~1~第二章Python基礎(chǔ)知識目錄常量變量運(yùn)算注釋Python程序內(nèi)部運(yùn)行過程PEP8編程風(fēng)格應(yīng)用案例本章小結(jié)本章習(xí)題-2-常量常量：指程序執(zhí)行過程中其值保持不變的元素。常見常量類型包括數(shù)字和字符串?dāng)?shù)字：在Python中分為三種主要類型：整數(shù)（Integers）：這是基礎(chǔ)的數(shù)字類型，包括所有正負(fù)整數(shù)和零。浮點(diǎn)數(shù)（Floats）：代表小數(shù)，也可以表示為科學(xué)計(jì)數(shù)法，如6.02E23表示6.02*10^23。復(fù)數(shù)（Complex）：由實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分構(gòu)成，格式為x+yj，其中x和y為實(shí)數(shù)。Python中的數(shù)字類型具有固定的存儲大小和范圍。例如，32位系統(tǒng)上的整數(shù)范圍是-2^31到2^31-1。了解這些邊界有助于處理大數(shù)或微小數(shù)值。-3-字符串字符串：是由字符組成的序列，用于表示文本。在Python中，字符串被定義為不可變類型在python程序中，一個字符串必須用單引號‘’或雙引號""括起來，字符串中的各類字符，如空格等都保持原樣如果是多行字符串，需要使用三引號，即'''或"""，在三引號中，可以使用單引號或雙引號-4-字符串格式化字符串的格式化：在Python中，str.format()方法用于創(chuàng)建格式化的字符串，通過替換字符串中的占位符來工作。占位符由一對大括號{}表示，并且可以包含一個可選的索引或關(guān)鍵字，用于指定對應(yīng)的format()方法參數(shù)。"Hello,{}.Youare{}yearsold.".format("Alice",30)結(jié)果字符串將是"Hello,Alice.Youare30yearsold.“展示了在占位符{}中包含可選的索引：print('{0}加上{1}等于{2}'.format(10,20,10+20))最終打印的字符串是"10加上20等于30“-5-格式化函數(shù)Format()format()方法還支持下面各種格式化選項(xiàng)1.控制小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)"Thenumberis{:.2f}".format(3.14159)這里的{:.2f}指定了格式化的樣式。.表示小數(shù)點(diǎn)，2表示小數(shù)點(diǎn)后保留兩位，而f表示浮點(diǎn)數(shù)。所以3.14159被格式化為3.142.對齊字符串左對齊："Leftaligned:{:<10}".format("test")其中:<10表示字符串應(yīng)該在一個寬度為10的字段內(nèi)左對齊。"test"左對齊，并且右側(cè)填充空格直到總長度達(dá)到10右對齊："Rightaligned:{:>10}".format("test"):>10表示字符串在寬度為10的字段內(nèi)右對齊。"test"右對齊，并且左側(cè)填充空格居中對齊："Centeraligned:{:^10}".format("test"):^10表示字符串在寬度為10的字段內(nèi)居中對齊。"test"居中，左右兩側(cè)均勻填充空格-6-格式化函數(shù)Format()3.填充和寬度："Padded:{:*^10}".format("test")其中:*^10表示字符串在寬度為10的字段內(nèi)居中對齊，并用*進(jìn)行填充。因此，"test"被*符號包圍，直到總長度達(dá)到104.數(shù)字格式化：整數(shù)的千位分隔符："Numberwithcommas:{:,}".format(123456789)其中:,表示在數(shù)字中添加千位分隔符。因此，123456789被格式化為123,456,789以百分比形式表示："Percentage:{:.2%}".format(0.756)其中:.2%將數(shù)字轉(zhuǎn)換為百分比形式，并保留兩位小數(shù)。因此，0.756被轉(zhuǎn)換為75.60%5.格式化日期：importdatetime

now=datetime.datetime.now()

"Currentdate:{:%Y-%m-%d%H:%M}".format(now)其中{:%Y-%m-%d%H:%M}定義了日期和時間的格式。%Y表示四位年份，%m表示月份，%d表示日，%H表示小時，%M表示分鐘。因此，當(dāng)前的日期和時間按照"年-月-日時:分"的格式顯示-7-字符串中的特殊字符在字符串中，某些特殊字符具有特定的作用注意：在字符串中直接使用print('python'sbook')會導(dǎo)致語法錯誤（SyntaxError:invalidsyntax）。這是因?yàn)樽址械牡谌齻€單引號被解釋為字符串的結(jié)束標(biāo)記，從而打破了字符串的正確結(jié)構(gòu)。通過使用轉(zhuǎn)義符\，即print('python\'sbook')，可以正確地包含單引號。在有大量特殊字符的情況下，為了避免反復(fù)使用轉(zhuǎn)義符，可以將字符串定義為原始字符串。這可以通過在字符串前添加r或R來實(shí)現(xiàn)。在原始字符串中，所有的特殊字符都會被視為普通字符。print(r"python'sbook.\n")在上述代碼中，\n不會被解釋為換行符，而是作為普通的反斜杠和字符n顯示。-8-特殊字符含義代碼舉例運(yùn)行結(jié)果\n換行符，使光標(biāo)移到下一行的開頭print('python\nJava')Python

Java\t水平制表符，常用于添加水平空間，類似按下Tab鍵print('python\tJava')pythonJava\轉(zhuǎn)義符，用于插入那些通常會被解釋為特殊字符的字符，如引號、\t等。在這些字符前添加\，可以將<br>它們轉(zhuǎn)換為普通字符，從而正常顯示。print('python\'sbook')python'sbook目錄常量變量運(yùn)算注釋Python程序內(nèi)部運(yùn)行過程PEP8編程風(fēng)格應(yīng)用案例本章小結(jié)本章習(xí)題-9-變量變量：計(jì)算機(jī)編程中一個基本概念，代表著可變的數(shù)據(jù)不同于常量，變量的值在程序運(yùn)行過程中可以改變。在實(shí)質(zhì)上，變量是對存儲數(shù)據(jù)值的內(nèi)存空間的命名，其名稱代表著該內(nèi)存空間或其首地址，而存儲在其中的數(shù)據(jù)值則可以隨程序運(yùn)行而變化變量名稱：指向內(nèi)存中存儲的數(shù)據(jù)值的標(biāo)識符，其命名應(yīng)遵循以下規(guī)則：名稱的首字符必須是字母（A-Z或a-z）或下劃線（_）。后續(xù)字符可以是字母、數(shù)字（0-9）或下劃線。變量名區(qū)分大小寫，例如，age和Age會被視為不同的變量。變量命名的良好實(shí)踐是使用有意義的名稱，以提高代碼的可讀性。例如，使用customerName或customer_name等，通過駝峰命名法或下劃線來連接多個單詞。-10-變量的聲明在Python中，變量在首次賦值時聲明，其類型由賦值時的數(shù)據(jù)類型決定。Python是一種動態(tài)類型語言，這意味著同一個變量在程序運(yùn)行期間可以被賦予不同類型的值。name='Edward'

age=10

age=10.5代碼中，變量name被聲明為字符串，而age先是整型后變?yōu)楦↑c(diǎn)型編程實(shí)踐：一般情況下，保持變量類型的一致性有助于提高代碼的可維護(hù)性和可讀性-11-Python的保留字Python保留字不能用作變量名，這些保留字在語言中有特殊的意義。Python3中的保留字如表所示。-12-分類保留字邏輯運(yùn)算and,or,not條件控制if,else,elif,while,for,break,continue異常處理try,except,finally,raise定義結(jié)構(gòu)def,class,lambda導(dǎo)入模塊import,from變量作用域global,nonlocal特殊值True,False,None其他pass,del,assert,with,yield,as,return變量賦值變量賦值：使用等號=給變量賦值，即將等號右邊的表達(dá)式的值賦予等號左邊的變量。單變量賦值語法a_variable=a_expression其中，a_variable代表一個變量，而a_expression代表一個表達(dá)式。這個表達(dá)式可以是一個常量、另一個變量、兩者之間的運(yùn)算，甚至可以是一個函數(shù)調(diào)用。多變量賦值語法variable_1,...,variable_N=expression_1,...,expression_N等號右邊的表達(dá)式expression_1,...,expression_N的值依次賦給左邊的變量variable_1,...,variable_N。這種多變量賦值通常用于邏輯上相關(guān)聯(lián)的變量，可以一起批量處理-13-多變量賦值舉例

-14-數(shù)據(jù)類型Python中的變量可以是多種數(shù)據(jù)類型，包括數(shù)字、字符串和四種內(nèi)嵌的集合類型：列表（list）、元組（tuple）、字典（dict）和集合（set）。此外，Python支持面向?qū)ο缶幊?，允許用戶自定義數(shù)據(jù)類型。-15-類別數(shù)據(jù)類型描述示例數(shù)字類型int整數(shù)5,-3,42

float浮點(diǎn)數(shù)3.14,-0.001

complex復(fù)數(shù)3+4j文本類型str字符串"hello",'Python'序列類型list有序、可變的集合[1,2,3]

tuple有序、不可變的集合(1,2,3)映射類型dict鍵值對集合{'name':'Alice','age':25}集合類型set無序、不重復(fù)的元素集{1,2,3}

frozenset不可變的集合frozenset({1,2,3})布爾類型bool布爾值True,False二進(jìn)制類型bytes不可變的字節(jié)序列b'hello'

bytearray可變的字節(jié)序列bytearray(b'hello')

memoryview內(nèi)存視圖memoryview(bytes(5))None類型NoneType表示無值或空None運(yùn)算通過運(yùn)算符將常量或變量關(guān)聯(lián)起來形成表達(dá)式。例如，1+2是一個簡單的表達(dá)式。在表達(dá)式中，常量和變量被稱為操作數(shù)（operands），例如1和2，而運(yùn)算符則用于執(zhí)行類似加減乘除的操作，例如+。內(nèi)置數(shù)值運(yùn)算符Python提供了一系列基本的數(shù)值運(yùn)算符，用于執(zhí)行常見的數(shù)學(xué)運(yùn)算。-16-運(yùn)算符描述例子+（加法）兩個對象相加1+2輸出3-（減法）從一個數(shù)中減去另一個數(shù)100-20輸出80*(乘法)兩個數(shù)相乘或返回字符串重復(fù)指定次數(shù)的結(jié)果2*5輸出10

bala*2輸出balabala**(乘方)一個數(shù)的另一個數(shù)次方2**8輸出256/(除法)一個數(shù)除以另一個數(shù)1/2輸出0.5//(整除)一個數(shù)除以另一個數(shù)的結(jié)果向下取整8//3輸出2%（模運(yùn)算）除法運(yùn)算后的余數(shù)8%5輸出3<<（左移）將數(shù)字的二進(jìn)制位向左移動指定的位數(shù)3<<2輸出12>>（右移）將數(shù)字的二進(jìn)制位向右移動指定的位數(shù)13>>2輸出3&（按位與）對數(shù)字進(jìn)行按位與操作7&3輸出3|（按位或）對數(shù)字進(jìn)行按位或操作10|4輸出14^（按位異或）對數(shù)字進(jìn)行按位異或操作5^3輸出6~（按位取反）對數(shù)字進(jìn)行按位取反操作~5輸出-6運(yùn)算符布爾邏輯運(yùn)算符-17-運(yùn)算符描述例子<（小于）返回x是否小于y，結(jié)果為True或False（首字母大寫）6<4輸出False>（大于）返回x是否大于y3>2輸出True<=（小于等于）返回x是否小于或等于y2<=3返回True>=（大于等于）返回x是否大于或等于y2>=3返回False==（等于）比較兩個對象是否相等3==3返回True!=（不等于）比較兩個對象是否不相等1!=2返回Trueand（與）如果x是False，則返回False，否則返回y的計(jì)算值FalseandTrue返回Falseor（或）如果x是True，則返回True，否則返回y的計(jì)算值FalseorTrue返回True運(yùn)算符內(nèi)置的標(biāo)識運(yùn)算符：在Python中，is被歸類為標(biāo)識運(yùn)算符（IdentityOperator）。標(biāo)識運(yùn)算符是用來比較兩個對象的內(nèi)存地址，從而判斷它們是否為同一個對象。標(biāo)識運(yùn)算符有兩個：is：如果兩個變量指向內(nèi)存中的同一個對象，則返回True。isnot：如果兩個變量指向不同的對象，則返回True。該類運(yùn)算符通常用于檢查一個變量是否與特定的對象相同，比如檢查一個變量是否為None：a=None

ifaisNone:

print("aisNone")在這個例子中，is被用來檢查a是否正好是None這個特定的對象。這種用法很常見，因?yàn)樵赑ython中，None是一個單例，所有指向None的引用都指向內(nèi)存中的同一個對象。-18-將is（或isnot）與==（或!=）值得注意的是，不要將is（或isnot）與==（或!=）混淆==運(yùn)算符：用于比較兩個變量的值是否相等，is運(yùn)算符則：用來比較兩個變量是否為同一個對象。對于小的整數(shù)或字符串（由于Python對這些小的、常用的對象進(jìn)行了內(nèi)存優(yōu)化），is和==可能會表現(xiàn)出相同的結(jié)果：a=10

b=10

print(aisb)#通常會輸出True，因?yàn)樾≌麛?shù)對象被重用

print(a==b)#輸出True，因?yàn)樗鼈兊闹迪嗟鹊珜τ诖蟮恼麛?shù)或更復(fù)雜的對象，is和==表現(xiàn)會不同：a=1000

b=1000

print(aisb)#通常會輸出False，因?yàn)樗鼈兪遣煌膶ο?/p>

print(a==b)#輸出True，因?yàn)樗鼈兊闹迪嗟仍趇faisnotb語句中，檢查a和b是否不是同一個對象。例如：a=[1,2,3]

b=[1,2,3]

ifais

notb:

print("aandbarenotthesameobject")即使a和b的內(nèi)容相同，但二者是內(nèi)存中的兩個不同的列表對象。雖然語句ifaisnotb與ifnotaisb運(yùn)行效果相同，但PEP8編程風(fēng)格規(guī)范依然建議采用第一種行內(nèi)否定方式，即把否定詞直接寫在要否定的內(nèi)容前面，而不要放在整個表達(dá)式的前面。-19-內(nèi)置的數(shù)值運(yùn)算函數(shù)內(nèi)置的數(shù)值運(yùn)算函數(shù)：Python解釋器內(nèi)嵌了一系列用于數(shù)值運(yùn)算的函數(shù)，為編程提供了基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力-20-函數(shù)描述例子abs(x)返回x的絕對值abs(-10)輸出10pow(x,y)計(jì)算x的y次冪pow(10,2)輸出100round(x,ndigits)將x四舍五入到小數(shù)點(diǎn)后ndigits位round(3.1415,2)輸出3.14divmod(x,y)同時返回x除以y的商和余數(shù)divmod(21,5)輸出(4,1)max(x1,...,xn)返回x1,...,xn中的最大值max(2,20,8)輸出20min(x1,...,xn)返回x1,...,xn中的最小值min(2,20,8)輸出2應(yīng)用實(shí)例題目：2000年初，個人A在銀行存入1萬元，年利率為2%；同時，個人B投資于一個年利率為10%的基金。到了2030年初，我們想計(jì)算兩人的投資本息總額。account_a,account_b=10000,10000

interest_rate_a,interest_rate_b=0.02,0.1

total_a=account_a*pow((1+interest_rate_a),30)

total_b=account_a*pow((1+interest_rate_b),30)

print("TotalassetofA:",round(total_a))

print("TotalassetofB:",round(total_b))此代碼段首先設(shè)定了A和B兩個賬戶的初始金額（10000元），接著設(shè)定了它們的年利率。然后，使用pow函數(shù)計(jì)算了30年后的復(fù)利總額。最后，使用round函數(shù)四舍五入輸出最終的本息總額。輸出結(jié)果：TotalassetofA:18114

TotalassetofB:174494-21-內(nèi)置的數(shù)值轉(zhuǎn)換函數(shù)內(nèi)置的數(shù)值轉(zhuǎn)換函數(shù)：利用數(shù)值類型轉(zhuǎn)換函數(shù)，將一種數(shù)值類型轉(zhuǎn)化為另一種類型-22-函數(shù)描述例子int(x)將x轉(zhuǎn)換為整型int(3.14)輸出3，int('5')輸出5float(x)將x轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型float(5)輸出5.0，float('8.02')輸出8.02complex(re,im)生成由實(shí)部re和虛部im構(gòu)成的復(fù)數(shù)complex(2,3)輸出2+3jmath庫math庫：Python的標(biāo)準(zhǔn)庫中包含了一系列強(qiáng)大的函數(shù)庫，其中math庫是專門用于數(shù)學(xué)運(yùn)算的內(nèi)置庫。這些庫大致可以分為兩類：標(biāo)準(zhǔn)庫：這些是Python環(huán)境中默認(rèn)包含的庫，無需額外安裝即可使用。第三方庫：不包含在標(biāo)準(zhǔn)Python安裝中，需要單獨(dú)安裝才能使用的庫。math庫提供了一系列用于執(zhí)行數(shù)學(xué)計(jì)算的函數(shù)和常數(shù)，包括基本的數(shù)學(xué)常數(shù)（如π和e）以及多種數(shù)值計(jì)算函數(shù)?？傮w來說，math庫包括以下幾類功能：數(shù)學(xué)常數(shù)：如π（pi）和自然對數(shù)的底數(shù)e?；緮?shù)學(xué)運(yùn)算：如平方根（sqrt）、三角函數(shù)（sin、cos、tan等）和對數(shù)函數(shù)（log、log10）。高級數(shù)學(xué)運(yùn)算：如冪函數(shù)（exp）、向上和向下取整（ceil、floor）等。-23-常用math庫函數(shù)在使用math庫的函數(shù)之前，需要先導(dǎo)入相應(yīng)的函數(shù)?？梢圆捎靡韵路椒▽?dǎo)入特定的函數(shù)：frommathimportfunction_name其中function_name是想使用的特定函數(shù)。例如，要使用平方根函數(shù)sqrt，需要寫成frommathimportsqrt。這種導(dǎo)入方式可直接通過函數(shù)名調(diào)用函數(shù)，而無需在該函數(shù)名前面加上math.前綴。-24-函數(shù)或常數(shù)數(shù)學(xué)表示描述math.pi圓周率π的近似值math.e自然對數(shù)的底數(shù)e的近似值math.sqrt(x)計(jì)算x的平方根math.sin(x)計(jì)算x的正弦值math.cos(x)計(jì)算x的余弦值math.tan(x)計(jì)算x的正切值math.asin(x)計(jì)算x的反正弦值math.acos(x)計(jì)算x的反余弦值math.atan(x)計(jì)算x的反正切值math.log(x)計(jì)算x的自然對數(shù)（以e為底）math.log10(x)計(jì)算x的以10為底的對數(shù)math.exp(x)計(jì)算e的x次冪math.ceil(x)返回大于或等于x的最小整數(shù)math.floor(x)返回小于或等于x的最大整數(shù)注釋注釋是用來對代碼進(jìn)行解釋性說明的文本，它們不僅有助于程序員理解代碼的功能和目的，也使代碼更易于維護(hù)。注釋是為人類閱讀而編寫的，而非計(jì)算機(jī)執(zhí)行。單行注釋：使用#符號進(jìn)行標(biāo)記。#后面的文本會被視為注釋。name='python'#定義名為name的變量，存儲字符串'python'

#下面這行代碼將打印變量name的內(nèi)容

print(name)多行注釋：使用一對三引號（"""或'''）包圍的文本塊來創(chuàng)建。盡管多行字符串通常用于文檔字符串（docstrings），但也可以用作多行注釋。"""

這段代碼演示了一個簡單的打印功能。

它會輸出字符串'helloworld'。

"""

print('helloworld')在編寫程序時，適當(dāng)?shù)淖⑨尶梢源蟠筇岣叽a的可讀性，有助于團(tuán)隊(duì)協(xié)作或未來的代碼維護(hù)工作。-25-Python程序內(nèi)部運(yùn)行過程Python程序運(yùn)行：編寫程序：編寫Python代碼，并將其保存為.py格式的文件，如demo.py。編譯成字節(jié)碼：當(dāng)首次運(yùn)行Python程序時，Python解釋器將源代碼（.py文件）編譯成字節(jié)碼。字節(jié)碼是一種介于源代碼和機(jī)器代碼之間的低級代碼形式，具有平臺無關(guān)性。該字節(jié)碼通常保存在以.pyc為擴(kuò)展名的文件中，存儲于磁盤上。字節(jié)碼的使用旨在提高程序運(yùn)行的速度。解釋執(zhí)行：編譯后的字節(jié)碼被送到Python虛擬機(jī)（PVM，PythonVirtualMachine）上進(jìn)行解釋和執(zhí)行。Python虛擬機(jī)是Python解釋器的一部分，負(fù)責(zé)讀取字節(jié)碼并執(zhí)行相應(yīng)的操作。重復(fù)執(zhí)行優(yōu)化：如果相同的Python程序需要再次運(yùn)行，Python解釋器會優(yōu)先使用已生成的.pyc文件中的字節(jié)碼，而非重新從源代碼編譯。這一步驟進(jìn)一步提高了程序執(zhí)行的效率。通過以上過程，Python在保持其跨平臺特性的同時，實(shí)現(xiàn)了源代碼到執(zhí)行過程的高效轉(zhuǎn)換。-26-PEP8編程風(fēng)格編寫Python代碼時，雖然只要符合語法規(guī)則，代碼就能被執(zhí)行，但遵循統(tǒng)一的編程風(fēng)格能夠使代碼更加標(biāo)準(zhǔn)化、易于理解，并便于后續(xù)的維護(hù)。鑒于閱讀代碼的頻率通常遠(yuǎn)高于編寫代碼，代碼的可讀性顯得尤為重要。為此，Python社區(qū)制定了一套代碼風(fēng)格指南，即PEP8（PythonEnhancementProposal#8）。PEP8包含了多方面的編程風(fēng)格規(guī)范，涵蓋了代碼布局、引號使用、命名規(guī)則、空格運(yùn)用、表達(dá)式書寫等多個方面。以下是與本章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的一些重要編程規(guī)范：縮進(jìn)：使用空格進(jìn)行縮進(jìn)，每次縮進(jìn)由4個空格組成，不使用制表符（Tab鍵）進(jìn)行縮進(jìn)。行寬限制：每行代碼長度不應(yīng)超過79個字符，這樣做旨在提升代碼的可讀性和便于維護(hù)。變量賦值：在賦值符號（=）的左右兩側(cè)各添加一個空格，以增強(qiáng)代碼的清晰度。變量類型注解：變量名與冒號之間不加空格，冒號與類型信息之間加一個空格。

age:int#變量名與冒號之間無空格，冒號與類型信息之間有一個空格變量命名：變量名稱應(yīng)使用小寫字母，若由多個單詞組成，則用下劃線（_）連接。這種命名方式被稱為蛇形命名法（snake_case），它有助于提高代碼的可讀性，使變量名更加易于理解。

user_name="Alice"-27-應(yīng)用案例1：貨幣匯率轉(zhuǎn)換需求描述：某公司經(jīng)常需要進(jìn)行外匯交易，特別是將美元轉(zhuǎn)換為人民幣。為此，他們需要一個簡單的程序來執(zhí)行這項(xiàng)轉(zhuǎn)換。#變量的作用域:USD_TO_RMB是一個全局常數(shù)

USD_TO_RMB=6.5#數(shù)字:這是一個常數(shù)，表示當(dāng)前的匯率

#字符串:使用字符串提示用戶

usd_amount=float(input("請輸入要轉(zhuǎn)換的美元數(shù)量:"))#數(shù)字:數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)

#內(nèi)置數(shù)值運(yùn)算符:進(jìn)行基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算

rmb_amount=usd_amount*USD_TO_RMB

#輸出結(jié)果

print("{}美元等于{:.2f}人民幣".format(usd_amount,rmb_am