年龄：|8

在默认情况下，print() 函数输出之后总会换行，这是因为 print() 函数的 end 参数的默认值是“\n”，这个“\n”就代表了换行。如果希望 print() 函数输出之后不会换行，则重设 end 参数即可，例如如下代码：

#设置end 参数，指定输出之后不再换行
print(40,'\t',end＝"")
print(5O,'\t',end＝"")
print(60,'\t',end＝""

输出结果：

40    50    60

file 参数指定 print() 函数的输出目标，file 参数的默认值为 sys.stdout，该默认值代表了系统标准输出，也就是屏幕，因此print() 函数默认输出到屏幕。实际上，完全可以通过改变该参数让 print() 函数输出到特定文件中，例如如下代码：

f = open("demo.txt","w")#打开文件以便写入
print('沧海月明珠有泪',file=f)
print('蓝回日暖玉生烟',file=f)
f.close()
# open() 函数用于打开 demo.txt 文件，接连 2 个 print 函数会将这 2 段字符串依次写入此文件，最后调用 close() 函数关闭文件

print() 函数的 flush 参数用于控制输出缓存，该参数一般保持为 False 即可，这样可以获得较好的性能。

格式化字符串

Python 提供了“%”对各种类型的数据进行格式化输出，例如如下代码：

price = 108
print ("the book's price is %s" % price)

上面程序中的 print 函数包含以下三个部分，第一部分是格式化字符串（相当于字符串模板），该格式化字符串中包含一个“%s”占位符，它会被第三部分的变量或表达式的值代替；第二部分固定使用“%”作为分隔符。 格式化字符串中的“%s”被称为转换说明符，其作用相当于一个占位符，它会被后面的变量或表达式的值代替。“%s”指定将变量或值使用 str() 函数转换为字符串。

如果格式化字符串中包含多个“%s”占位符，第三部分也应该对应地提供多个变量，并且使用圆括号将这些变量括起来。例如如下代码：

user = "Charli"
age = 8
# 格式化字符串有两个占位符，第三部分提供2个变量
print("%s is a %s years old boy" % (user , age))

表 1 Python转换说明符列表

当使用上面的转换说明符时，可指定转换后的最小宽度，例如如下代码：

num = -28
print("num is: %6i" % num)
print("num is: %6d" % num)
print("num is: %6o" % num)
print("num is: %6x" % num)
print("num is: %6X" % num)
print("num is: %6s" % num)

运行上面代码，可以看到如下输出结果：

num is:    -28
num is:    -28
num is:    -34
num is:    -1c
num is:    -1C
num is:    -28

从上面的输出结果可以看出，此时指定了字符串的最小宽度为 6，因此程序转换数值时总宽度为 6，程序自动在数值前面补充了三个空格。

在默认情况下，转换出来的字符串总是右对齐的，不够宽度时左边补充空格。Python 也允许在最小宽度之前添加一个标志来改变这种行为，Python 支持如下标志：

• -：指定左对齐。
• +：表示数值总要带着符号（正数带“+”，负数带“-”）。
• 0：表示不补充空格，而是补充 0。

例如如下代码：

num2 = 30
# 最小宽度为6，左边补0
print("num2 is: %06d" % num2)
# 最小宽度为6，左边补0，总带上符号
print("num2 is: %+06d" % num2)
# 最小宽度为6，右对齐
print("num2 is: %-6d" % num2)

运行上面代码，可以看到如下输出结果：

num2 is: 000030
num2 is: +00030
num2 is: 30

对于转换浮点数，Python 还允许指定小数点后的数字位数：如果转换的是字符串，Python 允许指定转换后的字符串的最大字符数。这个标志被称为精度值，该精度值被放在最小宽度之后，中间用点 (.) 隔开。例如如下代码：

# 指定小数点后的数字位数
my_value = 3.001415926535
# 最小宽度为8，小数点后保留3位
print("my_value is: %8.3f" % my_value)
# 最小宽度为8，小数点后保留3位，左边补0
print("my_value is: %08.3f" % my_value)
# 最小宽度为8，小数点后保留3位，左边补0，始终带符号
print("my_value is: %+08.3f" % my_value)

# 指定转换后的字符串的最大字符数
the_name = "Charlie"
# 只保留3个字符
print("the name is: %.3s" % the_name) # 输出Cha
# 只保留2个字符，最小宽度10
print("the name is: %10.2s" % the_name)

运行上面代码，可以看到如下输出结果：

my_value is:    3.001
my_value is: 0003.001
my_value is: +003.001
    
the name is: Cha
the name is:         Ch

转义字符及高级用法

Python 中常用的转义字符如表 1 所示：

使用举例：

s = 'Hello\nCharlie\nGood\nMorning'
print(s)

Hello
Charlie
Good
Morning

s2 = '商品名\t\t单价\t\t数量\t\t总价'
s3 = 'C语言小白变怪兽\t99\t\t2\t\t198'
print(s2)
print (s3)

商品名                 单价        数量        总价
C语言小白变怪兽 99           2             198

数据类型转换函数

表 1 常用数据类型转换函数

需要注意的是，在使用类型转换函数时，提供给它的数据必须是有意义的。例如，int() 函数无法将一个非数字字符串转换成整数。

算术运算符及用法

表 1 Python常用算术运算符

“+”还可以作为字符串（包括后续要介绍的序列）的连接运算符。

“＊”还可以作为字符串（包括后续要介绍的序列）的连接运算符，表示将 N 个字符串连接起来。举例：

s1 = 'Hello, '
s2 = 'Charlie'
# 使用+连接两个字符串
print(s1 + s2)

s3 = 'crazyit '
# 使用*将5个字符串连接起来
print(s3 * 5)

赋值运算符

Python 使用“＝”作为赋值运算符。 Python 支持连续赋值，如a = b = c = 20。 表 1 Python 常用赋值运算符

通常情况下，只要能使用扩展后的赋值运算符，都推荐使用这种赋值运算符。

位运算符

位运算符通常在图形、图像处理和创建设备驱动等底层开发中使用。使用位运算符可以直接操作数值的原始 bit 位，尤其是在使用自定义的协议进行通信时，使用位运算符对原始数据进行编码和解码也非常有效。

位运算符对于初学者来说有些难度，因此初学者可先跳过本节内容。

比较运算符

也称关系运算符

表 1 Python 比较运算符

比较运算符 == 和 is 的区别

== 用来比较两个变量的值是否相等，而 is 则用来比对两个变量引用的是否是同一个对象，例如：

import time
# 获取当前时间
a = time.gmtime()
b =  time.gmtime()
print(a == b) # a和b两个时间相等，输出True
print(a is b) # a和b不是同一个对象，输出False

上面代码中 a、b 两个变量都代表当前系统时间，因此 a、b 两个变量的时间值是相等的（代码运行速度很快，能保证是同一时间），故程序使用“==”判断返回 True。但由于 a、b 两个变量分别引用不同的对象（每次调用 gmtime() 函数都返回不同的对象），因此a is b返回 False。

那么，如何判断两个变量是否属于一个对象呢？Python 提供了一个全局的 id() 函数，它可以用来判断变量所引用的对象的内存地址（相当于对象在计算机内存中存储位置的门牌号），如果两个对象所在的内存地址相同（相当于它们住在同一个房间内，计算机同一块内存在任一时刻只能存放一个对象），则说明这两个对象其实是同一个对象。 由此可见，is 判断其实就是要求通过 id() 函数计算两个对象时返回相同的地址。例如，使用 id() 函数判断上面的 a、b 两个变量：

print(id(a))
print(id(b))

从运行结果中将会看到 a、b 两个变量所引用的对象的内存地址是不同的，这样通过 is 来判断 a、b 两个变量自然也就输出 False 了。

>>> a = 'cheesezh'
>>> b = 'cheesezh'
>>> id(a)
2680257978480
>>> id(b)
2680257978480
>>> a is b
True

逻辑运算符

逻辑运算符是对真和假两种布尔值进行运算（操作 bool 类型的变量、常量或表达式），逻辑运算的返回值也是 bool 类型值。

表 1 Python 逻辑运算符及功能

需要说明的是，建议使用圆括号来提高程序的可读性。

三目运算符

作为三目运算符的 if 语句的语法格式如下：

 True_statements if expression else False_statements

三目运算符的规则是：先对逻辑表达式 expression 求值，如果逻辑表达式返回 True，则执行并返回 True_statements 的值；如果逻辑表达式返回 False，则执行并返回 False_statements 的值。看如下代码：

a = 5
b = 3
st = "a大于b" if a > b else  "a不大于b"
# 输出"a大于b"
print(st)

Python 允许在三目运算符的 True_statements 或 False_statements 中放置多条语句。Python 主要支持以下两种放置方式：

1. 多条语句以英文逗号隔开：每条语句都会执行，程序返回多条语句的返回值组成的元组。
2. 多条语句以英文分号隔开：每条语句都会执行，程序只返回第一条语句的返回值。

举例

# 第一个返回值部分使用两条语句，逗号隔开
st = print("crazyit"), 'a大于b' if a > b else  "a不大于b"
print(st)

上面程序中 True_statements 为 print(“crazyit”)，’a大于b’，这两条语句都会执行，程序将会返回这两条语句的返回值组成的元组。由于 print() 函数没有返回值，相当于它的返回值是 None。运行上面代码，将看到如下结果：

crazyit
(None,'a大于b')

# 第一个返回值部分使用两条语句，分号隔开
st = print("crazyit"); x = 20 if a > b else  "a不大于b"
print(st)
print(x)

此时虽然 True_statements 包含两条语句，但程序只会返回第一条语句 print(”crazyit”) 的返回值，该语句同样返回 None，因此相当于 str 的返回值为 None。运行上面代码，将看到如下结果：

crazyit
None
20

三目运算符支持嵌套，通过嵌套三目运算符，可以执行更复杂的判断。例如，下面代码需要判断 c、d 两个变量的大小关系：

c = 5
d = 5
# 下面将输出c等于d
print("c大于d") if c > d else (print("c小于d") if c < d else print("c等于d"))

运算符优先级一览表

运算规则是，优先级高的运算符先执行，优先级低的运算符后执行，同一优先级的运算符按照从左到右的顺序进行。需要注意的是，Python 语言中大部分运算符都是从左向右执行的，只有单目运算符（例如 not 逻辑非运算符）、赋值运算符和三目运算符例外，它们是从右向左执行的。

建议：

• 不要把一个表达式写得过于复杂，太复杂则分成几步来完成。
• 应尽量使用“()”来控制表达式的执行顺序。