Python入门教程Python 变量，数据类型用户交互与基本运算

Posted 2020-11-09 mayite

一 变量

    什么是变量

#变量即变化的量，核心是“变”与“量”二字，变即变化，量即衡量状态。

为什么要有变量

#程序执行的本质就是一系列状态的变化，变是程序执行的直接体现，所以我们需要有一种机制能够反映或者说是保存下来程序执行时状态以及状态的变化。
#比如：
    英雄的等级为1，打怪升级(变)为10
    僵尸的存活状态True，被植物打死了，于是变为False
    人的名字为Albert，也可以修改为马一特 

如何定义变量

#变量名(相当于门牌号，指向值所在的空间)，等号，变量值
name=‘Egon‘
sex=‘male‘
age=18
level=10

变量的定义规范

#1. 变量名只能是 字母、数字或下划线的任意组合
#2. 变量名的第一个字符不能是数字
#3. 关键字不能声明为变量名[‘and‘, ‘as‘, ‘assert‘, ‘break‘, ‘class‘, ‘continue‘, ‘def‘, ‘del‘, ‘elif‘, ‘else‘, ‘except‘, ‘exec‘, ‘finally‘, ‘for‘, ‘from‘, ‘global‘, ‘if‘, ‘import‘, ‘in‘, ‘is‘, ‘lambda‘, ‘not‘, ‘or‘, ‘pass‘, ‘print‘, ‘raise‘, ‘return‘, ‘try‘, ‘while‘, ‘with‘, ‘yield‘]

定义方式：

#驼峰体
AgeOfOldboy = 56 
NumberOfStudents = 80
#下划线(推荐使用)
age_of_oldboy = 56 
number_of_students = 80

定义变量名不好的方式

#1. 变量名为中文、拼音
#2. 变量名过长
#3. 变量名词不达意

定义变量会有：id，type，value

#1 等号比较的是value，
#2 is比较的是id

#强调：
#1. id相同，意味着type和value必定相同
#2. value相同type肯定相同，但id可能不同,如下
>>> x=‘Info Egon:18‘
>>> y=‘Info Egon:18‘
>>> id(x)
>>> id(y)
>>> 
>>> x == y
True
>>> x is y
False

#1、在交互式模式下
Python实现int的时候有个小整数池。为了避免因创建相同的值而重复申请内存空间所带来的效率问题， Python解释器会在启动时创建出小整数池，范围是[-5,256]，该范围内的小整数对象是全局解释器范围内被重复使用，永远不会被GC回收

每创建一个-5到256之间的整数，都是直接从这个池里直接拿走一个值，例如
>>> y=4
>>> id(y)
>>> 
>>> x=3
>>> x+=1
>>> id(x)

#在pycharm中
但在pycharm中运行python程序，pycharm出于对性能的考虑，会扩大小整数池的范围，其他的字符串等不可变类型也都包含在内一便采用相同的方式处理了，我们只需要记住这是一种优化机制，至于范围到底多大，无需细究

小整数池

先了解一下

常量

常量即指不变的量，如pai 3.141592653..., 或在程序运行过程中不会改变的量
举例，假如老男孩老师的年龄会变，那这就是个变量，但在一些情况下，他的年龄不会变了，那就是常量。在Python中没有一个专门的语法代表常量，程序员约定俗成用变量名全部大写代表常量
AGE_OF_OLDBOY = 56

#ps:在c语言中有专门的常量定义语法，const int count = 60;一旦定义为常量，更改即会报错 

二 用户与程序交互

    古时候，我们去银行取钱，需要有一个银行业务员等着我们把自己的账号密码输入给他，然后他去进行验证，成功后，我们再将取款金额输入/告诉他

    骄傲的现代人，会为客户提供一台ATM机（就是一台计算机），让ATM机跟用户交互，从而取代人力。然而机器是死的，我们必须为其编写程序来运行，这就要求我们的编程语言中能够有一种能与用户交互，接收用户输入数据的机制

#在python3中
input：用户输入任何值，都存成字符串类型

#在python2中
input：用户输入什么类型，就存成什么类型
raw_input：等于python3的input

注释

    随着学习的深入，用不了多久，你就可以写复杂的上千甚至上万行的代码啦，有些代码你花了很久写出来，过了些天再回去看，发现竟然看不懂了，这太正常了。 另外，你以后在工作中会发现，一个项目多是由几个甚至几十个开发人员一起做，你要调用别人写的代码，别人也要用你的，如果代码不加注释，你自己都看不懂，更别说别人了，这产会挨打的。所以为了避免这种尴尬的事情发生，一定要增加你代码的可读性。

    代码注释分单行和多行注释， 单行注释用#，多行注释可以用三对双引号""" """

    代码注释的原则：

#1. 不用全部加注释，只需要在自己觉得重要或不好理解的部分加注释即可
#2. 注释可以用中文或英文，但不要用拼音

文件头

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*- 

三 基本数据类型

    什么是数据？为何要有多种类型的数据？

#计算机和人一样都可以存储数据，人永久存储在脑中，计算机永久存储在硬盘中
#人存储自己的名字，应该是这样的存储的，我的名字：马一特
#计算机也是一样的，name：Albert
#变量的是用来反映/保持状态以及状态变化的，毫无疑问针对不同的状态就应该用不同类型的数据去标识

数字

#int整型
定义：age=10 #age=int(10)
用于标识：年龄，等级，身份证号，qq号，个数

#float浮点型
定义：salary=3.1 #salary=float(3.1)
用于标识：工资，身高，体重，

数学上用的其他数据类型

#int整型
定义：age=10 #age=int(10)
用于标识：年龄，等级，身份证号，qq号，个数

#float浮点型
定义：salary=3.1 #salary=float(3.1)
用于标识：工资，身高，体重，

基础阶段了解

字符串

#在python中，加了引号的字符就是字符串类型，python并没有字符类型。
定义：name=‘egon‘ #name=str(‘egon‘) 
用于标识：描述性的内容，如姓名，性别，国籍，种族

#在python中，加了引号的字符就是字符串类型，python并没有字符类型。
定义：name=‘egon‘ #name=str(‘egon‘) 
用于标识：描述性的内容，如姓名，性别，国籍，种族

单引号 双引号 三引号的区别

#数字可以进行加减乘除等运算，字符串呢？让我大声告诉你，也能？what ?是的，但只能进行"相加"和"相乘"运算。
>>> name=‘egon‘
>>> age=‘18‘
>>> name+age #相加其实就是简单拼接
‘egon18‘
>>> name*5 
‘egonegonegonegonegon‘


#注意1：字符串相加的效率不高
字符串1+字符串3，并不会在字符串1的基础上加字符串2，而是申请一个全新的内存空间存入字符串1和字符串3，相当字符串1与字符串3的空间被复制了一次，

#注意2：只能字符串加字符串，不能字符串加其他类型

字符串的拼接

列表

#在[]内用逗号分隔，可以存放n个任意类型的值
定义：students=[‘egon‘,‘alex‘,‘wupeiqi‘,] #students=list([‘egon‘,‘alex‘,‘wupeiqi‘,]) 
用于标识：存储多个值的情况，比如一个人有多个爱好

#存放多个学生的信息：姓名，年龄，爱好
>>> students_info=[[‘egon‘,18,[‘play‘,]],[‘alex‘,18,[‘play‘,‘sleep‘]]]
>>> students_info[0][2][0] #取出第一个学生的第一个爱好
‘play‘

列表嵌套取值

字典

#为何还要用字典？
存放一个人的信息：姓名，性别，年龄，很明显是多个值，既然是存多个值，我们完全可以基于刚刚学习的列表去存放，如下
>>> info=[‘egon‘,‘male‘,18]
定义列表的目的不单单是为了存，还要考虑取值，如果我想取出这个人的年龄，可以用
>>> info[2]
但这是基于我们已经知道在第3个位置存放的是年龄的前提下，我们才知道索引2对应的是年龄
即：
        #name, sex, age
info=[‘egon‘,‘male‘,18]
而这完全只是一种假设，并没有真正意义上规定第三个位置存放的是年龄，于是我们需要寻求一种，即可以存放多个任意类型的值，又可以硬性规定值的映射关系的类型，比如key=value，这就用到了字典

定义方式

#在{}内用逗号分隔，可以存放多个key:value的值，value可以是任意类型
定义：info={‘name‘:‘egon‘,‘age‘:18,‘sex‘:18} #info=dict({‘name‘:‘egon‘,‘age‘:18,‘sex‘:18})
用于标识：存储多个值的情况，每个值都有唯一一个对应的key，可以更为方便高效地取值

info={
    ‘name‘:‘egon‘,
    ‘hobbies‘:[‘play‘,‘sleep‘],
    ‘company_info‘:{
        ‘name‘:‘Oldboy‘,
        ‘type‘:‘education‘,
        ‘emp_num‘:40,
    }
}
print(info[‘company_info‘][‘name‘]) #取公司名


students=[
    {‘name‘:‘alex‘,‘age‘:38,‘hobbies‘:[‘play‘,‘sleep‘]},
    {‘name‘:‘egon‘,‘age‘:18,‘hobbies‘:[‘read‘,‘sleep‘]},
    {‘name‘:‘wupeiqi‘,‘age‘:58,‘hobbies‘:[‘music‘,‘read‘,‘sleep‘]},
]
print(students[1][‘hobbies‘][1]) #取第二个学生的第二个爱好

字典相关的嵌套、取值

字典的嵌套取值

布尔

#布尔值，一个True一个False
#计算机俗称电脑，即我们编写程序让计算机运行时，应该是让计算机无限接近人脑，或者说人脑能干什么，计算机就应该能干什么，人脑的主要作用是数据运行与逻辑运算，此处的布尔类型就模拟人的逻辑运行，即判断一个条件成立时，用True标识，不成立则用False标识
>>> a=3
>>> b=5
>>> 
>>> a > b #不成立就是False,即假
False
>>> 
>>> a < b #成立就是True, 即真
True

接下来就可以根据条件结果来干不同的事情了：
if a > b 
   print(a is bigger than b )

else 
   print(a is smaller than b )
上面是伪代码，但意味着， 计算机已经可以像人脑一样根据判断结果不同，来执行不同的动作。

布尔类型的重点知识！！！：

#所有数据类型都自带布尔值
1、None，0，空（空字符串，空列表，空字典等）三种情况下布尔值为False
2、其余均为真 

 重点：

#1.可变类型：在id不变的情况下，value可以变，则称为可变类型，如列表，字典

#2. 不可变类型：value一旦改变，id也改变，则称为不可变类型（id变，意味着创建了新的内存空间） 

四 格式化输出

    程序中经常会有这样场景：要求用户输入信息，然后打印成固定的格式

    比如要求用户输入用户名和年龄，然后打印如下格式：

    My name is xxx，my age is xxx.

    很明显，用逗号进行字符串拼接，只能把用户输入的名字和年龄放到末尾，无法放到指定的xxx位置，而且数字也必须经过str(数字)的转换才能与字符串进行拼接。

    这就用到了占位符，如：%s、%d

#%s字符串占位符：可以接收字符串，也可接收数字
print(‘My name is %s,my age is %s‘ %(‘egon‘,18))
#%d数字占位符：只能接收数字
print(‘My name is %s,my age is %d‘ %(‘egon‘,18))
print(‘My name is %s,my age is %d‘ %(‘egon‘,‘18‘)) #报错

#接收用户输入，打印成指定格式
name=input(‘your name: ‘)
age=input(‘your age: ‘) #用户输入18,会存成字符串18,无法传给%d

print(‘My name is %s,my age is %s‘ %(name,age))

#注意：
#print(‘My name is %s,my age is %d‘ %(name,age)) #age为字符串类型,无法传给%d,所以会报错

练习：用户输入姓名、年龄、工作、爱好 ，然后打印成以下格式
------------ info of Egon -----------
Name  : Albert
Age   : 22
Sex   : male
Job   : Teacher 
------------- end -----------------

小练习

小练习

五 基本运算符

    计算机可以进行的运算有很多种，可不只加减乘除这么简单，运算按种类可分为算数运算、比较运算、逻辑运算、赋值运算、成员运算、身份运算、位运算，今天我们暂只学习算数运算、比较运算、逻辑运算、赋值运算

    算数运算

    以下假设变量：a=10，b=20

 

    比较运算

    以下假设变量：a=10，b=20

 

 

    赋值运算

    以下假设变量：a=10，b=20

 

    逻辑运算

>>> True or Flase and False
True
>>> (True or Flase) and False
False

身份运算

#is比较的是id
#而==比较的是值