Python编程基础：数据类型和运算符解析

想要学习Python编程语言？本文将为您介绍Python中常见的数据类型和运算符，为您打下坚实的编程基础。了解不同的数据类型和运算符，掌握它们之间的配合方式，让您能够更轻松地进行数据处理和计算任务。无论您是初学者还是有一定经验的开发者，这篇文章将为您带来有价值的知识和技巧。

数据类型

保留字和标识符

指在Python中被赋予特定意义的一些单词，在开发程序时，不可以把这些保留字作为变量、函数、类、模块和其他对象的名称来使用。

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可以使用内置模块keyword查询保留字，共35个。

import keyword # 将内置模块进行导入
print(keyword.kwlist)
print(len(keyword.kwlist))# 输出保留字的个数

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在保留字中是严格区分大小写的。

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# 保留字严格区分大小写
true='小写'
True='大写'

Python标识符的命名规则

可以是字符(英文、中文)、下划线 " _ " 和数字，并且第一个字符不能是数字。
不能使用Python中的保留字。
标识符严格区分大小写。
以下划线开头的标识符有特殊意义，一般应避免使用相似的标识符。
允许使用中文作为标识符，但不建议使用。

Python标识符的命名规范

模块名尽量短小，并且全部使用小写字母，可以使用下划线分隔多个字母，例如: hello_cat。
包名尽量短小，并且全部使用小写字母，不推荐使用下划线。例如∶com.cat ，不推荐使用com_cat。
类名采用单词首字母大写形式(Pascal风格)，例如:MyClass。
模块内部的类采用 " _ " +Pascal 风格的类名组成，例如:在MyClass中的内部类_InnerMyClass。
函数、类的属性和方法的命名，全部使用小写字母，多个字母之间使用下划线分割。
常量命名时采用全部大写字母，可以使用下划线。
使用单下划线 " _ " 开头的模块变量或函数是受保护的，在使用 “from xxx import *” 语句从模块中导入时，这些模块变量或函数不能被导入。
使用双下划线 " __ " 开头的实例变量或方法是类私有的。
以双下划线开头和结尾的是Python的专用标识，例如:init()表示初始化函数。

变量和产量

变量是保存和表示数据值的一种语法元素，Python是一种动态类型的语言，变量的类型可以随便变化。

变量的语法结构：变量名=value，例如：

luck_number=8

上方那个等号在Python中不叫等号，它叫做赋值运算符，它的意思就是将8这个值赋值给luck_number这个变量。

内存示意图：

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# 创建一个字符串变量user,并为其赋值为摔跤猫子
user='摔跤猫子'

可以通过内置函数type来查看这个变量的数据类型

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user='摔跤猫子'
print('user变量的数据类型是：',type(user))

演示动态修改变量的数据类型。

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# 创建一个字符串变量user,并为其赋值为摔跤猫子
user='摔跤猫子'
print('user变量的数据类型是：',type(user))

# 动态修改变量的数据类型
user=23
print('摔跤猫子的年龄是：',user)
print('user变量的数据类型是：',type(user))

在Python当中，允许多个变量指向同一个值。

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user=test='摔跤猫子'
print(user)
print(test)

可以通过内置函数id查询该对象的内存地址，如果它们的内存地址相同，则说明它们的位置是同一个地方。

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# 在Python中允许多个变量指向同一个值
user=test='摔跤猫子'
print(user)
print(test)
# 通过内置函数id 查询内存地址
print(id(user))
print(id(test))

变量命名应遵循的规则：

变量名必须是一个有效的标识符
变量名不能使用Python中的保留字
慎用小写字母[ i ]和大写字母[ O ]
应选择有意义的单词作为变量名

常量就是在程序运行过程中，值不允许改变的值，全部使用大写字母和下划线命名。

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# 定义了一个变量
user='摔跤猫子'
# 定义了一个常量
USER='摔跤猫子'

数值类型

整数类型：

整数类型表示的数值是没有小数部分的数值，包括正整数、负整数和0。

整数的四种表现形式，可以通过计算器切换模式查看是否一致。

# 整数的四种表现形式
num=123 # 默认是十进制,表示整数
num2=0b1010101 # 使用二进制表示整数
num3=0o765 # 使用八进制表示整数
num4=0x87ABF # 使用十六进制表示整数
print(num)
print(num2)
print(num3)
print(num4)

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浮点数类型：

浮点数类型表示带有小数点的数值，由整数部分和小数部分组成，它也是Python当中的不可变数据类型。
注意事项：两个浮点类型的数在进行运算时，有一定的概率运算结果后增加一些 " 不确定的 " 尾数。

浮点类型数据类型演示。

height=178.5
print(height)
print('height变量的数据格式为：',type(height))

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不确定的尾数，不仅在Python当中有，在其他语言当中也有。

print(0.1+0.2)

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可以使用round函数达到想要的效果

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print(round(0.1+0.2,1)) # 使用round函数 保留一位小数

复数类型：

Python中的复数与数学中的复数形式完全一致，由实部和虚部组成。

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在Python中实数部分使用.real表示，虚数部分使用.imag表示

# 复数类型
x=123+456j
print('实数部分：',x.real)
print('虚数部分：',x.imag)

字符串类型

字符串类型：连续的字符序列，可以表示计算机所能识别的一切字符，它同样也是Python当中的不可变数据类型。

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字符串的界定符：单引号、双引号、三引号。使用多行字符串进行输出，三个单引号和三个双引号效果是一致的。

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# 多行字符串：三个单引号
address='''中国广东省深圳市南山区
    联系人：摔跤猫子
    电话号码：****
'''
print(address)

# 多行字符串：三个双引号
address2="""中国广东省深圳市南山区
    联系人：摔跤猫子
    电话号码：****
"""
print(address2)

\n换行符，遇到\n即换行，可以连续换多行。

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print('这里是\n摔跤猫子')

制表位[ \t ]：输出在一行，

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原字符：使转义符失效的字符，r或者R，可以通过下图看到，在前面加一个小写的r这个\n转义字符就失效了。

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# 原字符,使转义字符失效的符号r或R
print('这里是\n摔跤猫子')
print(r'这里是\n摔跤猫子')

字符串又被称为有序的字符序列，对字符串中某个字符的检索称为索引。

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对字符串中某个子串或区间的检索称为切片。切片的语法结构：字符串或字符串变量[ N ：M ]

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# 字符串索引
str='HelloWorld'
print(len(str)) ## 字符串长度
print(str[0],str[-10]) # 序号0 和 序号-10 在这里表示同一个字符

print('摔跤猫子'[3]) # 获取字符串中索引为3的,正向的
print('摔跤猫子'[-1]) # 获取字符串中索引为-1的,逆向的

## 字符串切片
print(str[2:7]) # 正向递增从2开始到7结束,不包含7
print(str[-8:-3]) # 逆向递减从-8开始到3-结束,不包含-3

# 默认
print(str[:5]) # 冒号前面不写,默认N从0开始
print(str[5:]) # 冒号后面不写,默认M切到字符串结尾

常用的字符串操作：

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# 常用的字符串操作
z='hello'
x='world'
print(z+x) # 连接两个字符
print(z*10) # 对z这个字符串 复制10次
print(10*z) # 顺序反写效果一致

str='摔跤猫子'
print('猫子' in str)
print('橘猫' in str)

布尔类型

布尔类型用来表示 [ 真 ] 值或 [ 假 ] 值的数据类型，在Python中使用标识符True或False表示布尔类型的值，True表示整数1，False表示整数0。布尔值为False的情况如下：

False或者是None
数值中的0，包含0，0.0，虚数O
空序列,包含空字符串、空元组、空列表、空字典、空集合
自定义对象的实例，该对象的_bool_()方法返回False或len_（)方法返回0

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x=True
print(x)
print('x的数据类型为：',type(x))
print(x+10) # True代表的是1,1+10=11
print(False+10) # False代表的是0,0+10=10

非0的整数的布尔值都为True

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print(bool(666)) # 测试一下整数666的布尔值
print(bool(0),bool(0.0)) # 测试一下整数0和0.0的布尔值

所有非空字符串的布尔值都是True,空字符串都是False

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print(bool('摔跤猫子'))
print(bool(''))

类型转换函数

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在执行除法运算的时候,将运算的结果赋值给z这个变量,这里发生了隐式转换,通过运算转换了该结果的类型

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# 数据类型转换
x=10
y=5
z=x/y 
print(z,'z的数据类型为：',type(z))

float类型转int类型,只保留整数部分

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print('float类型转int类型',int(1.1))
print('float类型转int类型',int(1.5))
print('float类型转int类型',int(-1.9))
print('float类型转int类型',int(-1.55))

将int类型转float类型

print('int类型转float类型',float(1))
print('int类型转float类型',float(-5))

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将str转成int类型，非10进制的值无法转换，会报错

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print(int('100')+int('500'))
print(int('100aa'))

ord与chr函数，返回字符在Unicode中对应的整数值以及整数在Unicode表当中所对应的字符。

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print(ord('摔')) # 摔在Unicode中对应的整数值
print(chr(25684)) # 25684这个整数在Unicode表当中所对应的字符

进制之间的转换操作,十进制与其他进制之间的转换

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print('十进制转成十六进制：',hex(25684))
print('十进制转成八进制：',oct(25684))
print('十进制转成二进制：',bin(25684))

eval函数

eval函数，Python中的内置函数，用于去掉字符串最外侧的引号，并按照Python语法方式执行去掉引号后的字符串。语法格式：变量=eval(字符串)

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eval()函数通常和input()函数一起使用，用来获取用户输入的数值

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age=eval(input('请输入您的年龄：')) # 将字符串类型转成了int类型,相当于int(age)
print(age,type(age))

height=eval(input('请输入您的身高：'))
print(height,type(height))

直接eval()包一个字符串是不可以的，当左右的引号去掉之后，它就变成了一个变量，需要定义后才能输出。

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运算符

算数运算符

算数运算符：用于处理四则运算的符号，与其他语言大同小异。

算术运算符的优先级由高到低的是：
第一级：**
第二级：*、/、%、//
第三级：+、-
如果在一个式子当中既有加减乘除，又有幂运算，首先先算的就是幂运算，之后再算乘除，最后算加减，有乘除先算乘除，有括号先算括号

print('加法：',1+1)
print('减法：',1-1)
print('乘法：',1*1)
print('除法：',10/2)
print('整除：',10//3)
print('取余：',10%3)
print('幂运算：',2**4)

赋值运算符

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x=20 # 直接赋值,直接将20赋值给左侧的变量
y=10
x=x+y # 将x+y的和赋值给x,x的值为30
print(x) # x=30
# 简写
x+=y
print(x) # x=40
x-=y # 相当于x=x-y
print(x) # x=30
x*=y # 相当于30*10
print(x) # x=300
x/=y # 相当于300/10
print(x) # x=30.0,这里值不一样了,因为发生了类型转换,此时x的数据类型为float
x%=2 # 相当于x=x%2
print(x) # x=0.0
z=3
y//=z # 相当于y=y//z
print(y) # y=3
y**=2 # 相当于y=y**2
print(y)

Python支持链式赋值。

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a=b=c=100 # 相当于执行了 a=100,b=100,c=100
print(a,b,c)

Python支持系列解包赋值。

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a,b=10,20 # 相当于执行了两句操作,a=10 b=20
print(a,b)

利用系列解包交换两个变量的值。

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a,b=10,20 # 相当于执行了两句操作,a=10 b=20
print(a,b)
# 使用系列解包交换变量的值
a,b=b,a
print(a,b)

比较运算符

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print('100大于99吗?',100>99)
print('100小于99吗?',100<99)
print('100等于99吗?',100==99)
print('100不等于99吗?',100!=99)
print('100大于等于99吗?',100>=99)
print('100小于等于99吗?',100<=99)

逻辑运算符

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# 逻辑运算符的使用
print(True and True)
print(True and False)
print(False and False)
print(False and True)
print('-'*50)
print(8>7 and 6>5)
print(8>7 and 6<5)
print(8<7 and 10/0) # 当第一个表达式的结果为False时,直接得结果,不会计算and右边的表达式
print('-'*50)
print(True or True)
print(True or False)
print(False or False)
print(False or True)
print('-'*50)
print(8>7 or 10/0) # True,说明左侧的表达式结果为True时,or右侧的表达式根本不执行运算符
print('-'*50)
# 取反
print(not True) # False
print(not False) # True
print(not (8>7)) # True

位运算和运算符的优先级

位运算符：把数字看做二进制数来进行计算的。

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# 按位与运算
print('按位与运算',12&8)

# 按位或运算
print('按位或运算',4|8)

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# 按位异或运算
print('按位异或运算',31^32)

# 按位取反运算
print('按位取反运算',~123)

左移位运算 [ << ] ：是将一个二进制数向左移动指定的位数，左边(高位端)溢出的位被丢弃，右边(低位段)的空位用0补充。

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print('左移位运算：',2<<2) # 8,表示的2向左移动两位,2*2*2
print('左移位运算：',2<<3) # 2*2*2*3

右移位运算 [ >> ] ：是将一个二进制数向右移动指定的位数，右边(低位段)溢出的位被丢弃，左边(高位端)的空位端，如果最高位是0(正数)左侧空位填0，如果最高位是1(负数)，左侧空位填1。

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print('右移位：',8>>2) # 8向右移动两位 相当于8//2,4//2
print('右移位：',-8>>2) # -2

左乘右除，向左移位是乘法操作，向右移位是除法操作。

运算符的优先级：

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小结

文章总结

❇️保留字是Python已经被赋予特定意义的一些单词，保留字严格区分大小写标识符可用来给变量、函数、类、模块和其他对象命名。

❇️标识符的命名规则：
🔹可以是字母(包含中文)、数字、下划线，第一个字符不能是数字
🔹不能是Python中的保留字
🔹标识符严格区分大小写
🔹以下划线开头的标识符有特殊意义，不能随便使用
🔹允许使用中文作为标识符，但不建议使用

❇️变量的语法结构：
🔹变量名=value

❇️数据类型
🔹整数类型有四种表示形式:二进制、八进制、十进制和十六进制
🔹浮点数可以使用内置函数round()限定运算结果需要保留的小数位数
🔹字符串又称为不可变字符序列，可根据索引检索元素，也可根据索引进行切片操作
🔹布尔类型有两种取值True和False

❇️内置函数
🔹常用的数据类型转换函数为int()、float()和str()
🔹eval()可接字符串转换成真实的数据类型

❇️运算符
🔹算术运算符: +、-、、/、//、%、**
🔹赋值运算符: =、+=、-=、=、/=、/=、%=、**=比较运算符:>、>=、<、<=、==、!=
🔹逻辑运算符: and、or、not
🔹位运算符:&、|、^、~、<<、>>

习题练习

📄1：以下哪项不是Python语言的保留字?
⬜️A：False
⬜️B：and
✅C：true
⬜️D：if

📄2：x=5，y=3，执行x，y=y，x之后，x和y的值分别是什么?
⬜️A：5,3
✅B：3,5
⬜️C：3,3
⬜️D：5,5

📄3：以下变量名不合法的是?
✅A：for
⬜️B：_my
⬜️C：a_int
⬜️D：c888

📄4：世界那么大，我想去看看，[ 7：-3 ]
⬜️A：我想去
⬜️B：想去
⬜️C：我想
✅D：向

📄5：与0xf2值相等的是?
⬜️A：342
✅B：242
⬜️C：0b11010010
⬜️D：0o362

📄6：以下不是Python内置数据类型的是?
✅A：char
⬜️B：int
⬜️C：float
⬜️D：str

📄7：以下是print('\nPython')语句运行结果是?
✅A：在新的一行输出Python
⬜️B：直接输出'\nPython'
⬜️C：直接输出\nPython
⬜️D：先输出n，然后新一行输出Python

📄8：以下选项中，关于Python字符串描述错误的是?
⬜️A：字符串是用一对双引号 ”” 或者一对单引号 ’′ 括起来的零个或者多个字符串
⬜️B：字符串是字符的序列，也是序列类型的一种
⬜️C：字符串使用[]进行索引和切片
✅D：Python字符串的切片方式是[N,M]，包括M

📄9：关于赋值语句，以下选项中描述错误的是?
⬜️A：赋值语句采用符号“=”表示
✅B：赋值与二元操作符可以组合，例如&=
⬜️C：a,b=b,a可以实现a和b值的互换
⬜️D：a,b,c=b,c,a是合法的