Python入门#2:变量、数据类型、基本运算
Python入门#2:变量、数据类型、基本运算
变量是什么？
我们需要让计算机完成一些事情对吧？那么计算机是不是需要记住一些什么呢？例如，我想让他向你问好，首先得知道并记住（哪怕只是暂时的）你的名字，对吧？这部分内容学会后，你将收获：
| 类型 | 内容 |
|---|---|
| 语法 | 变量的概念与使用 |
| 函数 | input |
| 语法 | 语句 |
| 语法 | 赋值操作与基本运算符 |
| 语法 | 数据类型 |
变量
变量(Variables)，顾名思义，就是一个可以变化的量。你可以把变量理解成一个盒子，你需要的话就创建它，不需要的时候就销毁它（当然，销毁的操作是Python自动完成的。）
变量的创建：赋值时自动创建
赋值
在Python中，**赋值(assignment)**是一个重要的操作。赋值的意思就是，把箱子里的东西倒掉，在放进新的去。在Python中，赋值使用=来完成。这里的等于号你可以这样理解：我要让左边的变量存储的东西和右边的一样。例如：
>>> a = 1
>>> print(a)
1
>>> 某变量 = "hello, world"
>>> print(某变量)
hello, world
在交互式解释器中，直接输入变量名等，会返回其值。例如接着操作：
>>> a
1
>>> 某变量
'hello, world'
变量的类型
就像你认识现实生活中的各种事物，有吃的有看的，有概念上的（如数字）有具象的（如课本）等，变量也具有他们的类型。这里我将介绍Python内置的数据类型。
| 名称 | 示例 |
|---|---|
整型 int |
a = 1 |
浮点型（小数） float |
a = 1.5b = 1.3e10($1.3 \times 10^{10}$) |
复数（少用，仅介绍） complex |
a = 10 + 8j即$a = 10 + 8i$.注意到使用的是 j而不是i |
字符串 str(全称string) |
a = "hello, world" |
布尔值（逻辑值，即True or False） bool |
a = True等价于 a = 1a = False等价于 a = 0 |
None(或说空) NoneType |
a = None |
| 数据结构等（后期会专门学习） | a = [1,2,3,"hello, world", [12, 2], (12, 23)] |
| 其他内置数据类型 | 略 |
基本运算
算数运算符
| 运算符 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
+ |
加法（数值）或串联（序列） | 3 + 5 == 8、'a' + 'b' == 'ab' |
- |
减法 | 10 - 3 == 7 |
* |
乘法或序列复制 | 2 * 4 == 8、'ha' * 3 == 'hahaha' |
/ |
除法（始终返回 float） |
7 / 2 == 3.5 |
// |
地板除（返回结果的向下取整，但是数据类型仍为int） |
7 // 2 == 310.3 // 2 == 5.0-10.3 // 2 = -6.0 |
% |
取模（余数） | 7 % 3 == 1 |
** |
幂运算 | 2 ** 5 == 32 |
地板除需注意：结果向下取整，例如10.3 // 1的结果为10, -10.3 // 1的结果为-11。
取余得到的余数即小学学的带余除法得到的余数部分。例如：
$$ 13 \div 5 = 2 \text{ 余 } 3 $$ 在Python中：>>> print(13 % 5)
3
在数论中，这个叫做模除： $$ 3 \equiv 13 \pmod 5 $$ 这个式子的意思为，在除以5的情况下3与12同余。$\equiv$是同余符号。
同余即余数相同。
或者可以这样写： $$ 13 \mod 5 = 3 $$ 这种写法的意思为，13 除以 5 的余数为 3
逻辑运算符
| 运算符 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
and |
与（短路求值） | True and False == False |
or |
或（短路求值） | True or False == True |
not |
非 | not True == False |
逻辑运算符（Boolean operators)，顾名思义（顾英文名），就是针对布尔值的运算。一般用于逻辑判断。
例如，我用我出门骑自行车表示我是否会出门骑自行车，用今天下雨表示今天是否会下雨，用今天刮风表示今天是否刮风，那么如果我只在不刮风也不下雨的时候骑自行车（要求好高啊）可以这样表示：
我出门骑自行车 = (not 今天下雨) and (not 今天刮风)
这里是各个逻辑运算的所有结果（用1|0表示法）：
| 运算 | 结果 |
|---|---|
1 and 1 |
1 |
1 and 0 |
0 |
0 and 0 |
0 |
1 or 1 |
1 |
1 or 0 |
1 |
0 or 0 |
0 |
not 1 |
0 |
not 0 |
1 |
位运算符
注意到计算机以2进制(bin)存储数据。因此学习一些关于（二进制）位的运算是有必要的。在一定程度上，恰当地使用位运算可以简化算法。
进制是什么呢？寻常我们数数，是不是数到10就进一位啦？
比如： $$ 9 + 1 = 10 $$ 从一位数变成了两位数。
而其他进制就不一样了。例如
二进制中，是逢2进1： $$ 1_2 + 1_2 = 10_2 \ 10_2 = 2_{10} \ 10_2 + 1_2 = 11_2 \ 11_2 = 3_{10} \ 111_2 + 11_2 = 1010_2 \ 1010_2 = 10 $$ 从1位变成了2位.
八进制同理： $$ 3_8 + 7_8 = 12_8 \ 12_8 = 10_{10} $$ 十进制以上进制则大于十的用字母补齐（因为只有九个数字）。
例如十六进制中： $$ 9_{16} + 5_{16} = \text{e}{16} \ \text{f}{16} + 1 = 10_{16} \ 15_{16} + 14_{16} = \text{1d}{16} \ \text{e}{16} = 14_{10} \ \text{10}{16} = 16{10} \ \text{1d}{16} = 29{10} $$
二进制、八进制数是
int的子集，其中：二进制(
bin)用0b开头：>>> bin(12) '0b1100'八进制(
oct)用0o开头：>>> oct(12) '0o14'十六进制(
hex)使用0x开头：>>> hex(12) '0xc'
| 运算符 | 示例 |
|---|---|
&(按位与) |
0b1100 & 0b1010 == 0b1000 |
| ` | `(按位或) |
~(按位非) |
~0b1100 == -0b1101(注意变成了负数)而 ~0b-1 == 0 |
^(按位异或) |
0b1100 ^ 0b1010 == 0b0110 |
异或(XOR)的规律：同则为0, 异则为1:
| 操作 | 结果 |
|---|---|
| $1 XOR 1$ | $0$ |
| $1 XOR 0$ | $1$ |
| $0 XOR 1$ | $1$ |
| $0 XOR 0$ | $0$ |
位运算可以理解成按位进行的逻辑运算。
比较运算符
| 运算符 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
== |
等于 | 5 == 5 |
!= |
不等于 | 5 != 3 |
<, <=, >, >= |
大小比较 | 3 < 4、5 >= 5 |
is |
对象身份比较（同一对象） | a is b |
is not |
对象身份不等 | a is not b |
为什么等于号是两个等号呢？因为一个等号已经被那个叫做赋值的坏家伙占用了（
身份运算符
| 运算符 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
is |
检查两个对象是否是同一实例 | a is b |
is not |
检查两个对象是否不是同一实例 | a is not b |
例如：
>>> "hello" in "hello, world"
True
测验：
请在计算一下运算的结果并在交互式解释器中验证：(带*的为选做，进度快的同学可以自行上网查找资料进行完成)
-
1 + 89089 -
"hello" + ", " + "world" -
"hello," " world" -
a = 6 b = -7 print(a + b) print(a - b) print(a * b) print(a / b) print(a // b) print(a % b % 2) print(a ** b) print(b ** a) print(a and b) print((not a) or b) print(not b) print(a ^ b) print(a | b) print(~a) print(~b) print(~a ^ b) print(bin(a)) print(hex(a)) print(oct(b-a)) print(type(bin(a))) print(type(hex(a))) print(type(oct(b-a))) print(type(type(12 + 29 ** 23))) -
* 编写一个程序，使得你能够告诉它你的名字，然后它向你问好。
项目5示例代码：
# 入门2-5方言版 name = input("泥脚什么名字呀?") print(name, ', '+name, ', ' "泥豪泥豪")运行结果示例：
泥脚什么名字呀?ZhX589 ZhX589 , ZhX589 , 泥豪泥豪