大爽Python入门教程 1-2 数与字符串

大爽Python入门公开课教案

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1 整数与浮点数

整数大家都知道，比如1, 2, 10, 123, 都是整数int。

浮点数是什么呢?

上一节的除法运算，不知道有没有人注意到，其结果的样子和整数是不同的。

>>> 8/7

1.1428571428571428

上面输出的小数就是浮点数float。

在python里，浮点数就是小数。

辨别方法就是小数点。

同时

/除法运算的结果永远是浮点数
浮点数和整数运算的结果永远是浮点数

>>> 10 / 5

2.0

>>> 2.0 * 10

20.0

>>> 2.0 + 5

7.0

>>> 2.0 // 2

1.0

>>> 5.0 // 3

2.0

其中结果虽然都可以写成整数形式，但是

却是带小数点的小数形式。

爱思考的朋友可能会想到，

从数学上来讲，所有的整数都可以写成小数形式，

对应到python里刚展示的，所有的整数都可以表示成浮点数。

以后是不是可以只用浮点数，不用整数。

并不是！

由于某种原因，计算机的浮点数是不精确的，所以能使用整数时最好使用整数。

python的浮点数有两种形式

十进制形式

也就是我们平时所看到的小数形式，比如

3.14, 2.0, 0.3333333333333333等

指数形式

也就是科学计数法的形式。

其写法为aen或者aEn, 对应的效果都是\(a \times 10^n\), n一般会带正负号。

a为科学计数法的有效数（或尾数），
n是科学计数法的指数部分，
e或E表示10的幂。

举例说明

1.23e-28，即\(1.23 \times 10^{-28}\)
2.01e+19，即\(2.01 \times 10^{19}\)

一般来讲，浮点数过长时会自动使用指数形式展示，比如

>>> 0.000000000000000000000000000123

1.23e-28

>>> 2010.0 * 100000000 * 100000000

2.01e+19

实际是浮点数长度超过其本身精度限制时，会使用指数形式来展示。

只要写成指数形式，就都是浮点数。

2 字符串

除了整数和浮点数，python还能直接操作字符串string。

字符串可以用单引号'...'或双引号"..."来表示(两种表现形式意义相同)，

引号里面就是字符串的内容。

注意: 单引号或双引号必须是英文输入法下的。

字符串示例

"a"
"abc"
"hello"

字符串之间可以做加法(拼接)，

也可以和整数做乘法。

>>> "hello " + "lihua"

'hello lihua'

>>> "a" + "b" + "c"

'abc'

>>> "a" * 10

'aaaaaaaaaa'

>>> "hello"*3

'hellohellohello'

补充: 字符串不能做除法和减法。

3 计算与转换

type

想要知道一个变量的类型，我们可以使用函数type。

示例如下

>>> type(123)

<class 'int'>

>>> type(0.1)

<class 'float'>

>>> type("abc")

<class 'str'>

>>> type("123")

<class 'str'>

注意，被引号括起来的"123"是字符串，不是整数。

计算

整数和浮点数可以直接计算，计算的结果永远是浮点数。
字符串之间可以做加法，效果是拼接。
字符串除了和整数做乘法外，不能和数直接计算(会报错)。

举例如下

>>> 3.14 * 100

314.0

>>> 123 + 345

468

>>> "123" + "345"

'123345'

>>> "123" + 345

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell#2>", line 1, in <module>

    "123" + 345

TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

两个内容为数字的字符串做加法，其效果为拼接。
字符串和数字相加会报错,

TypeError: can only concatenate str (not "int") to str,

该报错翻译(直接使用的百度翻译)为:

类型错误，只能将str（而不是int）连接到str。

转换

如果我们要进行计算的话，首先要进行类型转换。

把数转换成字符串可以使用str(n)方法。

把字符串转换成数，需要进行强制转换，无法转换就会报错，方法如下。

int(s): 将s强制转换成整数int
float(s): 将s强制转换成浮点数float

举例:

>>> str(123)  # 把整数123转换为字符串"123"

'123'

>>> "123" + str(123)

'123123'

>>> str(3.14)  # 把浮点数3.14转换为字符串"3.14"

'3.14'

>>> "1 + 2 = " + str(3)

'1 + 2 = 3'

>>> 123 + int("123")

246

>>> 123 + float("123")

246.0

4 情景思考

简单场景

首先，我们思考一个场景，

我们想展示简单的加法，

给x, y变量赋不同的值，

然后以x + y = z的形式展示输出。

输出示例:

直接反应

可能有的朋友，直接想到的是

print("1 + 2 = 3")

print("2 + 2 = 4")

print("3 + 4 = 7")

这个写法不合适，

一是不符合题意(没有定义x, y进行变量赋值)。

二是不应该写死。(这个我们以后会进一步的展开)

简单优化

那么简单优化下，定义x, y进行变量赋值，代码如下

x = 1

y = 2

z = x + y

print("1 + 2 = " + str(z))

x = 2

y = 2

z = x + y

print("2 + 2 = " + str(z))

x = 3

y = 4

z = x + y

print("3 + 4 = " + str(z))

这个时候在print里面，仍然有写死的问题。

写死的代码，存在不能通用的问题，变量每次变化都要手动改动。

再次优化

那么再次优化下，解决下写死的问题

x = 1

y = 2

z = x + y

s = str(x) + " + " + str(y) + " = " + str(z)

print(s)

x = 2

y = 2

z = x + y

s = str(x) + " + " + str(y) + " = " + str(z)

print(s)

x = 3

y = 4

z = x + y

s = str(x) + " + " + str(y) + " = " + str(z)

print(s)

也就是使用了强制转换加字符串拼接，把数据变量插入到字符串中。

其优点是：无论以后变量的值怎么变，print里面的s都不用在做修改。

5 占位符

介绍

虽然上面使用强制转换加字符串拼接，解决了把数据变量插入到字符串中的问题。

但是其代码可读性比较差，写起来也很麻烦。

其实，python为我们提供了一种更方便的技术，

帮助我们更灵活高效方便的，把变量的值插入到字符串中。

那就是占位符：

占位符，简单解释，就是在字符串中帮变量占住位置的特殊符号。

就像大学时，经常有人帮同学占座位，一般是用个东西放在那个座位上，表示这个地方有人占了，

然后等正主来了，收起东西，让正主坐下。

占位符的工作原理就是这样。

python里面有三种占位符表示方法

%
format
f表达式

这里只给大家简单的介绍下这三种写法。

前两种的写法格式如下

string operator variables

string: 含占位符的字串
operator: 特殊的操作符，可以理解为该操作符告诉字符串，正主来了
variables: 定义的变量名，正主

注意：正主来了才能进行字符串替换，正主没来原样展示string

%

占位符简单写法为%s，然后其操作符为%，

只有一个变量的话，就直接放在操作符后面，

多个变量，就用小括号一起括起来，再放在操作符后面。

举例

>>> x = 3

>>> y = 4

>>> z = x + y

>>> "%s"

'%s'

>>> "%s" % x

'3'

>>> "%s" % z

'7'

>>> "%s + %s" % (x, y)

'3 + 4'

>>> "%s + %s = %s" % (x, y, z)

'3 + 4 = 7'

format

占位符简单写法为{}，

然后其操作符为.format()，

变量都放到format的括号里面。

举例

>>> x = 3

>>> y = 4

>>> z = x + y

>>> "{}"

'{}'

>>> "{}".format(z)

'7'

>>> "{} + {} = {}".format(x, y, z)

'3 + 4 = 7'

f表达式

这个是Python 3.6开始的一个新功能，

其简单格式为f'...{var}...'，

注意: 此时var必须填写(不然会报错)。

举例

>>> x = 3

>>> y = 4

>>> z = x + y

>>> f'{}'

SyntaxError: f-string: empty expression not allowed

>>> f'{z}'

'7'

>>> f"{x} + {y} = {z}"

'3 + 4 = 7'

补充

占位符不仅可以给数据变量用，还可以给其他类型变量用，比如也可以做字符串的拼接。

>>> name = "lihua"

>>> age = 18

>>> "I am %s, %s years old." % (name, age)

'I am lihua, 18 years old.'

>>> "I am {}, {} years old.".format(name, age)

'I am lihua, 18 years old.'

>>> f"I am {name}, {age} years old."

'I am lihua, 18 years old.'

本系列课程，主要会使用前两种占位符。

简单情况使用%，较麻烦的会使用format。

参考与拓展: python 格式化输出详解（占位符：%、format、f表达式）——上篇理论篇