四、Python 整数数据类型
（一）整数的表示方式
1. 十进制表示
十进制是我们在日常生活中最常用的数字表示形式，由 0 到 9 这十个数字排列组合而成。
2. 二进制表示
二进制数由 0 和 1 这两个数字组成，在 Python 中，书写二进制数时要以 0b 或 0B 开头，以此来和其他进制的表示形式区分开。
下面来看二进制与十进制相互转换的代码示例：
二进制转十进制：可以使用 int() 函数，将二进制数以字符串的形式传入，并指定第二个参数为 2，表示输入的是二进制数。示例如下：
bin_num = '0b101'
decimal_result = int(bin_num, 2)
print(decimal_result) # 输出结果为5
十进制转二进制：使用 bin() 函数，直接将十进制整数作为参数传入，函数会返回对应的二进制表示形式（以 0b 开头的字符串）。例如：
decimal_num = 10
bin_result = bin(decimal_num)
print(bin_result) # 输出结果为0b1010
3. 八进制表示
八进制由 0 - 7 这八个数字组成，在 Python 中的表示形式是以 0o 或 0O 开头。
八进制转十进制：同样借助 int() 函数，把八进制数当作字符串传入，同时指定参数 base 为 8，表明这是八进制数转十进制的操作。代码如下：
oct_num = '0o12'
decimal_result = int(oct_num, 8)
print(decimal_result) # 输出结果为10
十进制转八进制：利用 oct() 函数，将十进制整数作为参数传递进去，就能得到对应的八进制表示形式（以 0o 开头的字符串）。示例如下：
decimal_num = 15
oct_result = oct(decimal_num)
print(oct_result) # 输出结果为0o17
4. 十六进制表示
十六进制数由 0 - 9 以及 A - F（或 a - f）组成，在 Python 里书写时要以 0x 或 0X 开头。
十六进制转十进制：使用 int() 函数，把十六进制数以字符串形式传入，并设置参数 base 为 16，以此来完成转换。代码示例如下：
hex_num = '0x10'
decimal_result = int(hex_num, 16)
print(decimal_result) # 输出结果为16
十进制转十六进制：运用 hex() 函数，将十进制整数作为参数传入，函数会返回对应的十六进制表示形式（以 0x 开头的字符串）。例如：
decimal_num = 20
hex_result = hex(decimal_num)
print(hex_result) # 输出结果为0x14
五、Python 字符串数据类型
（一）字符串的创建方式
在 Python 中，创建字符串的方式多种多样，常用的有使用单引号、双引号以及三引号来进行创建，它们各自有着适用的场景和特点。
使用单引号创建字符串时，示例如下：
str1 = 'Hello'
str2 = 'I\'m a student'
str3 = "Python"
str4 = "I'm learning Python"
str5 = """This is a multi-line string.
It can span across multiple lines.
And keep the original formatting."""
通过三引号创建的字符串能够完整地保留输入时的格式，非常适合用于定义函数的文档字符串（docstring）等场景，方便对函数功能等进行详细的文字描述。
（二）字符串的常用操作
1. 按索引取值
在 Python 中，字符串是一种有序的字符序列，每个字符都有对应的索引值。索引值以 0 为开始值，从左往右依次递增；同时，也可以从右往左进行索引，此时 -1 为末尾字符的索引位置，然后往左依次递减。
例如，对于字符串 'Python'，我们可以通过索引来获取其中的单个字符。代码示例如下：
str_example = "Python"
print(str_example[0]) # 输出 'P'
print(str_example[2]) # 输出 't'
print(str_example[-1]) # 输出 'n'
print(str_example[-3]) # 输出 'h'
通过指定相应的索引值，放在方括号内紧跟在字符串变量后面，就可以轻松获取到对应位置的字符，方便在程序中对字符串中的特定字符进行提取和操作。
2. 切片操作
字符串切片是一种很实用的操作，它的规则是 “顾头不顾尾”，也就是切片操作获取到的子串包含起始索引对应的字符，但不包含结束索引对应的字符。其基本语法格式为 [头下标:尾下标]。
比如，对于字符串 'Python'，想要获取其中的一部分字符作为子串，可以这样操作：
str_example = "Python"
print(str_example[1:4]) # 输出 'yth'
这里切片的范围是从索引为 1 的字符 y 开始，到索引为 4 的字符 o 之前结束，所以得到的子串就是 'yth'。
如果省略头下标，如 str_example[:3]，则表示从字符串开头截取到索引为 2 的字符，会得到 'Pyt'；而省略尾下标，像 str_example[2:]，则是从索引为 2 的字符开始截取到末尾，会输出 'thon'。
此外，还可以指定切片步长，语法格式变为 [头下标:尾下标:步长]，步长用于控制每隔几个字符取一个字符。例如：
str_example = "Python"
print(str_example[::2]) # 输出 'Pto'
这里步长为 2，就会从开头开始，每隔 2 个字符取一个字符，最终得到 'Pto' 这个子串。
如果步长为负数，则表示从右往左进行切片，例如：
str_example = "Python"
print(str_example[::-1]) # 输出 'nohtyP'
这样就可以方便地将字符串进行反转操作，获取到原字符串逆序的结果。
3. 字符串拼接与重复
在 Python 中，使用 “+” 号可以进行字符串的拼接操作。例如：
str1 = "Hello"
str2 = "Python"
result = str1 + " " + str2
print(result) # 输出 'Hello Python'
上述代码将两个字符串以及一个空格字符串通过 “+” 号拼接在一起，形成了一个新的字符串。也可以将多个字符串变量或者字符串字面量进行拼接，以组合出更复杂、符合需求的字符串内容。
而使用 “*” 号则能够实现字符串的重复输出，示例如下：
str3 = "Python "
print(str3 * 3) # 输出 'Python Python Python '
通过将字符串与一个整数相乘，就可以让该字符串重复出现指定的次数，在需要重复展示某个固定格式的字符串时非常方便，比如打印分隔线等场景就可以利用这个操作。
4. 字符串格式化
Python 中常见的字符串格式化方式有多种，以下分别进行介绍。
使用占位符（% s、% d 等）：
常用的占位符有 %s（字符串格式）、%d（十进制格式）、%f（浮点数格式）等。例如：
name = 'Tom'
age = 20
print('%s is %d years old.' % (name, age))
上述代码中，%s 会被后面元组中的字符串 'Tom' 替换，%d 会被整数 20 替换，最终输出 Tom is 20 years old.。并且对于 %f 还可以指定保留的小数位数，如 %.2f 表示保留 2 位小数，像这样：
num = 3.1415926
print('The number is %.2f' % num)
会输出 The number is 3.14。
使用 formatted 字符串（f-string）：
这是带有 f 字符前缀的字符串，使用起来更加简洁方便，可以很直观地在字符串中直接用花括号 {} 包裹变量名或者表达式来进行格式化。例如：
name = 'Jerry'
age = 22
score = 95.5
print(f'{name} is {age} years old and got a score of {score:.2f}.')
在花括号内不仅可以嵌入变量，还能对变量进行一些简单的表达式运算或者格式控制，像控制数字的显示格式、对齐方式等，上述代码会输出 Jerry is 22 years old and got a score of 95.50.。
使用 format () 方法：
字符串中可以有占位符（{} 表示的内容），然后配合 format() 方法的使用，会将 format() 方法中的参数替换为占位符内容。占位符可以用参数索引表示，即 0 代表第 1 个参数，以此类推，也可以用参数的名字表示占位符。例如：
name = 'Alice'
age = 18
s = '{0} is {1} years old.'.format(name, age)
print(s)
或者：
s = '{name} is {age} years old.'.format(name=name, age=age)
print(s)
都会输出 Alice is 18 years old.。在占位符中还可以有格式化控制符，对字符串的格式进行更加精准的控制，比如指定对齐方式（< 左对齐、> 右对齐、^ 居中对齐）、填充字符、数字的进制显示、千位分隔符等多种格式化操作，以满足不同场景下的输出格式需求。
5. 字符串查找与替换
在处理字符串时，常常需要查找其中是否包含某个子字符串，以及对字符串中的部分内容进行替换，Python 提供了相应的方法来实现这些操作。
查找子字符串：
可以使用 find 方法来查找子字符串在原字符串中首次出现的位置索引，如果找不到则返回 -1。例如：
str_example = "Python is a great programming language"
print(str_example.find("Python")) # 输出 0
print(str_example.find("Java")) # 输出 -1
还有 rfind 方法，它是从右往左查找子字符串首次出现的位置索引，例如：
str_example = "Python is a great programming language, Python is widely used"
print(str_example.rfind("Python")) # 输出 47
替换字符串内容：
使用 replace 方法可以将字符串中的指定子字符串替换为新的字符串内容。示例如下：
str_example = "Python is a great programming language"
new_str = str_example.replace("Python", "Java")
print(new_str) # 输出 'Java is a great programming language'
replace 方法会返回替换后的新字符串，原字符串本身并不会被修改。并且可以指定替换的次数，比如：
str_example = "Python Python Python"
new_str = str_example.replace("Python", "Java", 2)
print(new_str) # 输出 'Java Java Python'
这样就只会替换前两次出现的 Python 子字符串。通过这些查找和替换的操作方法，能够方便地对字符串进行内容的检索和修改，满足不同的文本处理需求。
