[TimLinux] Python 类型与运算

1. 内建(built-in)数据类型种类

• 数字类型：int(), float()
• 顺序（sequence）：
  • 字符串：str()
  • 元祖：tuple()
  • 列表：list()
• 字典：dict()
• 集合：set()
• 文件：open()
• 布尔：True, False
• 空对象：None

2. 各类型示例详解

2.1. 数字类型：

数字直接量示例

>>> 123 + 222  # 整数加
345

>>> 1.5 * 4  # 浮点数乘
6.0

>>> 2 ** 100  # 2的100次幂
1267650600228229401496703205376

>>> str(2**100)  # 转换为字符串

>>> 3.1415 * 2 #  (Python < 2.7 和 3.1)，调用类的__repr__函数
6.28300000000004 

>>> print(3.1415 * 2)  # 调用了类的__str__函数
6.283

>>> import math  # 引入外部模块, math数学模块
>>> math.pi
3.141592653589793
>>> math.sqrt(85)
9.219544457292887

>>> import random  # 引入随机数模块
>>> random.random()  # 生产随机数, 小于1的正数
0.6489341324245831
>>> random.randint(1, 10) # 生产1~10之间的整数，含1,10
5
>>> random.choice([1,3,4,8]) # 1,3,4,8中随机选择一个数
4

第三方开源数字类型有：矩阵、向量、扩展精度数等。

字符串转换为数字示例

>>> help(int)
class int(object)
  int(x=0) -> integer
  int(x, base=10) --> integer (默认转换为10进制整数)

>>> int("12a")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '12a'

>>> int("a12")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'a12'

>>> int("abc")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'

以上示例说明，含有非数字的字符串无法调用int()函数进行转换，使用过程中需要进行异常捕捉。

>>> int('')
12

>>> int('', 2)  # 字符串中的2在二进制模式内是越界的
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 2: ''

>>> int('', 2)
10

>>> int('')
777
>>> int('', 8)
511
>>> int('0x1212')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '0x1212'
>>> int('0x1212', 16)
4626
>>> int('0xFF', 16)
255
>>> int('0xFG', 16)  # 字符G在十六进制中越界
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '0xFG'

>>> help(float)
class float(object)
  float(x) -> floating point number # 只接收一个参数，只能包含点和数字
>>> float('0.1x')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: could not covert string to float: '0.1x')

>>> float('0.1')
0.1
>>> float('.1')
0.1

>>> float('0.1.2')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: could not covert string to float: '0.1.2')

2.2. 顺序(sequence)：

”顺序“顾名思义，有先后、有序，其中包含的类型有：字符串、列表、元祖，Python中没有数组的提法，在Python里面需要忘记数组，如果难以做到，记得元祖和列表都可以认为是数组的一种，元祖和列表间又存在区别，稍后会提到这一点。sequence有以下几方面的特点：

• 可以切片获取新的sequence
• 可以下标访问
• 可len()函数获取长度

2.2.1. 字符串：

特点：

• 直接量定义：mystr = "this is my string"
• 工厂函数定义：mystr = str("this is my string")
• 可切片：mystr[0:3] (不含3)， mystr[3:-2] (不含-2)， 索引0, -1可以省略，mystr[0:3] === mystr[:3], mystr[3:-1] === mystr[3:], mystr[0:-1] (取全部值) === mystr[:]
• 可下标访问：mystr[0], mystr[1], mystr[-1], mystr[-2]
• 不可变值(immutable)：mystr[0] = 'a' 会抛出TypeError错误

2.2.2. 列表：

特点：

• 直接量定义：mylist = [1, 3, 5, "this is a string"]
• 工厂函数定义：mylist = list([1, 3, 5, "this is a string"]); mylist = list( (1, 3, 5, "this is a string") ); mylist = list("this is a list")
• 可切片：mylist[0:3] (不含3)， mylist[3:-2] (不含-2)， 索引0, -1可以省略，mylist[0:3] === mylist[:3], mylist[3:-1] === mylist[3:], mylist[0:-1] (取全部值) === mylist[:]
• 可下标访问：mylist[0], mylist[1], mylist[-1], mylist[-2]
• 可变值(mutable): mylist[1] = 'newstring'

2.2.3. 元祖：

特点：

• 直接量定义：mytuple = (1,3,5, "this is a string"); mytuple = 1, 3, 5, "this is a string";
• 工厂函数定义：mytuple = tuple([1,3,5, "this is a string"]); mytuple = tuple( (1,3,5, "this is a string") ); mytuple = tuple("this is a tuple")
• 可切片：mytuple[0:3] (不含3)， mytuple[3:-2] (不含-2)， 索引0, -1可以省略，mytuple[0:3] === mytuple[:3], mytuple[3:-1] === mytuple[3:], mytuple[0:-1] (取全部值) === mytuple[:]
• 不可变值(immutable): mytuple[0] = "new one"   # 抛出TypeError错误

2.2.4. 示例

字符串示例

>>> S = 'Spam'
>>> len(S)
4

下标访问
>>> S[0]
'S'
>>> S[1]
'p'
>>> S[100]  # 越界抛出 IndexError 错误
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: string index out of range

>>> S[-1]
'm'
>>> S[len(S) - 1]
'm'
>>> S[-2]
'a'

切片操作
>>> S[1:3]
'pa'
>>> S[1:]
'pam'
>>> S
'Spam'
>>> S[0:3]  # 切片不包含最后的值
'Spa'
>>> S[:3]  # 开头的0可以省略
"Spa'
>>> S[:-1]
'Spa'
>>> S[:]  # 末尾的-1也可以省略
'Spam'
>>> S[::2]  # 第三个值为步长
'Sa'

字符串拼接
>>> S + 'xyz'
'Spamxyz'
>>> S * 8  # 重复8次
'SpamSpamSpamSpamSpamSpamSpamSpam'

不可修改值
>>> S[0] = 'z'  # 抛出 TypeError 错误
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' object does not support item assignment

字符串相关函数介绍示例：

>>> my_string = "this is a string"
>>> my_string.capitalize()  # 首字母大写
This is a string

>>> my_string.center(50, "=")  # 中对齐，总长度50，填充=
=======this is a string=======
>>> my_string.ljust(50, "=")  # 左对齐，总长度50，填充=
this is a string
>>> my_string.rjust(50, "=")  # 右对齐，总长度50，填充=
==============this is a string

# 默认my_string为UTF-8, UTF-8是UNICODE的子集
#        str--------> unicode(utf-8) ---------------->str
# "".decode("GBK") --> unicode(utf-8) --> u"".encode("GBK")
>>> my_string.encode("GBK")
b'this is a string'  # 因为是因为字符，所以显示出了字节类型的具体值
>>> my_string = "中文"  # 因为"中文"两个字是UTF-8编码的，所以只能执行encode方法
>>> my_string.encode("GBK")
b'\xd6\xd0\xce\xc4'  # 只显示出了二进制值

>>> my_string = "this is a string"
>>> my_string.endswith('ing')
True
>>> my_string.endswith('abc')
False
>>> my_string.startswith('this')
True

>>> my_string = "this is a\tstring"
>>> my_string.expandtabs(tabsize=5)  # \t替换为5个空格
this is a     string
>>> my_string.find('i')  # 从左往右，查找第一个i的索引值，找不到返回值为-1
2
>>> my_string.rfind('i')  # 从右往左，查找第一个i的索引值，找不到返回值为-1
13
>>> "My name is {}, age is {}, sex is {}".format('Tim', 28, 'man')
"My name is Tim, age is 28, sex is man

# format_map 参数为字典（后面会介绍字典）
>>> "My name is {name}, age is {age}, sex is {sex}".format_map({'name': 'Tim', 'age': 28, 'sex': 'man'})
"My name is Tim, age is 28, sex is man

>>> my_string.index(" is")  # 获取index值，找不到抛出ValueError异常
4
>>> my_string.rindex(" is")  # 从右往左获取index值，找不到抛出ValueError异常
4
>>> my_string.isalnum() # 只包含字母,数字，因为有空格所以False
False

>>> my_string.isdecimal() # 只包含数字时为True
False

>>> my_string.isalpha() # 只包含字母时为True
False

>>> my_srting.islower() # 是纯小写
True
>>> my_srting.isupper() # 是纯大写
False
>>> ','.join(my_string) # 每个迭代项目之间插入','，返回字符串
t,h,i,s, ,i,s, ,a, ,s,t,r,i,n,g

>>> my_string.replace('i', 'x', 2) # i->x, 最大替换2次
thxs xs a string

>>> my_string.partition('is')  # 返回三个元素的元祖：head, sep, tail
('th', 'is', ' is a string')
>>> my_string.partition('is')  # 找不到sep时
('this is a string', '', '')

>>> my_string.partition('is')  # 返回三个元素的元祖：head, sep, tail
('th', 'is', ' is a string')
>>> my_string.rpartition('is')  # 优先从右往左查找
('this ', 'is', ' a string')
>>> my_string.split('is') # 使用'is'对字符串进行切割，得到列表，切割后的内容中不在包含有'is’
['th', ' ', ' a string']
>>> my_string.split('is', 1) # 切一次
['th', ' is a string']
>>> my_string.split('xis') # 不存在
['this is a string']

>>> my_string.rsplit('is', 1) # 从右往左开始切
['this ', ' a string']

>>> "tzt this is a string ttt".strip('tz') # 开头、结尾含有't', 'z'的字符
' this is a string '

>>> my_string.swapcase() # 交换大小写
THIS IS A STRING

>>> my_string.zfill(20) # 左侧填0
0000this is a string