Python_Task01:变量、运算符、数据类型及位运算
变量、运算符、数据类型及位运算
- 学习教程
- 变量、运算符、数据类型
- 1. 注释
- 2. 运算符
- 3. 变量和赋值
- 4. 数据类型与转换
- 5. print() 函数
- 思考题
- 练习题
- 位运算
- 1.原码、反码和补码
- 2. 按位非操作 ~
- 3.按位与操作 &
- 4.按位或操作 |
- 5.按位异或操作 ^
- 6.按位左移操作 <<
- 7.按位右移操作 >>
- 8.利用位运算实现快速计算
- 9.利用位运算实现整数集合
- 练习题:
学习教程
变量、运算符、数据类型
https://github.com/GRF-Sunomikp31/Robomaster-skyteam
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
【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
【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
【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
【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 = yprint(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
【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
【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
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。
- 对比的两个变量,指向的是地址可变的类型(list,dict等),则两者是有区别的。
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 = "阿李"
print(teacher) # 阿李
【例子】
first = 2
second = 3
third = first + second
print(third) # 5
【例子】
myTeacher = "阿李"
yourTeacher = "阿徐"
ourTeacher = myTeacher + ',' + yourTeacher
print(ourTeacher) # 阿李,阿徐
4. 数据类型与转换
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 Trueprint(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
# <class 'float'> False Trueprint(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 Trueprint(type(()), bool(()), bool((10,)))
# <class 'tuple'> False Trueprint(type([]), bool([]), bool([1, 2]))
# <class 'list'> False Trueprint(type({}), bool({}), bool({'a': 1, 'b': 2}))
# <class 'dict'> False Trueprint(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
- type(object) 获取类型信息
【例子】
print(type(1)) # <class 'int'>
print(type(5.2)) # <class 'float'>
print(type(True)) # <class 'bool'>
print(type('5.2')) # <class 'str'>
- isinstance(object, classinfo) 判断一个对象是否是一个已知的类型。
【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)
【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
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
思考题
- Python是怎么诞生的?Python之父是谁?
Python的创始人为Guido van Rossum。1989年圣诞节期间,在阿姆斯特丹,Guido为了打发圣诞节的无趣,决心开发一个新的脚本解释程序,做为ABC 语言的一种继承。之所以选中Python(大蟒蛇的意思)作为程序的名字,是因为他是一个叫Monty Python的喜剧团体的爱好者。
Python之父是Guido van Rossum。
- Python和C++(或者C)的区别在哪?即为什么要学习Python,C++不香吗?
刚刚开始学习Python,但是以前学习过C++,就从目前知识水平,个人觉得Python的语法比C++简单,Python将每个变量看成对象,在定义变量的语法比C++更简洁,同时输出语法也比C++简单。
至于为什么要学习Python,还不是因为OpenMv支持Python语言。
- 相较于Python2,Python3做了哪些大的改进?
一、python3的改进
1、python3 引入了 asyncio 来进行异步IO编成
2、print 在python2 是关键字,python3 是函数
3、编码问题,python3 不再有unicode对象, str 即为unicode
4、除法的变化。python 3 除法返回浮点数 5/2 = 2.5
5、类型注解(type hint)
6、优化的super() ,直接调用父类的方法
7、高级的解包操作, 如 a, b, *c= range(10)
8、限定关键字参数, 参数特别多的时候指定参数以防搞混
9、python3 重新跑出异常不会丢失栈信息
10、一切返回迭代器
11、新增yield from 链接生成器
12、新增内置库enum,mock, asyncio, ipaddress, concurrent, futures等
13、生成的pyc文件统一放到pycache
14、一些内置库修改。urllib,selector等
15、性能优化
转载于:https://blog.51cto.com/12080420/2388632
练习题
- 怎样对python中的代码进行注释?
单行注释:# 表示注释,作用于整行。
多行注释:’’’ ‘’’ 或者 “”" “”" 表示区间注释,在三引号之间的所有内容被注释
- python有哪些运算符,这些运算符的优先级是怎样的?
算术运算符: + 加 ,- 减 ,* 乘 ,/ 除, // 整除 ,% 取余,** 幂
比较运算符:> 大于,>= 大于等于 ,< 小于, <= 小于等于 ,== 等于 ,!= 不等于
逻辑运算符:and 与 ,or 或, not 非
位运算符:~ 按位取反 ,& 按位与,` 按位或,^ 按位异或, << 左移, >> 右移
三元运算符:if …else…
其他运算符:in 存在,not in 不存在,is 是,is not不是
- 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
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。
-对比的两个变量,指向的是地址可变的类型(list,dict等),则两者是有区别的。
- python 中包含哪些数据类型?这些数据类型之间如何转换?
数据类型有:整形int,浮点型float,布尔型bool
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)。
位运算
1.原码、反码和补码
二进制有三种不同的表示形式:原码、反码和补码,计算机内部使用补码来表示。
原码:就是其二进制表示(注意,最高位是符号位)。
00 00 00 11 -> 3
10 00 00 11 -> -3
反码:正数的反码就是原码,负数的反码是符号位不变,其余位取反(对应正数按位取反)。
00 00 00 11 -> 3
11 11 11 00 -> -3
补码:正数的补码就是原码,负数的补码是反码+1。
00 00 00 11 -> 3
11 11 11 01 -> -3
符号位:最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。在位运算中符号位也参与运算。
2. 按位非操作 ~
~ 1 = 0
~ 0 = 1
~ 把num的补码中的 0 和 1 全部取反(0 变为 1,1 变为 0)有符号整数的符号位在 ~ 运算中同样会取反。
00 00 01 01 -> 5
~
---
11 11 10 10 -> -611 11 10 11 -> -5
~
---
00 00 01 00 -> 4
3.按位与操作 &
1 & 1 = 1
1 & 0 = 0
0 & 1 = 0
0 & 0 = 0
只有两个对应位都为 1 时才为 1
00 00 01 01 -> 5
&
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 01 00 -> 4
4.按位或操作 |
1 | 1 = 1
1 | 0 = 1
0 | 1 = 1
0 | 0 = 0
只要两个对应位中有一个 1 时就为 1
00 00 01 01 -> 5
|
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 01 11 -> 7
5.按位异或操作 ^
1 ^ 1 = 0
1 ^ 0 = 1
0 ^ 1 = 1
0 ^ 0 = 0
只有两个对应位不同时才为 1
00 00 01 01 -> 5
^
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 00 11 -> 3
异或操作的性质:满足交换律和结合律
A: 00 00 11 00
B: 00 00 01 11A^B: 00 00 10 11
B^A: 00 00 10 11A^A: 00 00 00 00
A^0: 00 00 11 00A^B^A: = A^A^B = B = 00 00 01 11
6.按位左移操作 <<
num << i 将num的二进制表示向左移动i位所得的值。
00 00 10 11 -> 11
11 << 3
---
01 01 10 00 -> 88
7.按位右移操作 >>
num >> i 将num的二进制表示向右移动i位所得的值。
00 00 10 11 -> 11
11 >> 2
---
00 00 00 10 -> 2
8.利用位运算实现快速计算
通过 <<,>> 快速计算2的倍数问题。
n << 1 -> 计算 n*2
n >> 1 -> 计算 n/2,负奇数的运算不可用
n << m -> 计算 n*(2^m),即乘以 2 的 m 次方
n >> m -> 计算 n/(2^m),即除以 2 的 m 次方
1 << n -> 2^n
通过 ^ 快速交换两个整数。
a ^= b
b ^= a
a ^= b
通过 a & (-a) 快速获取a的最后为 1 位置的整数。
00 00 01 01 -> 5
&
11 11 10 11 -> -5
---
00 00 00 01 -> 100 00 11 10 -> 14
&
11 11 00 10 -> -14
---
00 00 00 10 -> 2
9.利用位运算实现整数集合
一个数的二进制表示可以看作是一个集合(0 表示不在集合中,1 表示在集合中)。
比如集合 {1, 3, 4, 8},可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算也就可以看作是对集合进行的操作。
元素与集合的操作:
a | (1<<i) -> 把 i 插入到集合中
a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除
a & (1<<i) -> 判断 i 是否属于该集合(零不属于,非零属于)
集合之间的操作:
a 补 -> ~a
a 交 b -> a & b
a 并 b -> a | b
a 差 b -> a & (~b)
注意:整数在内存中是以补码的形式存在的,输出自然也是按照补码输出。
【例子】C#语言输出负数。
class Program
{static void Main(string[] args){string s1 = Convert.ToString(-3, 2);Console.WriteLine(s1); // 11111111111111111111111111111101string s2 = Convert.ToString(-3, 16);Console.WriteLine(s2); // fffffffd}
}
【例子】 Python 的bin() 输出。
print(bin(3)) # 0b11
print(bin(-3)) # -0b11print(bin(-3 & 0xffffffff))
# 0b11111111111111111111111111111101print(bin(0xfffffffd))
# 0b11111111111111111111111111111101print(0xfffffffd) # 4294967293
是不是很颠覆认知,我们从结果可以看出:
- Python中bin一个负数(十进制表示),输出的是它的原码的二进制表示加上个负号,巨坑。
- Python中的整型是补码形式存储的。
- Python中整型是不限制长度的不会超范围溢出。
所以为了获得负数(十进制表示)的补码,需要手动将其和十六进制数0xffffffff进行按位与操作,再交给bin()进行输出,得到的才是负数的补码表示。
练习题:
leetcode 习题 136. 只出现一次的数字
给定一个非空整数数组,除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。
尝试使用位运算解决此题。
题目说明:
"""
Input file
example1: [2,2,1]
example2: [4,1,2,1,2]Output file
result1: 1
result2: 4
"""class Solution:def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:ret = 0for num in nums:ret ^= numreturn ret
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