python 数据类型、进制转换

数据类型

存储单位

• 最小单位是bit，表示二进制的0或1，一般写作b

• 最小的存储单位是字节，用byte表示，1B = 8b

• 1024B = 1KB

• 1024KB = 1MB

• 1024MB = 1GB

• 1024GB = 1TB

• 1024TB = 1PB

• 2^32 = 2^10 * 2^10 * 2^10 * 2^2 = 4GB

进制转换

• 十进制：

  • 基数为0~9，逢10进1

  • 示例：123 = 1 * 10^2 + 2 * 10^1 + 3*10^0 = 100 + 20 + 3 = 123

• 二进制：

  • 基础0和1，逢2进1，python中使用'0b'表示

  • 示例：0b110100 = 2^5 + 2^4 + 2^2 = 32 + 16 + 4 = 52

  • 十进制转二进制：除2取余，倒序书写

    • 22 = 0b10110

• 八进制：

  • 基数0~7，逢8进1，python中使用'0o'表示

  • 示例：0o123 = 1 * 8^2 + 2 * 8^1 + 3 * 8^0 = 64 + 16 + 3 = 83

  • 八进制转二进制：八进制的1位表示3位二进制数

    • 0o123 = 0b001 010 011

• 十六进制：

  • 基数0~9、A~F，逢16进1，python中使用'0x'表示

  • 示例：0xAB = 10 * 16^1 + 11 * 16^0 = 160 + 11 = 171

  • 十六进制转二进制：十六进制1位表示4位二进制数

    • 0xABC = 0b1010 1011 1100

• 计算机中的数据，是以哪种进制存储的？为什么？

  • 二进制，因为计算机设计时只识别二进制。具体原因如下：

  • 稳定性高(0和1)、成本低(技术上易实现)、与生活中的真假逻辑相吻合(易于解决实际问题)

• 计算机中的数据如何存储？

  • 如何存储负数？

    • 最高位作为符号位：0表示正数，1表示负数

    • 虽然牺牲了最高位，但是可以解决负数存储问题，进而简化了硬件设计成本

  • 原码反码和补码

    • 正数的三码一致，只有负数才有反码和补码

    • 负数的反码等与原码符号位不变，其余位取反

    • 负数的补码等于反码加1

    • 计算机中的数据都是以补码存储的

数据类型

• 不同的数据类型都是为了解决实际问题而出现，就是为了进行各种运算而存在

• Python中常用数据类型：整型、浮点、布尔、字符串、列表、元组、字典、集合、空等

• 整型(int)：就是数学中的整数

• 浮点(float)：就是数学中的小数

  pi = 3.14
  print(pi)
  print(type(pi))
  ​
  # 科学计数法
  b = 3.14e-3
  print(b)

• 复数(complex)：了解

  c = 3 + 5j
  print(type(c))

• 布尔(bool)：只有True/False两个值，对应于生活中的真假

• 空(NoneType)：只有一个值None

• 字符串(str)：使用引号括起来的一串字符

  • 可以使用单引号双引号或者三引号定义

  • 转义：就是时特定的字符失去原有的意义，使用'\'进行转义

    • 单引号中的单引号，双引号中的双引号

    • 很多时候'\'也需要转义

    • 特殊：'\n'表示换行，'\t'表示制表

• 列表(list)：通过[]进行定义，可以存储一系列的任意数据，可以添加删除元素

  • 示例

  lt = [1, 3.14, 'hello']
  print(lt)
  print(type(lt))
  # 提取元素，下表从0开始，存在越界问题
  print(lt[0])

• 元组(tuple)：通过()进行定义，可以存储一系列的任意数据，不可以添加删除元素

  • 示例

  tp = ('小芳', '小敏', '小杜')
  print(tp)
  print(type(tp))
  print(tp[0])
  ​
  # 定义单个元素的元组时需要添加一个','
  tp2 = (123,)
  print(type(tp2))

• 集合(set)，使用{}进行定义，可以存贮一系列的任意数据，集合中的数据不能重复

  • 示例

  s = {'李白', '辛弃疾', '苏东坡', '欧阳修', '李白', '杜甫'}
  s2 = {'李白', '宋晓峰', '杜甫'}
  print(s)
  print(type(s))
  # 交集
  print(s & s2)
  # 并集
  print(s | s2)
  # 差集
  print(s - s2)
  print(s2 - s)
  ​
  # 定义空集合，不能使用{}，这是留给定义空字典使用的
  # s3 = {}
  s3 = set()
  print(type(s3))

• 字典(dict)，使用{}进行定义

  • 元素是由键值对组成

  • 键和值之间使用':'连接

  • 字典中的键时唯一的，值可以是任意的

  • 字典中的元素可以添加和删除

  • 示例：

  xiaoming = {'name': '小明', 'age': 20}
  print(xiaoming)
  print(type(xiaoming))
  # 根据键提取值
  print(xiaoming['name'])
  # 根据不存在的键获取值时会报KeyError错
  # print(xiaoming['height'])
  # 等价于xiaoming['name']，但是当键不存在时不报错，返回None
  print(xiaoming.get('height'))
​
  # 统计元素个数
  # 字典表示键值对个数
  print(len(xiaoming))
  # 列表表示元素个数
  print(len(lt))
  # 字符串表示字符个数
  print(len('你好'))

类型转换

• 隐式类型转换：运算、条件判断等

• 强制类型转换：使用专门的函数就行类型转换

  int：转换为整型，可以通过base参数指示带转换数据的格式
  float：转换为浮点数
  str：转换为字符串
  list：转换为列表，参数必须是可迭代对象(str、tuple、set、dict)
  tuple：转换为元组，使用方法同上
  set：转换为集合，使用方法同上
  dict：转换为字典，参数的内容必须是成对出现的

获取变量地址

• 函数：id

• 示例：

  a = 10
  print(id(a))
  # 通过id可以获取变量的地址
  # a = 20
  # print(id(a))
  b = 10
  print(id(b))

• 说明：了解，不要深究

数据类型

- 集合
      添加：add
      删除：
          remove，元素存在就删除，不存在就爆粗
          discard，元素存在就删除，不存在也不保存
          pop，随机弹出一个元素，返回后删除元素
      清空：clear
      并集：union
      交集：
          intersection：不改变原集合
          intersection_update：使用交集更新原集合
      差集：
          difference：不会改变原集合
          difference_update：使用差集更新原集合
      判断：
          isdisjoint：是否没有交集
          issubset：是否是另一集合的子集
          issuperset：是否是另一集合的超集(父集)
- 字典
      获取：
          d[key]：根据键获取值，不存在时或报错
          d.get(key, '默认值')：不存在时默认返回None，也可以指定默认值
      更新：
          d[key] = value    键存在就更新，不存在就添加
          d.update(d2)    将字典d2中的键值对依次添加到d中，已经存在的键会覆盖
      删除：
          del d[key]
          d.pop(key)        返回删除的值
      清空：clear
      所有键：keys        返回可迭代对象
      所有值：values        返回可迭代对象
- 字符串
      join：拼接
      split：切割，从左边
      rsplit：从右边切割
      splitlines：按照换行符切割
  自行测试：
      find：查找第一次出现指定字符串的位置，没有时返回-1
      rfind：从右边开始查，返回第一次出现的位置

      upper：全大写
      lower：全小写
      swapcase：大小写转换
      capitalize：首字符大写
      title：每个单词首字母大写

      count：统计某个字符串出现的次数
      startswith：是否以指定字符串开头
      endswith：是否以指定字符串结尾

      istitle：是否每个单词首字母大写
      islower：是否是全小写
      isupper：是否是全大写
      isdecimal：是否是数字
      isalpha：是否是字母
      isalnum：是否是数字或字母