Python Elements 1

2023年蚂蚁食盐的第7篇专栏文章。大家好，我是蚂蚁食盐！

一. Python的输入输出

Python3中利用input() 和 print() 可以进行在命令行内的输入和输出。

1.1 输入input

input()函数的作用是从标准输入读入一行文本，可以理解为python会从程序运行的命令行终端中（Terminal或IDE中的执行终端）根据用户在终端中的输入读取一行文本，以字符串形式存储。

比如我们想用一个12，需要用a=int(input(">>>"))，在命令框中输入12。如果只采用a=input(">>>")，则a="12"字符串类型。（可以用一个内置函数type(a)来查看对象a的类型）

a = int(input(">>>")) #此时a变量是整数类型b = input(">>>") #此时b变量是字符串类型# ">>>"只用于在终端中进行输入提示，可以换成任意字符，也可以没有

另外，还有一种读取效率比input()更高的方式，在sys模块中，可以写为sys.stdin.readline()，这种方式不会忽略用户所输入的空白符，因此，实际使用的时候，常常使用下面的语句来去除键盘输入首尾的空白符：

import sysa = sys.stdin.readline().strip() #可以理解为sys模块中stdin类中的readline()方法,得到的数据用strip()函数来处理，去掉空白符

1.2 输出print

用print()函数可以把括号中内容打印至标准输出。下面提供了python3中几种常见的格式化输出样式。

print(20230213,"Hello Python!\t"+"www","python","org",sep=".")#可以打印任意格式的变量，变量间可以用逗号或加号间隔，逗号和逗号间可以加间隔符，使用间隔符参数sep= name,age="Mayishiyan",2023-1995 #定义一些变量print(f"The authors name is {name},and the age is {age}. ")#使用f" " 可以在字符串中加{}，括号中加带有变量的表达式即可print("Futhermore, {0} likes to programme, and {0} wants to succeed when {1}. ".format(name,age+2),end="")#使用"".format() 可以在字符串中加{}，括号中可以加序号、名字或什么都不加，后面加序号数对应的算式、名字对应的算式，或按顺序写括号中的算式print("Cheer up,%s!Grit!"%(name))#使用占位符进行打印

输出结果如截图所示：

1.2.1 几点说明（关于格式化输出的格式）

格式化输出方法详解（适用于f""和"".format()）

:[[fill align] sign width .precision type]fill空白处字符空白处你希望填的字符align对齐方式< 左对齐

> 右对齐

^ 居中对齐

= 右对齐，正负号居左sign符号打印方式+ 正负号都打印

- 只打印负号,正号不打

空格正数空格,负数负号

# 其他进制打印进制标识width总宽度一共需要占几个字符.precision小数部分精确度小数点后保留多少位type类型d 整数

f 小数

e 科学计数

% 百分数

s 字符串(b二进制，o八进制，x十六进制，c转Unicode)

首先说说填充和对齐：在输出的时候，有时需要固定的格式，如{a:&=+10.2f}，表示打印a，用&符号填充空白，符号居左数字居右，正负号都显示，共占10位，小数后精确度是2位，a作为float类型输出。另外，小数点也算格式化输出中的一位。

1.2.2 %型格式化输出

格式是 "....%s...%s..."%(var1,var2,....) 。用%s对字符串中需要填充的地方使用占位符，再用对应个数的变量将占位符以字符串形式填充，变量var1可以是任意类型。也就是说，无论什么类型，你想让它输出为字符串，你就用%s。下表是占位符的含义：

占位符和变量类型的对应关系（适用于"%"%()）

占位符描述%cASCII码%s字符串%d十进制整形%f十进制小数%u无符号十进制整形%o无符号八进制整数%x & %X无符号十六进制整形%e & %E科学计数法

%p指针型%n储存输出字符的数量放进

参数列表的下一变量中

1.2.3 .format型格式化输出

格式：

"....{}...{}...".format(var1,var2,...)（填坑），挖了几个坑，填几个参数。"....{0}...{1}...".format(var1,var2,...)（位置标号），前面的坑按数字顺序对应后面的参数。"....{a}...{b}...".format(a=var1,b=var2,...) （关键字），后面给关键字赋值。

1.2.4 f" "型格式化输出

格式：直接在f"…{var1}…"的字符串的大括号中，填写变量名称即可。【笔者最常用的也是此形式】

几点注意：

输出多个同一类型值时，可以用加号拼接或逗号（分隔符）分隔。分隔符号（逗号）默认输出一个空格，如果想输出别的，可以在内容后面跟,sep=” ”，引号中填你想要的分隔符。print()函数默认换行，因为默认end=”\n”,如果不想换行，可以在内容后面跟,end=” ”，引号中填结尾符。双引号单引号都可以，但是首尾引号要对应，且中间不能出现首尾用过的引号，除非中间用转义符\ 。使用f 或 .format()时，如果字符串本身就含有大括号，会被认作挖的坑，这时候，在需要加{}处，加两次即可，变成{{}}，字符串就认为用户加的是单{}，且不是挖坑，而是需要输出大括号{}。

1.3 注释Comment

python有两种方法进行注释，一种是在某句前加#（行注释），一种是对段落的注释，在需要注释的段前后分别加三个引号（块注释）。另外，讲需要备注的若干行选中后加Ctrl+/也可以进行备注多行。注释后，计算机就读不到被注释的文本了。

#this is the first way to annotation this is a way to annotatesomething more than oneline.

备注主要有三个作用：

对代码加以说明，增加代码可读性（注释不是描述代码，是说功能）调试程序，被注释的程序不参与编译（raped code）编写函数，类等的说明文档

1.4 eval函数

【可以理解为把字符串中的内容自动转为它应该是的数据】利用eval()函数可以轻松的进行计算字符串表达式，类型变换等功能。

import mathprint(eval("3+4")) #功能类似字符串表达式计算器a = eval("[2,4,Hello,[1,2,3,4],math.pi,3+4]") #功能类似类型变换print(type(a),a,sep="\n")b = eval(input(">>>"))print(type(b),b,sep="\n")

命令框截图如下：

一些说明：

eval()中可以填任何简单字符串表达式，但eval只能对最外一层的引号进行转换，之内的表达式进行运算。eval中的复杂功能字符串不一定能100%保证自动转换或运算正确。

1.5 命名和赋值Name & Bestow

命名应做到：字母、数字、下划线的组合,字母开头,不使用关键字,对大小写敏感，望文生义。几种命名规范： ①Unix_C：如your_age ②匈牙利命名法：属性(成员范围)_类型+对象描述 ③驼峰命名法：如getElementBody; 赋值号（等于号）左边是被赋值量，右边是值。

a = 10a=b=c=10 #链式赋值 a , b , c =1 , 1.5 , ”Tom” #系列解包赋值

另外，在Pyhton中，不仅可以对属性进行命名，如a=b对于方法也可以进行命名,如c=math.sqrt，这样，c就和math.sqrt等效，print(c(4))会输出2.0。

一些说明：

根据系列解包赋值，如果要交换变量a和变量b的值，代码是 a,b=b,a命名常常会有几个单词（如：time of date），如果变量或方法可以取timeOfDate，如果是类或函数可以取TimeOfDate。（首字母大写的是类和方法，小写的是函数和类）也可以用time_of_date和Time_of_date。一般来说，方法名使用动宾结构、变量名使用名词形容词结构。

二. Python内置数据类型

2.1 数字类型

Python3中的数字由整形int，浮点型float，复数complex构成。

2.1.1整形int

整形即整数，用来装整数的变量叫整形变量。a=int(x)可以把不同类型的变量转化为整形。round(x)可以把

1.取整数部分的int和四舍五入的round:

print(f"int(12.99)= {int(12.99)}\t\t,int(-0.9)={int(-0.9)}\t\t,所以int是取整数部分.")print(f"round(12.99) = {round(12.99)}\t,round(-0.9)={round(-0.9)}\t\t,所以round是四舍五入.")

运行结果截图如下：

2. 字符串变成整数

如果字符串string中只有数字0~9，没有符号、小数点、字母等，用int(string)可以变为相应数字，不然会报错。如果只想按顺序取出数字，可以采用以下代码：num = int("".join(list(filter(str.isdigit,"YOURSTRING"))))

a = $3.4%2c5@k1k0sa74pi3^8^(2y+6)qlknum = int("".join(list(filter(str.isdigit,a))))print(num) #打印结果为342510743826

如果string中含有若干元素，且用固定分隔符分隔，用以下代码：

a="1/-2/3/0.4/5/6/7/8/9/10/11"a = a.split("/") #每个分隔符切分一下numArr = [eval(i) for i in a] #转为数字列表print(numArr)

运行结果截图如下：

3.进制转换Binary Conversion

对于进制转换(从X进制转成R进制)最简单的理解就是由“逢X进一”变为“逢R进一”。

举例而言，笔者将把6进制的12345，转换到十进制，再从十进制转成16进制。

python中内置了一些函数，可以实现常用进制之间的转换：

bin(100) #十转二oct(100) #十转八hex(100) #十转十六int("100101",2) #二转十int("30A",16)#二转十六

此外，n进制转10进制，只需要 int("数字字符串",n)即可。另外，十进制转n进制的代码如下：

#输入10进制，转为R进制decNum = int(input("Input the decimal number:"))R = int(input("Input the Conversion Radix:"))ListR = []temp = decNumi = 0while(temp>=1):ListR.append(temp%R)temp = int(temp/R)ListR.reverse()dict = {0:0,1:1,2:2,3:3,4:4,5:5,6:6,7:7,8:8,9:9,10:"A",11:"B",12:"C",13:"D",14:"E",15:"F",16:"G",17:"H",18:"I",19:"J",20:"K",21:"L",22:"M",23:"N",24:"O",25:"P",26:"Q",27:"R",28:"S",29:"T",30:"U",31:"V",32:"W",33:"X",34:"Y",35:"Z"}print(fThe number converses from {decNum}D to Radix"{R}" is ,end ="" )for k in range(len(ListR)):print(dict.get(ListR[k]),end = "")

4.判断整数

判断一个数是不是整数，用(0==int(a)-a)即可。也就是说，如果去掉整数部分等于原数，则原数为整数。

2.1.2浮点型float

Python3中默认17位精度，不论是否利用科学计数法就是17个数。要记得在python中，整数与整数的运算是精确的，如果涉及到使用浮点数做计算就会产生四舍五入的误差 1.浮点型变量用科学计数法表示：

a = 123.456789123print(format(a,"e")) #不设定位数，默认7个有效数字，最后一位四舍五入print("{0:.4e}".format(a)) #用:.4e表示保留小数点后4个数字

2.1.3 复型complex

可以用形如3+4j（j为虚数单位）的方式，来对一个虚数赋值，也可以用complex(a,b)，用变量给虚部实部赋值。下面是复数的一些常用操作。

a,b = 3,4c = 1+2j #这是第一种赋值，虚部不能加乘号，也不能把虚数单位加在d = complex(a,b) #这是第二种赋值，相当于d=a+bje = complex(a,c) #参数本身可以是复数、整数或浮点数（不能是字符串），会自动运算，注意j*j=-1f = e * d #复数间可以加减乘除g = abs(d) #取复数的模用绝对值函数h = d.conjugate() #取共轭i = d.real #取实部k = d.imag #取虚部

运行结果如下：

自己做运算验证时（即做虚数代数算数时），记得乘按照多项式运算，除需要先分母实数化（凑完全平方）。

2.2 布尔型bool

共有True和False两个布尔值，分别对应1和0，可以参加运算。布尔值可以参加逻辑运算，逻辑运算符共有3个，按照运算优先级排列分别是not、and、or。

not是单目运算符，进1出0；and是逻辑与运算符，双目运算符，两边有一个是0就得0；or是逻辑或运算符，双目运算符，两边有1就得1。

用bool()做强制类型转换的时候，只有0、0.0、""、None或者空列表、空元组等，会出现False，其他时候都是True。

1.逻辑短路Logic short circuiting

逻辑短路是指计算机在处理你的代码时，如果确定了你的逻辑运算值后，就不会继续做判断了。因为and和or是从左往右进行运算的，因此，只要and左边的逻辑表达式是False，或or左边的表达式是True，导致and等于0或or等于1已经确定，计算机就不会执行右边的算式。

if (True or exit() ): #or右边被短路，不然会exitprint("True or anything,anything cant be read.")else :print(abc) #此分支被短路，不然会说没有定义abc变量if (False and exit() ): #and右边被短路，不然会exitprint(math.pi) #此分支被短路，不然会说没有import mathelse:print("False and anything,anything cant be read.")

2.3字符串型str

字符串str就是一系列字符组成的列表list，在赋值时可以用一对单引号或一对双引号进行赋值。但值得注意的是，如果在双引号内的字符串中，如果还想使用双引号，就要用转义字符\"，不然就会出现三个或更多双引号，导致二义性。（单引号同理）

1.转义字符Escape Sequence

转义字符有两个作用：

①把原字符转换成别的意思，如n是一个字母，\n就代表了换行符（重启一行）;②把含有别的意思的字符转换成本来的意思，如果我就需要写\n而不是换行符，将反斜杠转换成原来的意思，即\n。可以用转义字符完成一些功能，可见下表：

2.字符串运算

字符串有加法和数乘运算。字符串相加就是字符串拼接，把两个字符串拼接起来成为一个新字符串；字符串与数字相乘就是把这个字符串重复n遍形成一个新字符串。

3.三个引号

如果需要用到多行输出，可以用MUlTILINE——CONTEXT 来表示，三引号同样可以进行格式化输出（ .format() 或f ）

4.字符串操作

字符串可以进行很多操作，如索引、切片、改变格式、统计、判断等。

值得注意的是：在索引时，start表示的并不是指的是字符串索引的左侧，而是字符串索引的起始（如从右往左索引，start是右边的，end是左边的）

2.4序列List&Tuple

2.4.1 列表list

列表是一个序列，特点是有序、可以修改；用一对中括号囊括序列的元素，用逗号进行元素间的分隔，各元素类型可以相同，也可以不相同。下面列举一些常用的操作：

1.列表的创建

#创建a = [a,b,3]*3+[("tuple",3),3.13159]#列表可以进行加法和数乘，加法是后一个列表拼接在前一个后，乘法是把一个列表顺次扩展成多个b = list(range(1,20,3))#如果是等差数列，可以用range直接生成c = [x*x for x in range(10)]#在中括号里写生成器表达式可以直接生成一个列表print(a,b,c,sep="\n")

运行结果如下：

一些注意：

构建列表直接在中括号里写元素即可。不同类元素可以存在于同一列表中。列表可以进行加法和数乘，加法就是把后一个列表中的元素顺次加在前一个列表中；数乘就是把原列表扩展成多个。利用list(range(start,end,step))就可以直接构造想要的数字列表。range()函数有三个整型的参数，第二个参数必填，是中止值，默认从0开始，步长为1。如果想倒着取值，就中止值小于起始值且步长为负。列表生成器也是一种生成列表的方式，格式：[通项公式 for 变量 in 迭代器 ] ，如[x*x for x in range(10)]附几个列表生成器的进阶用法：

5. 在对列表进行赋值或者初始化的时候，一定要注意：你究竟是取了id，还是附了真值。

a = [1,2,3]b = a #这句话是b会一直等于aa[0] = 11print(f"a = {a}\tb = {b}")print("b = a 这种赋值，b取了a的id，a中改变，b也会跟着改变。\n")c = [1,2,3]d = c[:] #d中存入了c的所有元素c[0] = 11print(f"c = {c}\td = {d}")print("d = c[:]是把此时c中的元素都读进了d,成为了d的元素,c变化d不再变化。\n")

再比如，a = [[0]*10]*10,如果a[0][0]发生了变化，整个a[x][0]都会跟着变化，所以构建列表推荐使用列表生成式[[0]*10 for _ in range(10)]或[[0 for i in range(10)] for j in range(10)]，这样就会使其各个元素无关。否则会导致改动一个元素，整个列表中其他元素也右变化的可能性。

2.列表的操作

列表的常见操作主要是索引、切片、计数、查找、是否在内；增加减少修改元素；排序等。

关于sort(),>,<用哪个值比较的问题：排序比较机制：

数字间通过比较大小来比较排序；字符串通过首个差异字符元素的ASCII码比较排序；以列表、元组为元素的列表通过更内层的第一个非序列元素进行比较，且此元素必须在同一层的同类型变量才能比较；只能同种元素进行比较。

1.4.2 元组Tuple

元组是只读变量，效率比List高，如果可以，尽量用元组。元组用小括号将元素整合，其中元素是有序的不可改变的。元组和序列一样，同样可以进行索引切片等操作，只是不能进行对元组本身产生改变的序列操作。

a = 1,2,3,4,5#tuple赋值可以不加小括号，但必须有逗号print(a+(6,),type(a))#tuple可以进行【+拼接】和【*复制】操作print((a*3).count(2))#tuple可以tuple.count(x)来查看x出现的次数#tuple还有len(a)、min()、max()、x in tuple、del tuple、tuple(list)的操作

输出结果：

2.5 哈希型Hash

2.5.1 字典Dict

字典就是若干个键值对Key-Value的集合，是无序可改变的，用大括号将元素整合。

#字典的创建d = {"key":"value",1:"Tom",2:"Lily",3:"Jerry"}#可以直接用大括号中加键值对构成字典(键和值用冒号分割，键值对间用逗号分割)e = dict(key="value",one="Tom",two2="Lily",three=3)#用dict关键字，键和值之间用key=value，键值对之间用逗号分割。要注意，键必须符合变量命名规则且键不用加引号f = dict([("2","Lily"),[1,"Tom"],"ab"])#用dict关键字,也可以用双元素元组、双元素列表、双字符字符串进行赋值k = (x for x in range(1,5))v = ["Tom","Lily","Jerry","Joe"]g = dict(zip(k,v))#可以键值分开，键和值是等长序列，用zip(a,b)建立连接#另外，和列表生成一样，字典也有字典推导式{key_exp:value_exp for key,value in dict.items() if condition}for i in [d,e,f,g]:print(i,type(i),sep = \t)

输出结果如图：

#字典的访问d = {"key":"value",1:"Tom",2:"Lily",3:"Jerry"}e = dict(key="value",one="Tom",two2="Lily",three=3)print(d[1],e["one"],e.get(2333,"没这键"))#可以直接用d[key]访问值，没有key会报错;也可以d.get(key,"No this key"),找到返回值，未找到返回第二个参数print(d.items())#遍历字典所有键值对print(e.keys())#遍历字典所有键print(e.values())#遍历字典所有值

输出结果如图：

#字典的修改d = {"key":"value",1:"Tom",2:"Lily",3:"Jerry"}e = dict(key="value1",one="Tom",two2="Lily",three=3)d.update(e)print(d) #将一个字典加进另一个字典#注意：值相同无所谓，键相同会覆盖原来的键值对（d中键值对会被e中的覆盖）e["four"] = "Joe" #用这个格式可以加键值对进字典e，注意键必须是字符串del(e["three"]) #用这个格式可以删除键值对#另外，del d可以删除整个字典； d.clear()可以删除d中所有的键值对，保留d并使d为空字典print(e)print(e.pop("four"))#用pop(键对象)可以弹出值对象且删除此键值对print(e)print(d.popitem())#不需要参数，会从尾部一个一个将键值对弹出并删除

2.5.2 集合Set

集合是只有键对象的字典，和字典一样，集合的键不能重复。

a = {"GG",23333}a.add("MDZZ")b = set(["Amber","Cokin","Dylan"])print(a|b) # 或a.union(b) 并集print(a&b) # 或a.intersection(b) 交集print(a-b) # 或a.difference(b) 差集print(a^b) # 这个也是并集a.update(b) #和字典相同，把集合b中的键以覆盖同名方式加入aa.discard("MDZZZ") #删除键对象，没有键对象不报错a.remove("MDZZ") #删除键对象，没有此对象报错print(a)a.clear()del b#删除a中的所有键对象，a成为空集合；将b集合删除，b不再存在

2.6 三种表达式

上面说了列表推导式，也提到了字典推导式，其实一共有三种形式类似的推导式，分别是：

【小括号是生成器推导式，中括号是列表推导式，大括号(键值对)是字典推导式，大括号(键)是集合推导式】举例而言：

import mathimport itertoolsa = (pow(2,i)*math.pi for i in range(2,16,2) if i%3 == 0)print(f"Type of (Comprehension) is {type(a)}, and (Comprehension)={a}")print(list(a))print("-"*65)b = [i*i if i%2 == 0 else -i*i for i in range(12)]print(f"Type of [Comprehension] is {type(b)}, and [Comprehension]={b}")print("-"*65)c = {chr(k) for k in itertools.chain(range(65,91),range(97,122))} #itertools.chain(a,b)合并iterable的方法print(f"Type of c is {type(c)}, and c={c}")print("-"*65)name = ["Tom","Lily","Jerry","Dylan","Amber","Bold","Kluge","Gina","Vera","Cokin"]num = range(1,11)d = {k:v for k,v in zip(name,num)}print(f"Type of d is {type(d)}, and d={d}")

运行结果如下：

可以看出： ① 推导式中的分支结构，用【A if BOOL else B for i in ITERABLE】 ② 推导式中筛选输入数据，用【A for i in ITERABLE if CONDITION】 ③ 合并range()，用【itertools.chain(a,b) 】先import itertools ④ 一行式是Python中特有的简单的书写方式，很好用

2.7 其他Others

除了基本数据类型外，python还有别的数据类型和自建数据类型，如指针、枚举、数组等。

三. 运算符 Operators

Python中一共有这么几类运算符： ①算术运算符：

+加法，-减法，_乘法，*_乘方，/除法，//整除取整(向下取整)， %整除取余。

②赋值运算符：(例:a+=1相当于a=a+1；另外,Python没有自增++ 自减--运算符)

共有=， +=， -=，_=，*_=， /=， //=，%=。

③关系运算符：(运算后返回布尔值True/False)

\==等于， !=不等于，<小于， >大于， <=小于等于，>=大于等于。

④逻辑运算符：（优先级按not，and，or递减）

not非，and与，or或。

⑤成员、身份运算符：

in，not in (后面的是否包含前面的)is，is not (元素引用地址是否相同)

⑥位运算符：

&按位与，|按位或，^按位异或，\~按位取反，<<二进制左移，>>二进制右移。

⑦符号运算符：

+正号，-负号。

⑧其他：

.attribute属性访问运算符；[]索引运算符。

⑨用作数学运算的运算公式： abs(a)取模， all(a)是否都是False或None， any(a)是否含有False或None，divmod(a,b)指a÷b=c……d返回元组(c,d)， min(a) max(a) a中的最大最小值，sum(a)求和。

⑩函数修饰符@：

@a@b@cdef d(arg1,arg2,···):pass

等价于a(b(c(d(arg1,arg2,···))))

优先级如下： ①大体上，运算符优先级可以被记作：属性类>位运算符>算术运算符>比较运算符>赋值运算符>逻辑运算符 ②具体的，运算符的优先级如下：

【[]索引运算符】>【.attribute访问成员】>【**乘方】>【\~按位取反】>【±正负号】>【*乘法 /除法 //向下取整 %整除取余】>【+加法 -减法】>【>>按位右移 <<按位左移】>【&按位与】>【^按位异或】>【|按位或】>【==等于 !=不等于 >大于 <小于 >=大于等于 <=小于等于】>【身份运算符is is not】>【成员运算符in not in】>【not逻辑非】>【and逻辑与】>【or逻辑或】

对位运算符的解释：将数字化成二进制后，按照位做运算， ①& 按位与有0得0、全1得1， ②| 按位或有1得1、全0得0， ③\~ 按位取反非0数是十进制加1后的相反数，0是-1（布尔型用not取反） ④^ 按位异或相异为1，相同为0， ⑤>> << 左右移左移一位乘2，右移一位除2。

按位取反过程：

总结：

最近在写一个Python小脚本，就把之前记录的Python语法进行分享。此次主要分享了Python的输入输出和内置数据类型，对于Python而言，数据类型仅作为了解即可。后续将进行基础语法内容的介绍，敬请期待！

Python Elements 1

一. Python的输入输出

1.1 输入input

1.2 输出print

1.2.1 几点说明（关于格式化输出的格式）

1.2.2 %型格式化输出

1.2.3 .format型格式化输出

1.2.4 f" "型格式化输出

1.3 注释Comment

1.4 eval函数

1.5 命名和赋值Name & Bestow

二. Python内置数据类型

2.1 数字类型

2.1.1整形int

2.1.2浮点型float

2.1.3 复型complex

2.2 布尔型bool

2.3字符串型str

2.4序列List&Tuple

2.4.1 列表list

1.4.2 元组Tuple

2.5 哈希型Hash

2.5.1 字典Dict

2.5.2 集合Set

2.6 三种表达式

2.7 其他Others

三. 运算符 Operators

总结：

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