进击的Python【第二章】：Python基础(二)

Python基础（二）

本章内容

1. 数据类型
2. 数据运算
3. 列表与元组的基本操作
4. 字典的基本操作
5. 字符编码与转码
6. 模块初探
7. 练习：购物车程序

一、数据类型

　　Python有五个标准的数据类型：

• Numbers（数字）
• String（字符串）
• List（列表）
• Tuple（元组）
• Dictionary（字典）

　　1. Number（数字）

　　number类型用来专门存储数字数据，他们是不可改变的数据类型，这意味着改变数字数据类型会分配一个新的对象

　　Python支持四种不同的数字类型：

• int（有符号整型）
• long（长整型[也可以代表八进制和十六进制]）
• float（浮点型）
• complex（复数）

　　实例

　　一些数值类型的实例：

int	long	float	complex
10	51924361L	0.0	3.14j
100	-0x19323L	15.20	45.j
-786	0122L	-21.9	9.322e-36j
080	0xDEFABCECBDAECBFBAEl	32.3+e18	.876j
-0490	535633629843L	-90.	-.6545+0J
-0x260	-052318172735L	-32.54e100	3e+26J
0x69	-4721885298529L	70.2-E12	4.53e-7j

• 长整型也可以使用小写"L"，但是还是建议您使用大写"L"，避免与数字"1"混淆。Python使用"L"来显示长整型。
• Python还支持复数，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型。在Python中虚数部分用的是j，是因为Python沿用了工程领域的规范，这块和咱们上学时用的i有所不同。

　　2.string（字符串）

　　在最新的Python 3版本中，字符串是以Unicode编码的，也就是说，Python的字符串支持多语言，例如：

 >>> print('I am 成怡强')
 I am 成怡强

　　3.list（列表）

　　List（列表） 是 Python 中使用最频繁的数据类型。

　　列表可以完成大多数集合类的数据结构实现。它支持字符，数字，字符串甚至可以包含列表（所谓嵌套）。

　　列表用[ ]标识。是python最通用的复合数据类型。看这段代码就明白。

　　列表中的值得分割也可以用到变量[头下标:尾下标]，就可以截取相应的列表，从左到右索引默认0开始的，从右到左索引默认-1开始，下标可以为空表示取到头或尾。

　　实例

 name_list = ['tom', 'lili', 'tim']
 num_list = [1, 2, 3, 4]

　　4.tuple（元组）

　　元组是另一个数据类型，类似于List（列表）。

　　元组用"()"标识。内部元素用逗号隔开。但是元组不能二次赋值，相当于只读列表。

　　实例

 tuple = ( 'abcd', 786 , 2.23, 'john', 70.2 )

　　5.字典

　　字典(dictionary)是除列表以外python之中最灵活的内置数据结构类型。列表是有序的对象结合，字典是无序的对象集合。

　　两者之间的区别在于：字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。

　　字典用"{ }"标识。字典由索引(key)和它对应的值value组成。

　　实例

 person = {"name": "mr.wu", 'age': 18}
 或
 person = dict({"name": "mr.wu", 'age': 18})

二、数据运算

简单的回答可以使用表达式4 + 5等于9，在这里4和5被称为操作数，+被称为操符。 Python语言支持操作者有以下几种类型。

• 算术运算符

• 比较(即关系)运算符

• 赋值运算符

• 逻辑运算符

• 位运算符

• 成员操作符

• 标识操作符

• Python运算符优先级

让我们逐一看看所有的运算符。

1.算术运算符

操作符	描述符	例子
+	加法 - 对操作符的两侧增加值	a + b = 30
-	减法 - 减去从左侧操作数右侧操作数	a - b = -10
*	乘法 - 相乘的运算符两侧的值	a * b = 200
/	除 - 由右侧操作数除以左侧操作数	b / a = 2
%	模 - 由右侧操作数和余返回除以左侧操作数	b % a = 0
**	指数- 执行对操作指数（幂）的计算	a**b = 10 的幂 20
//	地板除 - 操作数的除法，其中结果是将小数点后的位数被除去的商。	9//2 =  4 而 9.0//2.0 = 4.0

示例：

 #!/usr/bin/python

 a = 21
 b = 10
 c = 0

 c = a + b
 print "Line 1 - Value of c is ", c

 c = a - b
 print "Line 2 - Value of c is ", c 

 c = a * b
 print "Line 3 - Value of c is ", c 

 c = a / b
 print "Line 4 - Value of c is ", c 

 c = a % b
 print "Line 5 - Value of c is ", c

 a = 2
 b = 3
 c = a**b
 print "Line 6 - Value of c is ", c

 a = 10
 b = 5
 c = a//b
 print "Line 7 - Value of c is ", c

结果：

 Line 1 - Value of c is 31
 Line 2 - Value of c is 11
 Line 3 - Value of c is 210
 Line 4 - Value of c is 2
 Line 5 - Value of c is 1
 Line 6 - Value of c is 8
 Line 7 - Value of c is 2

2.比较(即关系)运算符

运算符	描述	示例
==	检查两个操作数的值是否相等，如果是，则条件变为真。	(a == b) 不为 true.
!=	检查两个操作数的值是否等相等，如果值不相等，则条件变为真。	(a != b) 为 true.
<>	检查两个操作数的值是否等相等，如果值不相等，则条件变为真。	(a <> b) 结果为true。这类似于!=运算符。
>	检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是，则条件成立。	(a > b) 为  true.
<	检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是，则条件成立。	(a < b) 为true.
>=	检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是，则条件成立。	(a >= b) 不为 true.
<=	检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是，则条件成立。	(a <= b) 为 true.

示例：

 #!/usr/bin/python

 a = 21
 b = 10
 c = 0

 if ( a == b ):
    print "Line 1 - a is equal to b"
 else:
    print "Line 1 - a is not equal to b"

 if ( a != b ):
    print "Line 2 - a is not equal to b"
 else:
    print "Line 2 - a is equal to b"

 if ( a <> b ):
    print "Line 3 - a is not equal to b"
 else:
    print "Line 3 - a is equal to b"

 if ( a < b ):
    print "Line 4 - a is less than b"
 else:
    print "Line 4 - a is not less than b"

 if ( a > b ):
    print "Line 5 - a is greater than b"
 else:
    print "Line 5 - a is not greater than b"

 a = 5;
 b = 20;
 if ( a <= b ):
    print "Line 6 - a is either less than or equal to  b"
 else:
    print "Line 6 - a is neither less than nor equal to  b"

 if ( b >= a ):
    print "Line 7 - b is either greater than  or equal to b"
 else:
    print "Line 7 - b is neither greater than  nor equal to b"

结果：

 Line 1 - a is not equal to b
 Line 2 - a is not equal to b
 Line 3 - a is not equal to b
 Line 4 - a is not less than b
 Line 5 - a is greater than b
 Line 6 - a is either less than or equal to b
 Line 7 - b is either greater than or equal to b

3、赋值运算符

运算符	描述	示例
=	简单的赋值运算符，赋值从右侧操作数左侧操作数	c = a + b 类似于 a + b 到 c
+=	添加和赋值操作符，它增加了右操作数左操作数和结果赋给左操作数	c += a 类似于 c = c + a
-=	减和赋值操作符，它减去右边的操作数从左边操作数，并将结果赋给左操作数	c -= a 类似于 c = c - a
*=	乘法和赋值操作符，它乘以右边的操作数与左操作数，并将结果赋给左操作数	c *= a 类似于 c = c * a
/=	除和赋值操作符，它把左操作数与正确的操作数，并将结果赋给左操作数	c /= a 类似于 c = c / a
%=	模量和赋值操作符，它需要使用两个操作数模和结果赋给左操作数	c %= a 类似于 c = c % a
**=	指数和赋值运算符，执行指数(幂)计算操作符和赋值给左操作数	c **= a 类似于 c = c ** a
//=	地板除，并分配一个值，执行地板划分对操作和指定值到左操作数	c //= a 类似于 c = c // a

示例：

 #!/usr/bin/python

 a = 21
 b = 10
 c = 0

 c = a + b
 print "Line 1 - Value of c is ", c

 c += a
 print "Line 2 - Value of c is ", c 

 c *= a
 print "Line 3 - Value of c is ", c 

 c /= a
 print "Line 4 - Value of c is ", c 

 c  = 2
 c %= a
 print "Line 5 - Value of c is ", c

 c **= a
 print "Line 6 - Value of c is ", c

 c //= a
 print "Line 7 - Value of c is ", c

结果：

 Line 1 - Value of c is 31
 Line 2 - Value of c is 52
 Line 3 - Value of c is 1092
 Line 4 - Value of c is 52
 Line 5 - Value of c is 2
 Line 6 - Value of c is 2097152
 Line 7 - Value of c is 99864

4.逻辑运算符

and	所谓逻辑与运算符。如果两个操作数都为真，则条件为真。	(a and b) 为 true.
or	所谓逻辑OR运算符。如果有两个操作数都为非零，则条件变为真。	(a or b) 为 true.
not	所谓逻辑非运算符。用反转操作数的逻辑状态。如果条件为true，则逻辑非运算符将为false。	not(a and b) 为 false.

示例：

 #!/usr/bin/python

 a = 10
 b = 20
 c = 0

 if ( a and b ):
    print "Line 1 - a and b are true"
 else:
    print "Line 1 - Either a is not true or b is not true"

 if ( a or b ):
    print "Line 2 - Either a is true or b is true or both are true"
 else:
    print "Line 2 - Neither a is true nor b is true"

 a = 0
 if ( a and b ):
    print "Line 3 - a and b are true"
 else:
    print "Line 3 - Either a is not true or b is not true"

 if ( a or b ):
    print "Line 4 - Either a is true or b is true or both are true"
 else:
    print "Line 4 - Neither a is true nor b is true"

 if not( a and b ):
    print "Line 5 - Either a is not true or b is not true"
 else:
    print "Line 5 - a and b are true"

结果：

 Line 1 - a and b are true
 Line 2 - Either a is true or b is true or both are true
 Line 3 - Either a is not true or b is not true
 Line 4 - Either a is true or b is true or both are true
 Line 5 - Either a is not true or b is not true

5.位运算符

运算符	描述	示例
&	二进制AND操作复制一位到一个结果数，如果存在两个操作数。	(a & b) = 12 即  0000 1100
|	二进制或复制操作了一个比特，如果它存在一个操作数中。	(a | b) = 61  即 0011 1101
^	二进制异或运算符的副本，如果它被设置在一个操作数而不是两个比特。	(a ^ b) = 49  即 0011 0001
~	二进制的补运算符是一元的，并有“翻转”位的效果。	(~a ) =  -61  即 1100 0011 以2的补码形式由于带符号二进制数。
<<	二进位向左移位运算符。左操作数的值左移由右操作数指定的位数。	a << 2 = 240 即 1111 0000
>>	二进位向右移位运算符。左操作数的值是由右操作数指定的位数向右移动。	a >> 2 = 15 即  0000 1111

示例：

 #!/usr/bin/python

 a = 60            # 60 = 0011 1100
 b = 13            # 13 = 0000 1101
 c = 0

 c = a & b;        # 12 = 0000 1100
 print "Line 1 - Value of c is ", c

 c = a | b;        # 61 = 0011 1101
 print "Line 2 - Value of c is ", c

 c = a ^ b;        # 49 = 0011 0001
 print "Line 3 - Value of c is ", c

 c = ~a;           # -61 = 1100 0011
 print "Line 4 - Value of c is ", c

 c = a << 2;       # 240 = 1111 0000
 print "Line 5 - Value of c is ", c

 c = a >> 2;       # 15 = 0000 1111
 print "Line 6 - Value of c is ", c

结果：

 Line 1 - Value of c is 12
 Line 2 - Value of c is 61
 Line 3 - Value of c is 49
 Line 4 - Value of c is -61
 Line 5 - Value of c is 240
 Line 6 - Value of c is 15

6.成员运算符

运算符	描述	实例
in	如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。	x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。
not in	如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。	x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。

示例：

 #!/usr/bin/python
 # -*- coding: UTF-8 -*-

 a = 10
 b = 20
 list = [1, 2, 3, 4, 5 ];

 if ( a in list ):
    print "1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中"
 else:
    print "1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中"

 if ( b not in list ):
    print "2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中"
 else:
    print "2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中"

 # 修改变量 a 的值
 a = 2
 if ( a in list ):
    print "3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中"
 else:
    print "3 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中"

结果：

 1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中
 2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中
 3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中

7.标识操作符

运算符	描述	示例
is	计算结果为true，如果操作符两侧的变量指向相同的对象，否则为false。	x是y，这里结果是1，如果id(x)的值为id(y)。
is not	计算结果为false，如果两侧的变量操作符指向相同的对象，否则为true。	x不为y，这里结果不是1，当id(x)不等于id(y)。

示例：

 #!/usr/bin/python

 a = 20
 b = 20

 if ( a is b ):
    print "Line 1 - a and b have same identity"
 else:
    print "Line 1 - a and b do not have same identity"

 if ( id(a) == id(b) ):
    print "Line 2 - a and b have same identity"
 else:
    print "Line 2 - a and b do not have same identity"

 b = 30
 if ( a is b ):
    print "Line 3 - a and b have same identity"
 else:
    print "Line 3 - a and b do not have same identity"

 if ( a is not b ):
    print "Line 4 - a and b do not have same identity"
 else:
    print "Line 4 - a and b have same identity"

结果：

 Line 1 - a and b have same identity
 Line 2 - a and b have same identity
 Line 3 - a and b do not have same identity
 Line 4 - a and b do not have same identity

8.Python运算符优先级

　　运算符优先级来确定条件的表达式中的分组。这会影响一个表达式如何计算。某些运算符的优先级高于其他;例如，乘法运算符的优先级比加法运算更高。

　　例如x=7 + 3* 2;这里，x被赋值13，而不是20，因为运算符*的优先级比+更高，所以它首先乘以3 * 2，然后加7。

　　这里，具有最高优先级运算符出现在表格上方，那些最低的显示在底部。在一个表达式，更高的优先级运算符将首先计算。

运算符	描述
**	幂（指数）
~ + -	补码，一元加号和减号（方法名的最后两个+@和 - @）
* / % //	乘，除，取模和地板除
+ -	加法和减法
>> <<	左，右按位转移
&	按位“与”
^ |	按位异或`'和`定期'或'
<= < > >=	比较运算符
<> == !=	等式运算符
= %= /= //= -= += *= **=	赋值运算符
is is not	运算符标识
in not in	成员运算符
not or and	逻辑运算符

示例：

 #!/usr/bin/python

 a = 20
 b = 10
 c = 15
 d = 5
 e = 0

 e = (a + b) * c / d       #( 30 * 15 ) / 5
 print "Value of (a + b) * c / d is ",  e

 e = ((a + b) * c) / d     # (30 * 15 ) / 5
 print "Value of ((a + b) * c) / d is ",  e

 e = (a + b) * (c / d);    # (30) * (15/5)
 print "Value of (a + b) * (c / d) is ",  e

 e = a + (b * c) / d;      #  20 + (150/5)
 print "Value of a + (b * c) / d is ",  e

结果：

 Value of (a + b) * c / d is 90
 Value of ((a + b) * c) / d is 90
 Value of (a + b) * (c / d) is 90
 Value of a + (b * c) / d is 50

三、列表与元组的基本操作

列表：

1.基本列表操作

　　

Python 表达式	结果	描述
len([1, 2, 3])	3	长度
[1, 2, 3] + [4, 5, 6]	[1, 2, 3, 4, 5, 6]	串联
['Hi!'] * 4	['Hi!', 'Hi!', 'Hi!', 'Hi!']	重复
3 in [1, 2, 3]	True	成员
for x in [1, 2, 3]: print x,	1 2 3	迭代

2.切片与索引

 list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
 list2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

 print("list1[0]: ", list1[0])   #拿第一个元素
 print("list2[1:5]: ", list2[1:5])   #顾头不顾尾，切片
 print("list1[0]:", list1[::2])  #每两个步长取一个元素

结果：

 list1[0]:  physics
 list2[1:5]:  [2, 3, 4, 5]
 list1[0]: ['physics', 1997]

3.更新列表

 #!/usr/bin/python

 list = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000];

 print "Value available at index 2 : "
 print list[2];
 list[2] = 2001;
 print "New value available at index 2 : "
 print list[2];

结果：

 Value available at index 2 :
 1997
 New value available at index 2 :
 200

4.删除列表中的元素

要删除列表的元素，可以使用del语句，如果知道哪些元素要删除；或如果你不知道那么使用remove()方法。下面是一个简单的例子：

 #!/usr/bin/python

 list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000];

 print list1;
 del list1[2];
 print "After deleting value at index 2 : "
 print list1;

结果：

 ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
 After deleting value at index 2 :
 ['physics', 'chemistry', 2000]

5.内置函数列表及方法

Python中包括下面的列表函数功能：

Python中包括下面的列表的方法：

元组

　　元组是不可变的Python对象序列。元组的序列就像列表。唯一的区别是，元组不能被改变，即元组是不可被修改。元组使用小括号，而列表使用方括号。

　　元组的方法只有两个：

 list.count(obj)
 list.index(index, obj)

四、字典的基本操作

字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。

字典的每个键值(key=>value)对用冒号(:)分割，每个对之间用逗号(,)分割，整个字典包括在花括号({})中 ,格式如下所示：

 dict = {'Alice': '', 'Beth': '', 'Cecil': ''}

也可以用上面的代码来创建一个字典。

键在一个字典中是唯一的，而值可能不是。字典的值可以是任何类型的，但键必须是不可变的数据类型，例如字符串，数字，或元组。

1.访问一个字典的值：

要访问字典元素，您可以使用熟悉的方括号一起的关键，获得它的值。下面是一个简单的例子：

 #!/usr/bin/python

 dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'};

 print "dict['Name']: ", dict['Name'];
 print "dict['Age']: ", dict['Age'];

结果：

 dict['Name']:  Zara
 dict['Age']:  7

2.更新字典：

可以通过添加一个新条目或项目（即一个键 - 值对），修改现有条目或删除。作为简单的例子，如下图所示在现有条目更新字词：

 #!/usr/bin/python

 dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'};

 dict['Age'] = 8; # update existing entry
 dict['School'] = "DPS School"; # Add new entry

 print "dict['Age']: ", dict['Age'];
 print "dict['School']: ", dict['School'];

结果：

 dict['Age']:  8
 dict['School']:  DPS School

3.删除字典元素：

可以删除单个字典元素或清除字典中的全部内容。也可以删除整个字典在一个单一的操作。

要删除整个字典，只要用del语句。下面是一个简单的例子：

 #!/usr/bin/python

 dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'};

 del dict['Name']; # remove entry with key 'Name'
 dict.clear();     # remove all entries in dict
 del dict ;        # delete entire dictionary

 print "dict['Age']: ", dict['Age'];
 print "dict['School']: ", dict['School'];

这将产生以下结果。注意引发异常，这是因为经过del dict删除，字典已经不存在了：

 dict['Age']:
 Traceback (most recent call last):
   File "test.py", line 8, in <module>
     print "dict['Age']: ", dict['Age'];
 TypeError: 'type' object is unsubscriptable

4.字典的键的属性

字典值没有限制。它们可以是任意Python对象，无论是标准的对象或用户定义的对象。但是作为键，是不可以这样的。

要记住字典中的键的两个要点：

（一）不准一个键对应多个条目。这意味着不能有重复的键。当有重复的键，在分配过程中以最后分配的为准。下面是一个简单的例子：

 #!/usr/bin/python

 dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Name': 'Manni'};

 print "dict['Name']: ", dict['Name'];

当执行上面的代码，产生以下结果：

 dict['Name']:  Manni

（二）键的值字必须是不可变的。这意味着可以使用字符串，数字或元组作为字典的键，但像['key']是不允许的。下面是一个简单的例子：

 #!/usr/bin/python

 dict = {['Name']: 'Zara', 'Age': 7};

 print "dict['Name']: ", dict['Name'];

结果：

 Traceback (most recent call last):
   File "test.py", line 3, in <module>
     dict = {['Name']: 'Zara', 'Age': 7};
 TypeError: list objects are unhashable

5.内置字典功能和方法

Python中包括以下字典功能：

Python中包括以下字典方法：

五、字符编码与转码

Python2.X中默认的字符编码为Unicode

Python3.X中默认字符编码为Utf-8

下面举例说明：

Python3.X

msg = "我爱北京天安门"
#msg_gb2312 = msg.decode("utf-8").encode("gb2312")
msg_gb2312 = msg.encode("gb2312") #默认就是unicode,不用再decode,喜大普奔
gb2312_to_unicode = msg_gb2312.decode("gb2312")
gb2312_to_utf8 = msg_gb2312.decode("gb2312").encode("utf-8")

print(msg)
print(msg_gb2312)
print(gb2312_to_unicode)
print(gb2312_to_utf8)

结果：

utf-8
我爱北京天安门
b'\xce\xd2\xb0\xae\xb1\xb1\xbe\xa9\xcc\xec\xb0\xb2\xc3\xc5'
我爱北京天安门
b'\xe6\x88\x91\xe7\x88\xb1\xe5\x8c\x97\xe4\xba\xac\xe5\xa4\xa9\xe5\xae\x89\xe9\x97\xa8'

六、模块初探

一个模块可以在逻辑上组织Python代码。将相关的代码到一个模块中，使代码更容易理解和使用。模块是可以绑定和借鉴任意命名属性的Python对象。

简单地说，一个模块是由Python代码的文件。一个模块可以定义函数，类和变量。模块还可以包括可运行的代码。

sys模块

导入sys模块，调用argv方法

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

import sys

print(sys.argv)

输出结果：

E:\learn_python\day02>D:\python3.5\python.exe blog.py 1 2 3
['blog.py', '1', '2', '3']

os模块

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

import os

os.system("df -h") #调用系统命令