变量、运算符与数据类型

变量

• 在使用变量前，需要现对其赋值
• 变量名可以包括字母、数字、下划线，但不能以字母开头
• python 变量名大小写是敏感的

运算符

• 算数运算符

  加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、整除（//）、取余（%）、幂（**）

  	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

  大于（>）、大于等于（>=）、小于（<）、小于等于（<=）、等于（==）、不等于（!=）

  	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

  与（and）、或（or）、非（not）

  	print((3 > 2) and (3 < 5)) # True
  	print((1 > 3) or (9 < 2)) # False
  	print(not (2 > 1)) # False

• 位运算符

  按位取反（~）、按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、左移（<<）、右移（>>）

  	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

  	x, y = 4, 5
  	small = x if x < y else y
  	print(small) # 4

• 其他运算符

  存在（in）、不存在（not in）

  	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

  是（is）、不是（not is）

  	# 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
  	'''
  	- 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，tuple等），则两者是有区别的。
  	'''

数据类型

int整型 <class 'int'> float浮点型<class 'float'> bool布尔型<class 'bool'>

1. 整型

   	a = 1031
   	print(a, type(a))
   	# 1031 <class 'int'>

2. 浮点型

   	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。
   	decimal.getcontext().prec = 4
   	c = Decimal(1) / Decimal(3)
   	print(c)
   	# 0.3333

3. 布尔型

   	# 在布尔（boolean）型变量中只有True和False两个值，在数字运算中分别用1和0表示
   	print(True + True) # 2
   	print(True + False) # 1
   	print(True * False) # 0
   	# 除了对变量赋值True和False，还可以用bool(X)，X可以是基本类型（int、float、bool）和容器类型（字符串、列表、元组、字典和集合），如果X是空的（数值——0，容器——没有元素），返回也是false
   	print(type(0), bool(0), bool(1))
   	# <class 'int'> False True
   	print(type(10.31), bool(0.00), bool(10.31))
   	# <class 'float'> False True
   	print(type(True), bool(False), bool(True))
   	# <class 'bool'> False True

在python中万物皆对象（object），基本数据类型也不例外，只要是对象就有相应的属性（attributes）和方法（methods）。

获取类型信息

1. type()

   	print(type(1)) # <class 'int'>
   	print(type(5.2)) # <class 'float'>
   	print(type(True)) # <class 'bool'>
   	print(type('5.2')) # <class 'str'>

2. isinstance()

   	print(isinstance(1, int)) # True
   	print(isinstance(5.2, float)) # True
   	print(isinstance(True, bool)) # True
   	print(isinstance('5.2', str)) # True

3. 区别

   • 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。

位运算

1. 原码、反码和补码

二进制的三种表示形式，计算机内部使用补码表示。

• 原码：有一位符号位

  	00 00 00 11 -> 3
  	10 00 00 11 -> -3

• 反码：正数的反码是原码，复数的反码是符号位不变，其余位取反

  	00 00 00 11 -> 3
  	11 11 11 00 -> -3

• 补码：正数的补码就是原码，负数的补码就是反码+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. 按位运算

• 按位非～

  把二进制数的0和1全部取反，包括符号位

• 按位与&

  只有两个都为1时才为1

• 按位或｜

  只要其中一个为1就为1

• 按位异或^

  对应位不同时为1

• 按位左移

  将数值的二进制表示向左移动i位

• 按位右移

  将数值的二进制表示向右移动i位

3. 位运算实现快速计算

• 通过“>>”和“<<”可以实现快速计算2的倍数

• 通过“^”可以快速交换两个数

• 通过a&(-a)可以快速获取a的最后为1位置的整数

  	print(8>>3) # 1
  	a = 2
  	b = 5
  	a ^= b
  	b ^= a
  	a ^= b
  	print(a) # 5
  	print(b) # 2
  	print(a&(-a))

4. 位运算实现整数集合

一个数的二进制表示可以看做一个集合（0/1分别表示不在/在集合中）。

eg：集合{1, 3, 4, 8}，可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算可就可以看作对集合进行的操作。

元素与集合的操作：

集合之间的操作：

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。

注意：

• python中bin一个负数，是原码的二进制加上一个负号
• python中整型是不限制程度的，不会超范围溢出，普通32位，超过会自动当长整型处理，几乎没有限制

流程控制

条件语句

1. if语句

   	# if expression:
   	# expr_true_suite
   	if 2 > 1 and not 2 > 3:
   	print('Correct Judgement!')
   	# Correct Judgement!

   expression为真才执行expr_true_suite

2. if - else语句

   	# if expression:
   	# expr_true_suite
   	# else:
   	# expr_false_suite

3. if - elif - else语句

   	if expression1:
   	expr1_true_suite
   	elif expression2:
   	expr2_true_suite
   	·
   	·
   	elif expressionN:
   	exprN_true_suite
   	else:
   	expr_false_suite

4. assert关键词

   assert这个关键词我们称之为“断言”，当这个关键词后边的条件为 False 时，程序自动崩溃并抛出AssertionError的异常。

   	my_list = ['lsgogroup']
   	my_list.pop(0)
   	assert len(my_list) > 0
   	# AssertionError

循环语句

1. while循环

   	while 布尔表达式:
   	代码块

2. while - else循环

   	while 布尔表达式:
   	代码块
   	else:
   	代码块

   当while循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果while循环中执行了跳出循环的语句，比如 break，将不执行else代码块的内容。

3. for循环

   	for 迭代变量 in 可迭代对象:
   	代码块

4. for - else循环

   	for 迭代变量 in 可迭代对象:
   	代码块
   	else:
   	代码块

   与while - else类似

5. range函数

   	# range([start,] stop[, step=1])
   	for i in range(2, 9): # 不包含9
   	print(i)
   	# 2
   	# 3
   	# 4
   	# 5
   	# 6
   	# 7
   	# 8

6. enumerate()函数

   enumerate(sequence, [start=0])

   • sequence：一个序列、迭代器或其他支持迭代对象。
   • start：下标起始位置。
   • 返回 enumerate(枚举) 对象

   	seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']
   	lst = list(enumerate(seasons))
   	print(lst)
   	# [(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]
   	lst = list(enumerate(seasons, start=1)) # 下标从 1 开始
   	print(lst)
   	# [(1, 'Spring'), (2, 'Summer'), (3, 'Fall'), (4, 'Winter')]p

7. break语句

   可以跳出当前所在层的循环

8. continue语句

   提前终止本轮循环，进入下一轮

9. pass语句

   pass 语句的意思是“不做任何事”，如果你在需要有语句的地方不写任何语句，那么解释器会提示出错，而 pass 语句就是用来解决这些问题的。

推导式

1. 列表推导式

   	# [ expr for value in collection [if condition] ]
   	x = [(i, i ** 2) for i in range(100) if (i % 2) != 0 and (i % 3) == 0]
   	print(x)
   	# [(3, 9), (9, 81), (15, 225), (21, 441), (27, 729), (33, 1089), (39, 1521), (45, 2025), (51, 2601), (57, 3249), (63, 3969), (69, 4761), (75, 5625), (81, 6561), (87, 7569), (93, 8649), (99, 9801)]

2. 元组推导式

   	# ( expr for value in collection [if condition] )
   	a = (x for x in range(10))
   	print(a)
   	# <generator object <genexpr> at 0x0000025BE511CC48>
   	print(tuple(a))
   	# (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

3. 字典推导式

   	# { key_expr: value_expr for value in collection [if condition] }
   	b = {i: i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 == 0}
   	print(b)
   	# {0: True, 3: False, 6: True, 9: False}

4. 集合推导式

   	# { expr for value in collection [if condition] }
   	c = {i for i in [1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 4, 3, 2, 1]}
   	print(c)
   	# {1, 2, 3, 4, 5, 6}

异常处理

1. Python 标准异常总结

   • BaseException：所有异常的 基类
   • Exception：常规异常的 基类
   • StandardError：所有的内建标准异常的基类
   • ArithmeticError：所有数值计算异常的基类
   • FloatingPointError：浮点计算异常
   • OverflowError：数值运算超出最大限制
   • ZeroDivisionError：除数为零
   • AssertionError：断言语句（assert）失败
   • AttributeError：尝试访问未知的对象属性
   • EOFError：没有内建输入，到达EOF标记
   • EnvironmentError：操作系统异常的基类
   • IOError：输入/输出操作失败
   • OSError：操作系统产生的异常（例如打开一个不存在的文件）
   • WindowsError：系统调用失败
   • ImportError：导入模块失败的时候
   • KeyboardInterrupt：用户中断执行
   • LookupError：无效数据查询的基类
   • IndexError：索引超出序列的范围
   • KeyError：字典中查找一个不存在的关键字
   • MemoryError：内存溢出（可通过删除对象释放内存）
   • NameError：尝试访问一个不存在的变量
   • UnboundLocalError：访问未初始化的本地变量
   • ReferenceError：弱引用试图访问已经垃圾回收了的对象
   • RuntimeError：一般的运行时异常
   • NotImplementedError：尚未实现的方法
   • SyntaxError：语法错误导致的异常
   • IndentationError：缩进错误导致的异常
   • TabError：Tab和空格混用
   • SystemError：一般的解释器系统异常
   • TypeError：不同类型间的无效操作
   • ValueError：传入无效的参数
   • UnicodeError：Unicode相关的异常
   • UnicodeDecodeError：Unicode解码时的异常
   • UnicodeEncodeError：Unicode编码错误导致的异常
   • UnicodeTranslateError：Unicode转换错误导致的异常

2. python标准警告总结

   • Warning：警告的基类
   • DeprecationWarning：关于被弃用的特征的警告
   • FutureWarning：关于构造将来语义会有改变的警告
   • UserWarning：用户代码生成的警告
   • PendingDeprecationWarning：关于特性将会被废弃的警告
   • RuntimeWarning：可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
   • SyntaxWarning：可疑语法的警告
   • ImportWarning：用于在导入模块过程中触发的警告
   • UnicodeWarning：与Unicode相关的警告
   • BytesWarning：与字节或字节码相关的警告
   • ResourceWarning：与资源使用相关的警告

3. try - except语句

   	try:
   	检测范围
   	except Exception[as reason]:
   	出现异常后的处理代码

   try 语句按照如下方式工作：

   • 首先，执行try子句（在关键字try和关键字except之间的语句）
   • 如果没有异常发生，忽略except子句，try子句执行后结束。
   • 如果在执行try子句的过程中发生了异常，那么try子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和except之后的名称相符，那么对应的except子句将被执行。最后执行try - except语句之后的代码。
   • 如果一个异常没有与任何的except匹配，那么这个异常将会传递给上层的try中。

4. try - except - finally语句

   try: 检测范围 except Exceptionas reason: 出现异常后的处理代码 finally: 无论如何都会被执行的代码

   不管try子句里面有没有发生异常，finally子句都会执行。

5. try - except - else语句

   如果在try子句执行时没有发生异常，Python将执行else语句后的语句。

   	try:
   	检测范围
   	except:
   	出现异常后的处理代码
   	else:
   	如果没有异常执行这块代码

6. raise语句

   Python 使用raise语句抛出一个指定的异常。

   	try:
   	raise NameError('HiThere')
   	except NameError:
   	print('An exception flew by!')
   	# An exception flew by!