变量、运算符与数据类型

1. 注释

• 在 Python 中，# 表示注释，作用于整行。

【例子】单行注释

# 这是一个注释
print("Hello world")

# Hello world

• ''' ''' 或者 """ """ 表示区间注释，在三引号之间的所有内容被注释

【例子】多行注释

'''
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
'''
print("Hello china") 
# Hello china

"""
这是多行注释，用三个双引号
这是多行注释，用三个双引号 
这是多行注释，用三个双引号
"""
print("hello china") 
# hello china

2. 运算符

算术运算符

操作符	名称	示例
+	加	1 + 1
-	减	2 - 1
*	乘	3 * 4
/	除	3 / 4
//	整除（地板除）	3 // 4
%	取余	3 % 4
**	幂	2 ** 3

【例子】

print(1 + 1)  # 2
print(2 - 1)  # 1
print(3 * 4)  # 12
print(3 / 4)  # 0.75
print(3 // 4)  # 0
print(3 % 4)  # 3
print(2 ** 3)  # 8

比较运算符

操作符	名称	示例
>	大于	2 > 1
>=	大于等于	2 >= 4
<	小于	1 < 2
<=	小于等于	5 <= 2
==	等于	3 == 4
!=	不等于	3 != 5

【例子】

print(2 > 1)  # True
print(2 >= 4)  # False
print(1 < 2)  # True
print(5 <= 2)  # False
print(3 == 4)  # False
print(3 != 5)  # True

逻辑运算符

操作符	名称	示例
and	与	(3 > 2) and (3 < 5)
or	或	(1 > 3) or (9 < 2)
not	非	not (2 > 1)

【例子】

print((3 > 2) and (3 < 5))  # True
print((1 > 3) or (9 < 2))  # False
print(not (2 > 1))  # False

位运算符

操作符	名称	示例
~	按位取反	~4
&	按位与	4 & 5
`	`	按位或	`4	5`
^	按位异或	4 ^ 5
<<	左移	4 << 2
>>	右移	4 >> 2

【例子】有关二进制的运算，参见“位运算”部分的讲解。

print(bin(4))  # 0b100
print(bin(5))  # 0b101
print(bin(~4), ~4)  # -0b101 -5
print(bin(4 & 5), 4 & 5)  # 0b100 4
print(bin(4 | 5), 4 | 5)  # 0b101 5
print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5)  # 0b1 1
print(bin(4 << 2), 4 << 2)  # 0b10000 16
print(bin(4 >> 2), 4 >> 2)  # 0b1 1

三元运算符

【例子】

x, y = 4, 5
if x < y:
    small = x
else:
    small = y

print(small)  # 4

有了这个三元操作符的条件表达式，你可以使用一条语句来完成以上的条件判断和赋值操作。

【例子】

x, y = 4, 5
small = x if x < y else y
print(small)  # 4

其他运算符

操作符	名称	示例
in	存在	'A' in ['A', 'B', 'C']
not in	不存在	'h' not in ['A', 'B', 'C']
is	是	"hello" is "hello"
is not	不是	"hello" is not "hello"

【例子】

letters = ['A', 'B', 'C']
if 'A' in letters:
    print('A' + ' exists')
if 'h' not in letters:
    print('h' + ' not exists')

# A exists
# h not exists

【例子】比较的两个变量均指向不可变类型。

a = "hello"
b = "hello"
print(a is b, a == b)  # True True
print(a is not b, a != b)  # False False
print(id(a)) # 2085367637744
print(id(b)) # 2085367637744

【例子】比较的两个变量均指向可变类型。

a = ["hello"]
b = ["hello"]
print(a is b, a == b)  # False True
print(a is not b, a != b)  # True False
print(id(a)) # 2085336762952
print(id(b)) # 2085340033544

【例子】比较的两个变量均指向可变类型。

e = d
print(e is d, e == d) # True True
print(e is not d, e != d) # False False

注意：

• is, is not 对比的是两个变量的内存地址
• ==, != 对比的是两个变量的值
• 比较的两个变量，指向的都是地址不可变的类型（str等），那么is，is not 和 ==，！= 是完全等价的。
  • 通常，具有相同值的不可变对象在默认情况下具有相同的id。例如，数字-5到256在CPython中被保存，每个数字都存储在内存中单一且固定的位置，这为常用整数节省了内存。(可使用id()查看内存地址)
• 对比的两个变量，指向的是地址可变的类型（list，dict，tuple等），则两者是有区别的。
  • 可变对象一般具有不同的id。除非是一个对象引用另一个对象，此时is的结果为True。

运算符的优先级

• 一元运算符优于二元运算符。例如3 ** -2等价于3 ** (-2)。
• 先算术运算，后移位运算，最后位运算。例如 1 << 3 + 2 & 7等价于 (1 << (3 + 2)) & 7。
• 逻辑运算最后结合。例如3 < 4 and 4 < 5等价于(3 < 4) and (4 < 5)。

【例子】

print(-3 ** 2)  # -9
print(3 ** -2)  # 0.1111111111111111
print(1 << 3 + 2 & 7)  # 0
print(-3 * 2 + 5 / -2 - 4)  # -12.5
print(3 < 4 and 4 < 5)  # True

3. 变量和赋值

• 在使用变量之前，需要对其先赋值。
• 变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头。
• Python 变量名是大小写敏感的，foo != Foo。

【例子】

teacher = "hey, bro"
print(teacher)  # hey, bro

【例子】

first = 2
second = 3
third = first + second
print(third)  # 5

【例子】

myTeacher = "老马"
yourTeacher = "小马"
ourTeacher = myTeacher + ',' + yourTeacher
print(ourTeacher)  # 老马,小马

4. 数据类型与转换

类型	名称	示例
int	整型 <class 'int'>	-876, 10
float	浮点型<class 'float'>	3.149, 11.11
bool	布尔型<class 'bool'>	True, False

整型

【例子】通过 print() 可看出 a 的值，以及类 (class) 是int。

a = 1031
print(a, type(a))
# 1031 <class 'int'>

Python 里面万物皆对象（object），整型也不例外，只要是对象，就有相应的属性 （attributes） 和方法（methods）。

【例子】

b = dir(int)
print(b)

# ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__',
# '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__',
# '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__',
# '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__',
# '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__',
# '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__',
# '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__',
# '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
# '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__',
# '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__',
# '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__',
# '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__',
# 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag',
# 'numerator', 'real', 'to_bytes']

对它们有个大概印象就可以了，具体怎么用，需要哪些参数 （argument），还需要查文档。看个bit_length()的例子。

【例子】找到一个整数的二进制表示，再返回其长度。

a = 1031
print(bin(a))  # 0b10000000111
print(a.bit_length())  # 11

浮点型

【例子】

print(1, type(1))
# 1 <class 'int'>

print(1., type(1.))
# 1.0 <class 'float'>

a = 0.00000023
b = 2.3e-7
print(a)  # 2.3e-07
print(b)  # 2.3e-07

有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。可以用 decimal 包里的 Decimal 对象和 getcontext() 方法来实现。

import decimal
from decimal import Decimal

Python 里面有很多用途广泛的包 (package)，用什么你就引进 (import) 什么。包也是对象，也可以用上面提到的dir(decimal) 来看其属性和方法。

【例子】getcontext() 显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 (prec=28)。

a = decimal.getcontext()
print(a)

# Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999,
# capitals=1, clamp=0, flags=[], 
# traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])

b = Decimal(1) / Decimal(3)
print(b)

# 0.3333333333333333333333333333

【例子】使 1/3 保留 4 位，用 getcontext().prec 来调整精度。

decimal.getcontext().prec = 4
c = Decimal(1) / Decimal(3)
print(c)

# 0.3333

布尔型

布尔 (boolean) 型变量只能取两个值，True 和 False。当把布尔型变量用在数字运算中，用 1 和 0 代表 True 和 False。

【例子】

print(True + True)  # 2
print(True + False)  # 1
print(True * False)  # 0

除了直接给变量赋值 True 和 False，还可以用 bool(X) 来创建变量，其中 X 可以是

• 基本类型：整型、浮点型、布尔型
• 容器类型：字符串、元组、列表、字典和集合

【例子】bool 作用在基本类型变量：X 只要不是整型 0、浮点型 0.0，bool(X) 就是 True，其余就是 False。

print(type(0), bool(0), bool(1))
# <class 'int'> False True

print(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
# <class 'float'> False True

print(type(True), bool(False), bool(True))
# <class 'bool'> False True

【例子】bool 作用在容器类型变量：X 只要不是空的变量，bool(X) 就是 True，其余就是 False。

print(type(''), bool(''), bool('python'))
# <class 'str'> False True

print(type(()), bool(()), bool((10,)))
# <class 'tuple'> False True

print(type([]), bool([]), bool([1, 2]))
# <class 'list'> False True

print(type({}), bool({}), bool({'a': 1, 'b': 2}))
# <class 'dict'> False True

print(type(set()), bool(set()), bool({1, 2}))
# <class 'set'> False True

确定bool(X) 的值是 True 还是 False，就看 X 是不是空，空的话就是 False，不空的话就是 True。

• 对于数值变量，0, 0.0 都可认为是空的。
• 对于容器变量，里面没元素就是空的。

获取类型信息

• 获取类型信息 type(object)

【例子】

print(type(1))  # <class 'int'>
print(type(5.2))  # <class 'float'>
print(type(True))  # <class 'bool'>
print(type('5.2'))  # <class 'str'>

• 获取类型信息 isinstance(object, classinfo)

【例子】

print(isinstance(1, int))  # True
print(isinstance(5.2, float))  # True
print(isinstance(True, bool))  # True
print(isinstance('5.2', str))  # True

注：

• type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
• isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。

如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()。

类型转换

• 转换为整型 int(x, base=10)
• 转换为字符串 str(object='')
• 转换为浮点型 float(x)
• 转换为布尔型 bool(x)

【例子】

print(int('520'))  # 520
print(int(520.52))  # 520
print(float('520.52'))  # 520.52
print(float(520))  # 520.0
print(str(10 + 10))  # 20
print(str(10.1 + 5.2))  # 15.3
print(bool([])) # False

5. print() 函数

print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

• 将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有非关键字参数都按str()方式进行转换为字符串输出；
• 关键字参数sep是实现分隔符，比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符；
• 关键字参数end是输出结束时的字符，默认是换行符\n；
• 关键字参数file是定义流输出的文件，可以是标准的系统输出sys.stdout，也可以重定义为别的文件；
• 关键字参数flush是立即把内容输出到流文件，不作缓存。

【例子】没有参数时，每次输出后都会换行。

shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
print("This is printed without 'end'and 'sep'.")
for item in shoplist:
    print(item)

# This is printed without 'end'and 'sep'.
# apple
# mango
# carrot
# banana

【例子】每次输出结束都用end设置的参数&结尾，并没有默认换行。

shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
print("This is printed with 'end='&''.")
for item in shoplist:
    print(item, end='&')
print('hello world')

# This is printed with 'end='&''.
# apple&mango&carrot&banana&hello world

【例子】item值与'another string'两个值之间用sep设置的参数&分割。由于end参数没有设置，因此默认是输出解释后换行，即end参数的默认值为\n。

shoplist = ['apple', 'mango', 'carrot', 'banana']
print("This is printed with 'sep='&''.")
for item in shoplist:
    print(item, 'another string', sep='&')

# This is printed with 'sep='&''.
# apple&another string
# mango&another string
# carrot&another string
# banana&another string

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练习题

1. 怎样对python中的代码进行注释？

   ：单行注释

   ''' ''' 或者 """ """ ：区间注释，在三引号之间的所有内容被注释

2. python有哪些运算符，这些运算符的优先级是怎样的？

   运算符的优先级

   • 一元运算符优于二元运算符。
   • 先算术运算，后移位运算，最后位运算。
   • 逻辑运算最后结合。

3. python 中 is, is not 与 ==, != 的区别是什么？

   is，is not对比的是两个变量的内存地址

   ==，！=对比的是两个变量的值

4. python 中包含哪些数据类型？这些数据类型之间如何转换？

   数据类型：整型，浮点型，字符型，布尔型

   类型转换

   • 转换为整型 int(x, base=10)
   • 转换为字符串 str(object='')
   • 转换为浮点型 float(x)
   • 转换为布尔型 bool(x)

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参考文献

• datawhale-01.变量、运算符与数据类型
• 【译】Python中的 !=与is not不同