数字类型及操作

整数类型

可正可负，没有取值范围限制
pow(x,y):计算 x^y，想算多大没有限制

四种进制

十进制：213，99，-14
二进制：以0b或0B开头：0b010,-0B110
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，但常规计算可以忽略
取值范围数量级约-10^308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 + 0.20.3000000004>>>0.1 + 0.2 == 0.3 False>>>round(0.1+0.2,1) == 0.3True

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
使用字母e或E作为幂的符号，以10为基数，格式:

<a>e<b> 表示 a*10^b

例如4.3e-3值为0.0043 9.6E5值为960000.0

复数类型

与数学概念一致

z = 1.23e-4 + 5.6e+89j
z.real获得实部；z.imag获得虚部

数字运算操作符

操作符及使用	描述
x + y	加，x与y之和
x - y	减，x与y之差
x * y	乘，x与y之积
x / y	除，x与y之商 10/3 结果是3.3333333335
x // y	整数除，x与y之整数商 10//3结果是3
+x	x本身
-y	y的负值
x % y	余数，模运算 10%3结果是1
x + y	加，x与y之和
x ** y	幂运算，x的y次幂,x^y

二元操作符

x+=y	x-=y	x*=y	x/=y	x//=y	x%=y	x**=y

数字类型的关系

类型间可进行混合运算，生成结果为“最宽”的类型

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

函数及使用	描述
abs(x)	x的绝对值 abs(-10.01)结果为10.01
divmod(x,y)	商余，(x//y,x%y)，同时输出整数商和余数 divmod(10,3)结果为(3,1)
pow(x,y[,z])	幂余，(x**y)%z,[…]表示参数z可省略 pow(3,pow(3,99),10000)结果为4587
round(x[,d])	四舍五入,d是保留小数位数，默认值为0 round(-10.123,2)结果为-10.12
max(x1,x2,…,x3)	最大值 max(1,3,1,34)结果为34
min(x1,x2,…,x3)	最大值 min(1,3,1,34)结果为1
int(x)	将x变成整数，舍弃小数部分 int(123.45)结果为123;int(“123”)结果为123
float(x)	将x变成浮点数，增加小数部分 float(12)结果为12.0；float(“1.23”)结果为1.23
complex(x)	将x变成复数，增加虚数部分 complex(4)结果为4+0j

天天向上的力量

问题1：1‰的力量

#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：工作5‰

#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))

问题3：工作日增加%1,休息日减少1%

#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))

问题4：休息的情况下，每天需要工作多少

#DayDayUpQ4
def dayUP(df):dayup = 1for 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) < 37.78:dayfactor += 0.001
print("工作日的努力参数是:{:.3f}".format(dayfactor))

字符串类型及操作

字符串

有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
"I love you"或’z’
字符串是字符的有序序列，可以对其中的字符进行索引
"I love you " "I"是第0个字符

字符串2类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
"I love you "或 ‘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即包括单引号又包括双引号
‘’’ 这里既有单引号(’)又有双引号(")’’’

字符串的序号
字符串是有序序列，可以对其中的字符进行索引
字符串的序号正向递增和反向递减
-5-4-3-2-1（反向递减）
我好喜欢你
0 1 2 3 4 （正向递增）

字符串的使用

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]
“我好喜欢你”[0]或者 Str[-1]
切片返回字符串中一段字符子串 <字符串>[M:N]
“我好喜欢你”[0：3]或者 Str[0：-1] （从0开始不到3，从0开始不到-1）

字符串切片高级用法
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
“零一二三四五六七八九十”[:3]结果是"零一二"
<字符串>[M:N:K]，根据步长K对字符串切片
“零一二三四五六七八九十”[1:8:2]结果是"一三五七"
“零一二三四五六七八九十”[::-1]结果是"十九八七六五四三二一零"

字符串的特殊字符
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(光标回到本行首)

字符串操作符

操作符及使用	描述
x + y	连接两个字符串x和y
n * x 或 x *n	复制n次字符串x
x in s	如果x是s的子串，返回True，否则返回False

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
例如：输入3对应星期三

#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("请输入对应的星期"))
pos = 3 * (weekId - 1)
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

函数及使用	描述
len(x)	长度，返回字符串x的长度 len(“123四五六”)结果为6
str(x)	任意类型x对应的字符串形式 str(1.23)结果为"1.23" str([1,2])结果为"[1,2]"
hex(x)或oct(x)	整数x的十六进制或八进制小写形式字符串 hex(425)结果是"0x1a9"oct(425)结果是"0o651"
chr(u)	u为Unicode编码，返回其对应字符
ord(x)	x为字符，返回其对应的Unicode编码

Unicode编码

python字符串的编码方式

统一字符编码，即覆盖几乎所有字符的编码方式
从0到1114111(0x10FFFF)空间，每个编码对应y一个字符
Python字符串中每个字符都是Unicode编码字符

>>> "1+1=2"+chr(10004)
'1+1=2✔'
>>> for i in range(12):print(chr(9800+i),end="")♈♉♊♋♌♍♎♏♐♑♒♓

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，但是与< a >有关，< a >.< b >()风格使用
字符串及b变量也是,存在一些方法

一些方法形式提供的字符串处理功能

方法及使用	描述
str.lower()或str.upper() 或 str.title()	返回字符串的副本，全部字符小写/大写"AbCdEfGh".lower()结果是"abcdefgh" 按句子规定大小写
str.split(sep=None)	返回一个列表,由str根据sep被分割的部分组成"A,B,C".split(",")结果为[‘A’,‘B’,‘C’]
str.count(sub)	返回子串sub在str中出现的次数"an apple a day".count(a)结果为4
str.replace(old,new)	返回字符串str副本,所有old子串被替换为new"python".replace(“n”,“n123.io”)结果为"python123.io"
str.center(width[,fillchar])	字符串str根据宽度width居中，fillchar可选"python".center(20,"=")结果为’======= python =======’
str.strip(chars) / str.lstrip() / str.rstrip()	从str中去掉在其左侧和右侧chars中列出的字符"= python".strip(" =np")结果为"ytho"
str.join(iter)	在iter变量除最后元素外每个元素后增加一个str",".join(“12345”)结果为"1,2,3,4,5"#主要用于字符串分割等

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>.format(<逗号分隔的参数>)

槽

“{}:计算机{}的CPU占用率为{}%”.format(“2018-10-10”,“C”，10)
0 1 2 0 1 2
字符串槽默认顺序–> format()中参数默认顺序–>

“{1}:计算机{0}的CPU占用率为{2}%”.format(“2018-10-10”,“C”，10)
进行不同的对应 1对应"C"等等

：	< 填充 >	< 对齐 >	< 宽度 >	<,> < .精度 > < 类型 >
引导符号	用于填充的单个字符	< 左对齐 >右对齐 ^居中对齐	槽设定的输出宽度	①

①

>>> "{0:=^20}".format("PYTHON")
'=======PYTHON======='
>>> "{0:*>20}".format("BIT")
'*****************BIT'
>>> "{:10}".format("BIT")
'BIT       '

： < 填充 > < 对齐 > < 宽度 >	<,>	< .精度 >	< 类型 >
②	数字的千位分隔符	浮点数小数精度或字符串最大输出长度	整数类型 b, c, d, o, x, X 浮点数类型 e,E,f,%

②

>>> "{0:,.2f}".format(12345.6789)
'12,345.68'
>>> "{0:b},{0:c},{0:d},{0:o},{0:x},{0:X}".format(425)
'110101001,Ʃ,425,651,1a9,1A9'
>>> "{0:e},{0:E},{0:f},{0:%}".format(3.14)
'3.140000e+00,3.140000E+00,3.140000,314.000000%'

time库的使用

time库是Python中处理时间的标准库

计算机的时间表达
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库包含三类函数

时间获取：time() ctime() gmtime()
时间格式化：strftime() strptime()
程序计时:sleep() perf_counter()

函数	描述
time()	获取当前时间戳，即计算机内部时间值，浮点数 >>> time.time() 1573438579.0728571 （1970年1月1日到目前为止秒为单位的值）
ctime()	获取当前时间并以易读的方式表示，返回字符串 >>> time.ctime() ‘Mon Nov 11 10:17:56 2019’
gmtime()	获取当前时间，表示为计算机可以处理的时间格式 >>> time.gmtime() time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=11, m_mday=11, tm_hour=2, tm_min=19, tm_sec=29, tm_wday=0, tm_yday=315, tm_isdst=0)

时间格式化

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

函数	描述
strftime(tpl,ts)	tpl是格式化模板字符串，用来定义输出效果 ts是计算机内部时间类型变量 >>> t = time.gmtime() >>> time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",t) ‘2019-11-11 03:00:28’

格式化字符串	日期/时间说明	值范围和实例
%Y	年份	0000~9999,例如：1997
%m	月份	01~12,例如：12
%B	月份名称	January~December,例如：July
%d	日期	01~31,例如：25
%A	星期	Monday~Sunday,例如：Wednesday
%a	星期缩写	Mon~Sun,例如：Wed
%H	小时（24h制）	00~23,例如：21
%I	小时（12h制）	01~12,例如：4
%p	上/下午	AM,PM,例如：PM
%M	分钟	00~59,例如：44
%S	秒	00~59,例如：14

函数	描述
strptime(str,tpl)	str是字符串形式的时间值 tpl是格式化模板字符串，用来定义输入效果 >>> timeStr = ‘2019-11-11 03:00:28’ >>> time.strptime(timeStr,"%Y-%m-%d %H:%M:%S") time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=11, tm_mday=11, tm_hour=3, tm_min=0, tm_sec=28, tm_wday=0, tm_yday=315, tm_isdst=-1)

程序计时

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()

函数	描述
perf_counter()	返回一个CPU级别的精确时间计数值，单位为秒由于这个计数值起点不确定，连续调用差值才有意义 >>> start = time.perf_counter() >>> end = time.perf_counter() >>> end - start 9.109551900000042
sleep(s)	s拟休眠的时间，单位是秒，可以是浮点数 >>> def wait(): time.sleep(3.3) >>> wait() #程序将等待3.3s后退出

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()模拟持续进度

#TextProBarV1.py
import time
scale = 10
print("------执行开始------")
for i in range(scale+1):a = '*' * ib = '.' * (scale - i)c = (i/scale) * 100print("{:^3.0f}%[{}->{}]".format(c,a,b))time.sleep(0.1)
print("------执行结束------")------执行开始------0 %[->..........]
10 %[*->.........]
20 %[**->........]
30 %[***->.......]
40 %[****->......]
50 %[*****->.....]
60 %[******->....]
70 %[*******->...]
80 %[********->..]
90 %[*********->.]
100%[**********->]
------执行结束------

单行动态刷新

刷新本质：用后打印的字符覆盖之前的字符
不能换行：print()需要控制
要能回退：打印后光标退回到之前的位置\r

#TextBarV1.py
import time
for i in range(101):print("\r{:3.0f}%".format(i),end = " ")time.sleep(0.1)

#TextProBarV3.py
import time
scale = 50
print("执行开始".center(scale//2,'-'))
start = time.perf_counter()
for i in range(scale+1):a = '*'* ib = '.' * (scale - i)c = (i/scale)*100dur = time.perf_counter()-startprint("\r{:^3.0f}%[{}->{}]{:.2f}s".format(c,a,b,dur))time.sleep(0.1)
print('\n'+"执行结束".center(scale//2,'-'))

举一反三

计算问题扩展

文本进度条程序使用了perf_counter()计时
计时方法适合各类需要统计时间的计算问题
例如：比较不同算法时间、统计部分程序运行时间

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

文本进度条的不同设计函数

设计名称	趋势	设计函数
Linear	Constant	f(x) = x
Early Pause	Speeds up	f(x)=x+(1-sin(x* Π *2+Π/2)/-8)
Late Pause	Slows down	f(x)=x+(1-sin(x* Π *2+Π/2)/8)
Slow Wavy	Constant	f(x) = x+sin(x* Π * 5)/20
Fast Wavy	Constant	f(x) = x+sin(x* Π * 20)/80
Power	Speeds up	f(x)=(x+(1-x)*0.03)^2
Inverse Power	Slows down	f(x)=1+(1-x)^1.5*(-1)
Fast Power	Speeds up	f(x)=(x+(1-x)/2)^8
Inverse Fast Power	Slows down	f(x)=1+(1-x)^3*(-1)

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