Python语言程序设计第三章

第三章 基本数据类型

• 3.1 数字类型及操作
• • 整数类型
  • 浮点数类型
  • 复数类型
  • 数值运算操作符
  • 数值运算函数
• 3.2 实例3：天天向上的力量
• 3.3 字符串类型及操作
• • 字符串类型的表示
  • 字符串操作符
  • 字符串处理函数
  • 字符串处理方法
  • 字符串类型的格式化
• 3.4 模块2：time库的使用
• • time库基本介绍
  • 时间获取
  • 时间格式化
  • 程序计时应用
• 3.5 实例4：文本进度条

方法论
  -Python语言数字及字符串类型
实践能力
  -初步学会编程进行字符类操作

3.1 数字类型及操作 整数类型

与数学中整数的概念一致
-可正可负，没有取值范围限制
-pow(x, y)函数：计算x^y，想算多打算多大
如：pow(2, 100)
4种进制表示形式
-十进制：1010，99，-217
-二进制，以0b或0B开头：0b010，-0B101
-八进制，以0o或0O开头：0o123，-0O456
-十六进制：以0x或0X开头：0x9a，-0x89

浮点数类型

与数学中实数的概念一致
-带有小数点及小数的数字
-浮点数取值范围和小数精度都存在限制，但常规计算可忽略
-取值范围数量级约-10³⁰⁸至10³⁰⁸，精度数量级10^-16
浮点数间运算存在不确定尾数，不是bug
0.1 + 0.2 0.3000000000000000004
二进制表示小数，可以无限接近，但不完全相同
0.1 + 0.2 == 0.3 False
round (0.1 + 0.2, 1) == 0.3 True
-round (x, d)：对x四舍五入，d是小数截取位数
-浮点数间运算及比较用round()函数辅助
-不确定尾数一般发生在10^-16左右，round()十分有效
浮点数可以采用科学计数法表示
-使用字母E或e作为幂的符号，以10为基数，格式如下：
< a>e< b> 表示a*10^b
-例如：4.3e-3，9.6E5

复数类型

与数学中复数的概念一致
z = a + bj
-z.real 获得实部a
-z.imag 获得虚部b

数值运算操作符

操作符是完成运算的一种符号体系


二元操作符有对应的增强赋值操作符

类型间可进行混合运算，生成结果为“最宽”类型
-三种类型存在一种逐渐“扩展”或“变宽”的关系：
  整数 ->浮点数->复数
-例如：123 + 4.0 = 127.0 （整数+浮点数=浮点数）

数值运算函数

一些以函数形式提供的数值运算功能

3.2 实例3：天天向上的力量

基本问题：持续的价值
-一年365天，每天进步1%，累计进步多少呢？1.01³⁶⁵
-一年365天，每天退步1%，累计剩下多少呢？0.99³⁶⁵
-如果是“三天打鱼两天晒网”呢？
-如果是“双休日又不退步”呢？

问题1：1‰的力量
-一年365天，每天进步1‰，累计进步多少呢？1.001³⁶⁵
-一年365天，每天退步1‰，累计剩下多少呢？0.999³⁶⁵

#DayDayUpQ1.py
dayup = pow (1.001, 365)
daydown = pow (0.999, 365)
print ("向上：{:.2f}, 向下：{:.2f}".format(dayup, daydown))

问题2：5‰和1%的力量
-一年365天，每天进步5‰或1%，累计进步多少呢？1.005³⁶⁵，1.01³⁶⁵
-一年365天，每天退步5‰或1%，累计剩下多少呢？0.995³⁶⁵，0.99³⁶⁵

#DayDayUpQ2.py
dayfactor = 0.005
dayup = pow (1 + dayfactor, 365)
daydown = pow (1 - dayfactor, 365)
print ("向上：{:.2f}, 向下：{:.2f}".format(dayup, daydown))

使用变量的好处：一处修改即可

问题3：工作日的力量
-一年365天，一周5个工作日，每天进步1%？
-一年365天，一周2个休息日，每天退步1%？
-这种工作日的力量如何？

#DayDayUpQ3.py
dayup = 1.0
dayfactor = 0.01
for i in range (365):
    if i % 7 in [6, 0]:
        dayup = dayup*(1-dayfactor)
    else:
        dayup = dayup*(1+dayfactor)
print ("工作日的力量：{:.2f}".format(dayup))        

采用循环模拟365天的过程：抽象+自动化

问题4：工作日的努力
-工作日模式要努力到什么水平，才能与每天努力1%一样？
-A君：一年365天，每天进步1%，不停歇
-B君：一年365天，每周工作5天休息2天，休息日下降1%，要多努力呢？
def…while…("笨办法"试错)

#DayDayUpQ4.py
def dayUP(df):
    dayup = 1.0
    for i in range (365):
        if i % 7 in [6, 0]:
            dayup = dayup*(1-0.01)
        else:
            dayup = dayup*(1+df)
    return dayup   
dayfactor = 0.01  
while dayUP(dayfactor) < 37.38:
    dayfactor += 0.001
print ("工作日的努力参数是：{:.3f}".format(dayfactor))

根据df参数计算工作日力量的函数；参数不同，这段代码可共用
def保留字用于定义函数
while保留字判断条件是否成立
条件成立时循环执行
运行结果：工作日的努力参数是0.019
GRIT：perseverance and passion for long-term goals
-GRIT，坚毅，对长期目标的持续激情及持久耐力
-GRIT是获得成功最重要的因素之一，牢记天天向上的力量

3.3 字符串类型及操作 字符串类型的表示

由0个或多个字符组成的有序字符序列
-字符串由一对单引号或一对双引号表示
“请输入"或者’C’
-字符串是字符的有序序列，可以对其中的字符进行索引
“请"是"请输入"的第0个字符
字符串有3类共4种表示方法
-由一对单引号或双引号表示，仅表示单行字符串
“请输入"或者’C’
-由一对三单引号或三双引号表示，可表示多行字符串
‘’’ Python
语言’‘’
-如果希望在字符串中包含双引号或单引号
'这里有个双引号(”)‘或者"这里有个单引号(’)”
-如果希望在字符串中既包含双引号又包括单引号
‘’'这里既有双引号(”)又有单引号(‘)’‘’
字符串的序号

使用[ ]获取字符串中一个或多个字符
-索引：返回字符串中单个字符<字符串>[M]
-切片：返回字符串中一段字符子串<字符串>[M: N]
使用[M: N: K]根据步长对字符串切片
-<字符串>[M: N]，M缺失表示至开头，N缺失表示至结尾
‘0123456789’[:3]结果是’012’
-<字符串>[M: N: K]，根据步长K对字符串切片
‘0123456789’[1:8:2]结果是’1357’
‘0123456789’[::-1]结果是’987643210’（字符串逆序）
*转义符*
-转义符表达特定字符的本意
“这里有个双引号(”)" 结果为：这里有个双引号(")
-转义符形成一些组合，表达一些不可打印的含义
"b"回退 "n"换行（光标移动到下行首） "r"回车（光标移动到本行首）

字符串操作符

获取星期字符串
-输入：1-7的整数，表示星期几
-输出：输入整数对应的星期字符串

#WeekNamePrintV1.py
weekStr = "星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日"
weekId = eval(input('请输入星期数字(1-7):'))
pos = (weekId - 1) * 3
print(weekStr[pos: pos+3])

#WeekNamePrintV2.py
weekStr = "一二三四五六日"
weekId = eval(input('请输入星期数字(1-7):'))
print("星期" + weekStr[weekId-1])

字符串处理函数

一些以函数形式提供的字符串处理功能


Unicode编码
Python字符串的编码方式
Unicode和字符是一一对应的
-统一字符编码，即覆盖几乎所有字符的编码方式
-从0到1114111（0×10FFFF）空间，每个编码对应一个字符
-Python字符串中每个字符都是Unicode编码字符

字符串处理方法

“方法”在编程中是一个专有名词
-“方法”特指< a>.< b>()风格中的函数< b>()
-方法本身也是函数，但与< a>有关，< a>.< b>()风格使用
-字符串及变量也是< a>，存在一些方法
一些以方法形式提供的字符串处理功能

字符串类型的格式化

格式化是对字符串进行格式表达的方式
-字符串格式化使用.format()方法，用法如下：
<模板字符串>.format(<逗号分隔的参数>)
槽


槽内部对格式化的配置方式
{<参数序号> : <格式控制标记>}

3.4 模块2：time库的使用 time库基本介绍

time库是Python中处理时间的标准库
-计算机时间的表达
-提供获取系统时间并格式化输出功能
-提供系统级精确计时功能，用于程序性能分析
import time
time.< b>()
time库包括三类函数
-时间获取：time(), ctime(), gmtime()
-时间格式化：strftime(), strptime()
-程序计时：sleep(), perf_counter()

时间获取

时间格式化

将时间以合理的方式展示出来
-格式化：类似字符串格式化，需要有展示模板
-展示模板由特定的格式化控制符组成
-strftime()方法

程序计时应用

程序计时应用广泛
-程序计时指测量起止动作所经历时间的过程
-测量时间：perf_counter()
-产生时间：sleep()

3.5 实例4：文本进度条

-采用字符串方式打印可以动态变化的文本进度条
-进度条需要能在一行中逐渐变化
如何获得文本进度条的变化时间？
-采用sleep()模拟一个持续的进度

#TextProBarV1.py
import time
scale = 10
print("-----------执行开始------------")
for i in range (scale + 1):
    a = '*' * i
    b = '.' * (scale - i)
    c = (i/scale) * 100
    print("{:^3.0f}%[{}->{}]".format(c, a, b))
    time.sleep(0.1)
print("-----------执行结束------------")

文本进度条单行动态刷新，关键是r
-刷新的本质是：用后打印的字符覆盖之前的字符
-不能换行：print()需要被控制
-要能回退：打印后光标退回到之前的位置r
print(, end = " ") print输出最后增加一个end中表示的信息，不想换行，就输入一个空字符串

#TextProBarV2.py
import time
scale = 50
print("执行开始".center(scale//2, "-")
start = time.perf_counter()
for i in range (scale + 1):
    a = '*' * i
    b = '.' * (scale - i)
    c = (i/scale) * 100
    dur = time.perf_counter() -start
    print("r{:^3.0f}%[{}->{}]{:.2f}s".format(c, a, b,dur), end = " ")
    time.sleep(0.1)
print("/n" + "执行开始".center(scale//2, "-")

进度条扩展
-在任何运行时间需要较长的程序中增加进度条
-在任何希望提高用户体验的应用中增加进度条
-进度条是人机交互的纽带之一