Python3 基础语法与核心数据类型详解

3 注释

注释是不参与程序运行过程的。

1 单行注释

Python 中单行注释以 # 开头，实例如下：

# 这是第一个注释
print("hello,word") # 这是第二句注释

执行以上代码，输出结果为：

Hello, Python!

2 多行注释

多行注释可以用多个 # 号，还有 ''' 和 """：

# 第一个注释
# 第二个注释

''' 
第三注释 
第四注释
'''  

""" 
第五注释 
第六注释 
"""

print ("Hello, Python!")

执行以上代码，输出结果为：

Hello, Python!

4 行与缩进

python 最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号 {}。

缩进的空格数是可变的，但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。实例如下：

if True:
    print("True")
else:
    print("False")

5 多行语句

Python 通常是一行写完一条语句，但如果语句很长，我们可以使用反斜杠 \ 实现多行语句，例如：

total = item_one + \
        item_two + \
        item_three

在 [], {}, 或 () 中的多行语句，不需要使用反斜杠 \ ，例如：

total = ['item_one', 'item_two', 'item_three',
        'item_four', 'item_five']

6 数字 (Number) 类型

python 中数字有四种类型：整数、布尔型、浮点数和复数。

int (整数) : 如 1, 只有一种整数类型 int，表示为长整型，没有 python2 中的 Long。

bool (布尔) : 如 True。

float (浮点数) : 如 1.23、3E-2。

complex (复数) : 如 1 + 2j、1.1 + 2.2j。

7 字符串 (String)

• Python 中单引号 ' 和双引号 " 使用完全相同。
• 使用三引号 (''' 或 """) 可以指定一个多行字符串。
• 转义符 \。
• 反斜杠可以用来转义，使用 r 可以让反斜杠不发生转义。如 r"this is a line with \n" 则 \n 会显示，并不是换行。
• 按字面意义级联字符串，如 "this " "is " "string" 会被自动转换为 this is string。
• 字符串可以用 + 运算符连接在一起，用 ***** 运算符重复。
• Python 中的字符串有两种索引方式，从左往右以 0 开始，从右往左以 -1 开始。
• Python 中的字符串不能改变。
• Python 没有单独的字符类型，一个字符就是长度为 1 的字符串。
• 字符串的截取的语法格式如下：变量 [ 头下标 : 尾下标 : 步长 ]

word = '字符串'
sentence = "这是一个句子。"
paragraph = """这是一个段落，
可以由多行组成"""

样例

str = 'I love you '

print(str)  # 输出字符串
print(str[0:-1])  # 输出第一个到倒数第二个的所有字符
print(str[0])  # 输出字符串第一个字符
print(str[2:5])  # 输出从第三个开始到第六个的字符（不包含，左闭右开）
print(str[2:])  # 输出从第三个开始后的所有字符
print(str[1:5:2])  # 输出从第二个开始到第五个且每隔一个的字符（步长为 2）
print(str * 2)  # 输出字符串两次
print(str + 'wcm')  # 连接字符串

print('------------------------------')

print('hello\nPython')  # 使用反斜杠 (\)+n 转义特殊字符 会输出换行
print(r'hello\nPython')  # 在字符串前面添加一个 r，表示原始字符串，不会发生转义

输出结果

I love you 
I love you
I
lov
love you 
 o
I love you I love you 
I love you wcm
------------------------------
hello
Python
hello\nPython

8 空行

函数之间或类的方法之间用空行分隔，表示一段新的代码的开始。类和函数入口之间也用一行空行分隔，以突出函数入口的开始。

空行与代码缩进不同，空行并不是 Python 语法的一部分。书写时不插入空行，Python 解释器运行也不会出错。但是空行的作用在于分隔两段不同功能或含义的代码，便于日后代码的维护或重构。

记住：空行也是程序代码的一部分。

9 多个语句构成代码组

缩进相同的一组语句构成一个代码块，我们称之代码组。

像 if、while、def 和 class 这样的复合语句，首行以关键字开始，以冒号 ( : ) 结束，该行之后的一行或多行代码构成代码组。

我们将首行及后面的代码组称为一个子句 (clause)。

如下实例：

if expression : 
   suite
elif expression : 
   suite 
else : 
   suite

10 同一行显示多条语句

Python 可以在同一行中使用多条语句，语句之间使用分号 ; 分割，以下是一个简单的实例：

import sys; x = '我喜欢你'; sys.stdout.write(x + '\n')

输出结果

我喜欢你

11 等待用户输入

执行下面的程序在按回车键后就会等待用户输入：

input("请输入信息")

12 print 输出

print 默认输出是换行的，如果要实现不换行需要在变量末尾加上 end=""：

x="我喜欢"
y="你"
# 换行输出
print( x )
print( y )
 
print('---------')
# 不换行输出
print( x, end=" " )
print( y, end=" " )
print()

输出结果

我喜欢
你
---------
我喜欢 你 

13 import 与 from…import

在 python 用 import 或者 from…import 来导入相应的模块。

将整个模块 (somemodule) 导入，格式为： import somemodule

从某个模块中导入某个函数，格式为： from somemodule import somefunction

从某个模块中导入多个函数，格式为： from somemodule import firstfunc, secondfunc, thirdfunc

将某个模块中的全部函数导入，格式为： from somemodule import *

导入 sys 模块

import sys
print('================Python import mode==========================')
print ('命令行参数为:')
for i in sys.argv:
    print (i)
print ('\n python 路径为',sys.path)

导入 sys 模块的 argv,path 成员

from sys import argv,path  #  导入特定的成员
 
print('================python from import===================================')
print('path:',path) # 因为已经导入 path 成员，所以此处引用时不需要加 sys.path

三 基本数据类型

Python 变量创建与其他语言不同，Python 中的变量不需要声明。每个变量在使用前都必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建。

在 Python 中，变量就是变量，它没有类型，我们所说的"类型"是变量所指的内存中对象的类型。

等号（=）用来给变量赋值。

等号（=）运算符左边是一个变量名

等号（=）运算符右边是存储在变量中的值。例如：

counter = 1314          # 整型变量
miles   = 52.0          # 浮点型变量
name    = "wcm"         # 字符串

print (counter)
print (miles)
print (name)

输出结果

1314
52.0
wcm

1 多个变量赋值

Python 允许你同时为多个变量赋值。例如：

a = b = c = 1

以上实例，创建一个整型对象，值为 1，从后向前赋值，三个变量被赋予相同的数值。

您也可以为多个对象指定多个变量。例如：

a, b, c = 1, 2, "wcm"

以上实例，两个整型对象 1 和 2 的分配给变量 a 和 b，字符串对象 'wcm' 分配给变量 c。

2 标准数据类型

Python3 中常见的数据类型有：

• Number（数字）
• String（字符串）
• bool（布尔类型）
• List（列表）
• Tuple（元组）
• Set（集合）
• Dictionary（字典）

Python3 的六个标准数据类型中：

• 不可变数据（3 个）：Number（数字）、String（字符串）、Tuple（元组）；
• 可变数据（3 个）：List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）。

此外还有一些高级的数据类型，如：字节数组类型 (bytes)。

3 Number（数字）

Python3 支持 int、float、bool、complex（复数）。

在 Python 3 里，只有一种整数类型 int，表示为长整型，没有 python2 中的 Long。

像大多数语言一样，数值类型的赋值和计算都是很直观的。

内置的 type() 函数可以用来查询变量所指的对象类型。

a,b,c,d = 1 , 3.0 ,True , 520j
print (a,type(a))
print (b,type(b))
print (c,type(c))
print (d,type(d))

输出结果

1 <class 'int'>
3.0 <class 'float'>
True <class 'bool'>
520j <class 'complex'>

此外还可以用 isinstance 来判断：

a = 520;b='wcm'
print(isinstance(a, int))
print(isinstance(b, int))

输出结果为

True
False

运算法则

print(5 + 4 ) #加法

print(4.3 - 2) #减法

print(3 * 7)  #乘法

print( 2 / 4) #除法  得到浮点数

print( 2 // 4) #整除 下取整 得到整数

print(17 % 3) #取余

print(2 ** 5) #乘方

输出结果

9
2.3
21
0.5
0
2
32

注意：

• 1、Python 可以同时为多个变量赋值，如 a, b = 1, 2。
• 2、一个变量可以通过赋值指向不同类型的对象。
• 3、数值的除法包含两个运算符：/ 返回一个浮点数，// 返回一个整数。
• 4、在混合计算时，Python 会把整型转换成为浮点数。

Python 还支持复数，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用 a + bj，或者 complex(a,b) 表示，复数的实部 a 和虚部 b 都是浮点型。

4 String（字符串）

Python 中的字符串用单引号 ' 或双引号 " 括起来，同时使用反斜杠 \ 转义特殊字符。

字符串的截取的语法格式如下：

变量 [头下标：尾下标：步长]

索引值以 0 为开始值，-1 为从末尾的开始位置。

加号 + 是字符串的连接符，星号 ***** 表示复制当前字符串，与之结合的数字为复制的次数。实例如下：

样例

str = 'I love you '

print(str)  # 输出字符串
print(str[0:-1])  # 输出第一个到倒数第二个的所有字符
print(str[0])  # 输出字符串第一个字符
print(str[2:5])  # 输出从第三个开始到第六个的字符（不包含，左闭右开）
print(str[2:])  # 输出从第三个开始后的所有字符
print(str[1:5:2])  # 输出从第二个开始到第五个且每隔一个的字符（步长为 2）
print(str * 2)  # 输出字符串两次
print(str + 'wcm')  # 连接字符串

print('------------------------------')

print('hello\nPython')  # 使用反斜杠 (\)+n 转义特殊字符 会输出换行
print(r'hello\nPython')  # 在字符串前面添加一个 r，表示原始字符串，不会发生转义

输出结果

I love you 
I love you
I
lov
love you 
 o
I love you I love you 
I love you wcm
------------------------------
hello
Python
hello\nPython

与 C 字符串不同的是，Python 字符串不能被改变。向一个索引位置赋值，比如 word[0] = 'm' 会导致错误。

注意：

• 1、反斜杠可以用来转义，使用 r 可以让反斜杠不发生转义。
• 2、字符串可以用 + 运算符连接在一起，用 * 运算符重复。
• 3、Python 中的字符串有两种索引方式，从左往右以 0 开始，从右往左以 -1 开始。
• 4、Python 中的字符串不能改变。

5 bool（布尔类型）

布尔类型即 True 或 False。

在 Python 中，True 和 False 都是关键字，表示布尔值。

布尔类型可以用来控制程序的流程，比如判断某个条件是否成立，或者在某个条件满足时执行某段代码。

布尔类型特点：

• 布尔类型只有两个值：True 和 False。
• 布尔类型可以和其他数据类型进行比较，比如数字、字符串等。在比较时，Python 会将 True 视为 1，False 视为 0。
• 布尔类型可以和逻辑运算符一起使用，包括 and、or 和 not。这些运算符可以用来组合多个布尔表达式，生成一个新的布尔值。
• 布尔类型也可以被转换成其他数据类型，比如整数、浮点数和字符串。在转换时，True 会被转换成 1，False 会被转换成 0。

实例

a = True
b = False

# 比较运算符
print(2 < 3)  # True
print(2 == 3) # False

# 逻辑运算符
print (a and b ) # False
print (a or b )  # True
print ( not a )   # False

# 类型转换
print(int(a))  # 1
print(float(b)) # 0.0
print(str(a))  # "True"

注意: 在 Python 中，所有非零的数字和非空的字符串、列表、元组等数据类型都被视为 True，只有 0、空字符串、空列表、空元组 等被视为 False。因此，在进行布尔类型转换时，需要注意数据类型的真假性。

6 List（列表）

List（列表） 是 Python 中使用最频繁的数据类型。

列表可以完成大多数集合类的数据结构实现。列表中元素的类型可以不相同，它支持数字，字符串甚至可以包含列表（所谓嵌套）。

列表是写在方括号 [ ] 之间、用逗号分隔开的元素列表。

和字符串一样，列表同样可以被索引和截取，列表被截取后返回一个包含所需元素的新列表。

列表截取的语法格式如下：

变量 [头下标：尾下标]

索引值以 0 为开始值，-1 为从末尾的开始位置。

加号 + 是列表连接运算符，星号 ***** 是重复操作。如下实例：

list = [ 'abcd', 786 , 2.23, 'runoob', 70.2 ]
tinylist = [123, 'runoob']

print (list)            # 输出完整列表
print (list[0])         # 输出列表第一个元素
print (list[1:3])       # 从第二个开始输出到第三个元素
print (list[2:])        # 输出从第三个元素开始的所有元素
print (tinylist * 2)    # 输出两次列表
print (list + tinylist) # 连接列表

以上实例输出结果：

['abcd', 786, 2.23, 'runoob', 70.2]
abcd
[786, 2.23]
[2.23, 'runoob', 70.2]
[123, 'runoob', 123, 'runoob']
['abcd', 786, 2.23, 'runoob', 70.2, 123, 'runoob']

与 Python 字符串不一样的是，列表中的元素是可以改变的：

List 内置了有很多方法，例如 append()、pop() 等等，这在后面会讲到。

注意：

• 1、List 写在方括号之间，元素用逗号隔开。
• 2、和字符串一样，list 可以被索引和切片。
• 3、List 可以使用 + 操作符进行拼接。
• 4、List 中的元素是可以改变的。

Python 列表截取可以接收第三个参数，参数作用是截取的步长，以下实例在索引 1 到索引 4 的位置并设置为步长为 2（间隔一个位置）来截取字符串：

如果第三个参数为负数表示逆向读取，以下实例用于翻转字符串：

7 Tuple（元组）

元组（tuple）与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组写在小括号 ( ) 里，元素之间用逗号隔开。

元组中的元素类型也可以不相同：

tuple = ( 'abcd', 786 , 2.23, 'runoob', 70.2  )
tinytuple = (123, 'runoob')

print (tuple)             # 输出完整元组
print (tuple[0])          # 输出元组的第一个元素
print (tuple[1:3])        # 输出从第二个元素开始到第三个元素
print (tuple[2:])         # 输出从第三个元素开始的所有元素
print (tinytuple * 2)     # 输出两次元组
print (tuple + tinytuple) # 连接元组

以上实例输出结果：

('abcd', 786, 2.23, 'runoob', 70.2)
abcd
(786, 2.23)
(2.23, 'runoob', 70.2)
(123, 'runoob', 123, 'runoob')
('abcd', 786, 2.23, 'runoob', 70.2, 123, 'runoob')

元组与字符串类似，可以被索引且下标索引从 0 开始，-1 为从末尾开始的位置。也可以进行截取（看上面，这里不再赘述）。

其实，可以把字符串看作一种特殊的元组。

string、list 和 tuple 都属于 sequence（序列）。

注意：

• 1、与字符串一样，元组的元素不能修改。
• 2、元组也可以被索引和切片，方法一样。
• 3、注意构造包含 0 或 1 个元素的元组的特殊语法规则。
• 4、元组也可以使用 + 操作符进行拼接。

8 Set（集合）（无序）

Python 中的集合（Set）是一种无序、可变的数据类型，用于存储唯一的元素。

无序意思是元素在集合里随意排放，没有规律位置

集合中的元素不会重复，并且可以进行交集、并集、差集等常见的集合操作。

在 Python 中，集合使用大括号 { } 表示，元素之间用逗号 **, ** 分隔。

另外，也可以使用 set() 函数创建集合。

注意： 创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

创建格式：

parame = {value01,value02,...}
或者
set(value)

测试实例

sites = {'wcm', 'i', 'love', 'you'}

print(sites)   # 输出集合，重复的元素被自动去掉

# 成员测试
if 'love' in sites :
    print('love 在集合中')
else :
    print('love 不在集合中')

# set 可以进行集合运算
a = set('wangmingkang')
b = set('wucongmei')

print(a)

print(a - b)     # a 和 b 的差集

print(a | b)     # a 和 b 的并集

print(a & b)     # a 和 b 的交集

print(a ^ b)     # a 和 b 中不同时存在的元素

输出结果

{'i', 'love', 'you', 'wcm'}
love 在集合中
{'w', 'n', 'i', 'a', 'k', 'm', 'g'}
{'a', 'k'}
{'w', 'n', 'o', 'e', 'm', 'c', 'u', 'i', 'a', 'k', 'g'}
{'w', 'i', 'n', 'm', 'g'}
{'o', 'e', 'a', 'k', 'c', 'u'}

9 Dictionary（字典）

字典（dictionary）是 Python 中另一个非常有用的内置数据类型。

列表是有序的对象集合，字典是无序的对象集合。两者之间的区别在于：字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。

字典是一种映射类型，字典用 { } 标识，它是一个无序的 键 (key) : 值 (value) 的集合。

键 (key) 必须使用不可变类型。

在同一个字典中，键 (key) 必须是唯一的。

dict = {}
dict['one'] = "wcm"
dict[2]     = "wmk"

tinydict = {'name': 'wcm','age':18, '颜值': ' best beautifil'}

print (dict['one'])       # 输出键为 'one' 的值
print (dict[2])           # 输出键为 2 的值
print (tinydict)          # 输出完整的字典
print (tinydict.keys())   # 输出所有键
print (tinydict.values()) # 输出所有值

输出结果

wcm
wmk
{'name': 'wcm', 'age': 18, '颜值': ' best beautifil'}
dict_keys(['name', 'age', '颜值'])
dict_values(['wcm', 18, ' best beautifil'])

构造函数 dict() 可以直接从键值对序列中构建字典如下：

dict([('Runoob', 1), ('Google', 2), ('Taobao', 3)])
{'Runoob': 1, 'Google': 2, 'Taobao': 3}
{x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}
dict(Runoob=1, Google=2, Taobao=3)
{'Runoob': 1, 'Google': 2, 'Taobao': 3}

另外，字典类型也有一些内置的函数，例如 clear()、keys()、values() 等。

注意：

• 1、字典是一种映射类型，它的元素是键值对。
• 2、字典的关键字必须为不可变类型，且不能重复。
• 3、创建空字典使用 { }。

10 bytes 类型

在 Python3 中，bytes 类型表示的是不可变的二进制序列（byte sequence）。

与字符串类型不同的是，bytes 类型中的元素是整数值（0 到 255 之间的整数），而不是 Unicode 字符。

bytes 类型通常用于处理二进制数据，比如图像文件、音频文件、视频文件等等。在网络编程中，也经常使用 bytes 类型来传输二进制数据。

创建 bytes 对象的方式有多种，最常见的方式是使用 b 前缀：

此外，也可以使用 bytes() 函数将其他类型的对象转换为 bytes 类型。bytes() 函数的第一个参数是要转换的对象，第二个参数是编码方式，如果省略第二个参数，则默认使用 UTF-8 编码：

x = bytes("hello", encoding="utf-8")

与字符串类型类似，bytes 类型也支持许多操作和方法，如切片、拼接、查找、替换等等。同时，由于 bytes 类型是不可变的，因此在进行修改操作时需要创建一个新的 bytes 对象。例如：

x = b"hello"
y = x[1:3]  # 切片操作，得到 b"el" 左闭右开
z = x + b"world"  # 拼接操作，得到 b"helloworld"

需要注意的是，bytes 类型中的元素是整数值，因此在进行比较操作时需要使用相应的整数值。例如：

x = b"hello"
if x[0] == ord("h"):
  print("The first element is 'h'")

其中 ord() 函数用于将字符转换为相应的整数值。

11 Python 数据类型转换

有时候，我们需要对数据内置的类型进行转换，数据类型的转换，你只需要将数据类型作为函数名即可，在下一章节 Python3 数据类型转换 会具体介绍。

以下几个内置的函数可以执行数据类型之间的转换。这些函数返回一个新的对象，表示转换的值。

四 Python3 运算符

1 什么是运算符？

本章节主要说明 Python 的运算符。

举个简单的例子:

4 + 5 = 9

例子中，4 和 5 被称为操作数，+ 称为运算符。

Python 语言支持以下类型的运算符:

• 算术运算符
• 比较（关系）运算符
• 赋值运算符
• 逻辑运算符
• 位运算符
• 成员运算符
• 身份运算符
• 运算符优先级

接下来让我们一个个来学习 Python 的运算符。

2 Python 算术运算符

以下假设变量 a=10，变量 b=21：

3 Python 赋值运算符

以下假设变量 a 为 10，变量 b 为 20：

4 Python 位运算符

按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python 中的按位运算法则如下：

下表中变量 a 为 60，b 为 13 二进制格式如下：

a = 0011 1100

b = 0000 1101

-----------------
a&b = 0000 1100

a|b = 0011 1101

a^b = 0011 0001

~a  = 1100 0011

5 Python 逻辑运算符

Python 语言支持逻辑运算符，以下假设变量 a 为 10, b 为 20:

6 Python 成员运算符

除了以上的一些运算符之外，Python 还支持成员运算符，测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组。

7 Python 身份运算符

身份运算符用于比较两个对象的存储单元

注： id() 函数用于获取对象内存地址。

is 与 == 区别：

is 用于判断两个变量引用对象是否为同一个，即判断的指向的地址是否相同

== 用于判断引用变量的值是否相等。

8 Python 运算符优先级

以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符，相同单元格内的运算符具有相同优先级。运算符均指二元运算，除非特别指出。相同单元格内的运算符从左至右分组（除了幂运算是从右至左分组）：

五 Python3 解释器

Linux/Unix 的系统上，一般默认的 python 版本为 2.x，我们可以将 python3.x 安装在 /usr/local/python3 目录中。

安装完成后，我们可以将路径 /usr/local/python3/bin 添加到您的 Linux/Unix 操作系统的环境变量中，这样您就可以通过 shell 终端输入下面的命令来启动 Python3。

$ PATH=$PATH:/usr/local/python3/bin/python3    # 设置环境变量
$ python3 --version
Python 3.4.0

在 Window 系统下你可以通过以下命令来设置 Python 的环境变量，假设你的 Python 安装在 C:\Python34 下:

set path=%path%;C:\python34

交互式编程

我们可以在命令提示符中输入"Python"命令来启动 Python 解释器：

$ python3

执行以上命令后，出现如下窗口信息：

$ python3
Python 3.4.0 (default, Apr 11 2014, 13:05:11) 
[GCC 4.8.2] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 

在 python 提示符中输入以下语句，然后按回车键查看运行效果：

print ("Hello, Python!");

以上命令执行结果如下：

Hello, Python!

当键入一个多行结构时，续行是必须的。我们可以看下如下 if 语句：

>>> flag = True
>>> if flag :
...     print("flag 条件为 True!")
... 
flag 条件为 True!

脚本式编程

将如下代码拷贝至 hello.py文件中：

print ("Hello, Python!");

通过以下命令执行该脚本：

python3 hello.py

输出结果为：

Hello, Python!

在 Linux/Unix 系统中，你可以在脚本顶部添加以下命令让 Python 脚本可以像 SHELL 脚本一样可直接执行：

#! /usr/bin/env python3

然后修改脚本权限，使其有执行权限，命令如下：

$ chmod +x hello.py

执行以下命令：

./hello.py

输出结果为：

Hello, Python!

六 数字 (Number)

Python 数字数据类型用于存储数值。

数据类型是不允许改变的，这就意味着如果改变数字数据类型的值，将重新分配内存空间。

以下实例在变量赋值时 Number 对象将被创建：

var1 = 1
var2 = 10

您也可以使用 del 语句删除一些数字对象的引用。

del 语句的语法是：

del var1[,var2[,var3[....,varN]]]

您可以通过使用 del 语句删除单个或多个对象的引用，例如：

del var
del var_a, var_b

Python 支持三种不同的数值类型：

整型 (int) - 通常被称为是整型或整数，是正或负整数，不带小数点。Python3 整型是没有限制大小的，可以当作 Long 类型使用，所以 Python3 没有 Python2 的 Long 类型。布尔 (bool) 是整型的子类型。

浮点型 (float) - 浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示（2.5e2 = 2.5 x 102 = 250）

复数 ( (complex)) - 复数由实数部分和虚数部分构成，可以用 a + bj，或者 complex(a,b) 表示，复数的实部 a 和虚部 b 都是浮点型。

Python 支持复数，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用 a + bj，或者 complex(a,b) 表示，复数的实部 a 和虚部 b 都是浮点型。

1 数学函数

import math

2 随机数函数

随机数可以用于数学，游戏，安全等领域中，还经常被嵌入到算法中，用以提高算法效率，并提高程序的安全性。

Python 包含以下常用随机数函数：

3 三角函数

Python 包括以下三角函数：

4 数学常量

七 字符串（String)

基础部分在基本数据类型已经有了，这里不再赘述

1 Python 转义字符

在需要在字符中使用特殊字符时，python 用反斜杠 \ 转义字符。如下表：

2 Python 字符串运算符

下表实例变量 a 值为字符串 'Hello'，b 变量值为 'Python'：

3 Python 字符串格式化

Python 支持格式化字符串的输出。尽管这样可能会用到非常复杂的表达式，但最基本的用法是将一个值插入到一个有字符串格式符 %s 的字符串中。

在 Python 中，字符串格式化使用与 C 中 sprintf 函数一样的语法。

print ("我叫 %s 今年 %d 岁!" % ('小明', 10))

以上实例输出结果：

我叫 小明 今年 10 岁!

python 字符串格式化符号:

格式化操作符辅助指令:

Python2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能。

4 f-string

f-string 是 python3.6 之后版本添加的，称之为字面量格式化字符串，是新的格式化字符串的语法。

之前我们习惯用百分号 (%):

例如

name = 'wcm'
print('Hello %s' % name) #Hello wcm
or
print("hello "+name)   #Hello wcm

现在我们可以用更简单的 f

name = 'wcm'
print (f"hello {name}")  #Hello wcm  替换变量
print(f'{1+2}')           # 使用表达式

5 Python 的字符串内建函数

Python 的字符串常用内建函数如下：

八 列表

序列是 Python 中最基本的数据结构。

序列中的每个值都有对应的位置值，称之为索引，第一个索引是 0，第二个索引是 1，依此类推。

Python 有 6 个序列的内置类型，但最常见的是列表和元组。

列表都可以进行的操作包括索引，切片，加，乘，检查成员。

此外，Python 已经内置确定序列的长度以及确定最大和最小的元素的方法。

列表是最常用的 Python 数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。

列表的数据项不需要具有相同的类型

创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。

例如：

list1 = ["wcm", "i", "love", "you", "1314"]
print(list1)  #['wcm', 'i', 'love', 'you', '1314']

使用下标索引来访问列表中的值，同样你也可以使用方括号 [ ] 的形式截取字符，如下所示：

1 更新列表

你可以对列表的数据项进行修改或更新，你也可以使用 append() 方法来添加列表项，如下所示：

list = ["wcm", "i", "love", "you", "1314"]

print("第三个元素为 : ", list[2])
list[2] = "like"  #可以直接修改
print("更新后的第三个元素为 : ", list[2])

list1 = ['wcm', 'wmk', 'love']
list1.append('1314')  #在末尾添加
print("更新后的列表 : ", list1)

输出结果

第三个元素为 :  love
更新后的第三个元素为 :  like
更新后的列表 :  ['wcm', 'wmk', 'love', '1314']

2 删除列表元素

可以使用 del 语句来删除列表的的元素，如下实例：

list = ["wcm", "i", "love", "you", "1314"]
print ("原始列表 : ", list)
del list[4]
print ("删除第五个元素 : ", list)

输出结果

原始列表 :  ['wcm', 'i', 'love', 'you', '1314']
删除第五个元素 :  ['wcm', 'i', 'love', 'you']

3 Python 列表脚本操作符

列表对 + 和 * 的操作符与字符串相似。+ 号用于组合列表，* 号用于重复列表。

如下所示：

4 拼接列表

list  =  ["wcm"]
list += ["i", "love", "you", "1314"]
print(list)   #['wcm', 'i', 'love', 'you', '1314']

5 嵌套列表

使用嵌套列表即在列表里创建其它列表，例如：

list = ["wcm",["我","喜欢"],"你"]
print(list)  # ['wcm', ['我', '喜欢'], '你']

6 列表比较

列表比较需要引入 operator 模块的 eq 方法（详见：Python operator 模块）：

# 导入 operator 模块
import operator

a = [1, 2]
b = [2, 3]
c = [2, 3]
print("operator.eq(a,b): ", operator.eq(a,b))
print("operator.eq(c,b): ", operator.eq(c,b))

输出结果

operator.eq(a,b):  False  #不相等
operator.eq(c,b):  True   # 相等

7 Python 列表函数&方法

Python 包含以下函数:

Python 包含以下方法:

九 元组

Python 的元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。

元组使用小括号 ( )，列表使用方括号 [ ]。

元组创建很简单，只需要在括号中添加元素，并使用逗号隔开即可。

tup1 = ('wcm', 'wmk', 2003, 2004)
tup2 = (1, 2, 3, 4, 5 )
tup3 = "a", "b", "c", "d"   #  不需要括号也可以
print(tup1)
print(tup2)
print(tup3)

输出结果

('wcm', 'wmk', 2003, 2004)
(1, 2, 3, 4, 5)
('a', 'b', 'c', 'd')

元组中只包含一个元素时，需要在元素后面添加逗号 **, **，否则括号会被当作运算符使用

t1=(50)  #int 类型
t2=()

元组可以使用下标索引来访问元组中的值

1 修改元组

元组中的元素值是不允许修改的，但我们可以对元组进行连接组合，如下实例:

tup1 = ("wcm",)#必须要有逗号，不然就成了 String 类型了
tup2 = ("i","love")
tup3 = tup1 + tup2

print(tup1) #('wcm',)
print(tup2) #('i', 'love')
print(tup3)# ('wcm', 'i', 'love')

2 删除元组

元组中的元素值是不允许删除的，但我们可以使用 del 语句来删除整个元组，如下实例:

tup1 = ("wcm","i","love")
print(tup1,type(tup1))
del tup1
print(tup1)

输出结果：

第二个 print 输出会有异常，因为 tup1 元素已经被删除，不存在了

('wcm', 'i', 'love') <class 'tuple'>

Traceback (most recent call last):
  File "E:\pythonProject\venv\4 数据类型转换.py", line 193, in <module>
    print(tup1)
          ^^^^
NameError: name 'tup1' is not defined. Did you mean: 'tuple'?

Process finished with exit code 1

3 元组运算符

与字符串一样，元组之间可以使用 +、**+=**和 ***** 号进行运算。这就意味着他们可以组合和复制，运算后会生成一个新的元组。

4 元组索引，截取

因为元组也是一个序列，所以我们可以访问元组中的指定位置的元素，也可以截取索引中的一段元素，如下所示：

元组：

tup = ('Google', 'Runoob', 'Taobao', 'Wiki', 'Weibo','Weixin')

5 元组内置函数

Python 元组包含了以下内置函数

6 关于元组是不可变的

所谓元组的不可变指的是元组所指向的内存中的内容不可变

tup1 = ("wcm","i","love")
print(tup1,id(tup1))
# tup1[0]="wmk" 不能直接修改元组成员的值 否则会报错
tup1 = ("wmk","yyds") #可以允许重新赋值，这将会产生一个新的元组，即 id 改变了
print(tup1,id(tup1))
tup2 = ("good","you")
tup1 += tup2 #允许进行运算，不过这也将会产生一个新的元组，即 id 改变了
print(tup1,id(tup1))

输出结果

('wcm', 'i', 'love') <class 'tuple'>
('wcm', 'i', 'love') 2671072672640
('wmk', 'yyds') 2671073673920
('wmk', 'yyds', 'good', 'you') 2671073633808

从以上实例可以看出，重新赋值的元组 tup，绑定到新的对象了，不是修改了原来的对象。

十 字典

字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。

字典的每个键值 key=>value 对用冒号 : 分割，每个对之间用逗号 (,) 分割，整个字典包括在花括号 { } 中 ,格式如下所示：

d = {key1 : value1, key2 : value2, key3 : value3 }

注意： dict 作为 Python 的关键字和内置函数，变量名不建议命名为 dict。

键必须是唯一的，但值则不必。

值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字。

一个简单的字典实例：

tinydict = {'name': 'runoob', 'likes': 123, 'url': 'www.runoob.com'}

也可如此创建字典：

tinydict1 = { 'abc': 456 }
tinydict2 = { 'abc': 123, 98.6: 37 }

1 创建空字典

使用大括号 { } 创建空字典：

# 使用大括号 {} 来创建空字典
emptyDict = {} 
 
# 打印字典
print(emptyDict) 
 
# 查看字典的数量
print("Length:", len(emptyDict)) 
 
# 查看类型
print(type(emptyDict))

输出结果

{}
Length: 0
<class 'dict'>

使用内建函数 dict() 创建字典：

emptyDict = dict() 
 
# 打印字典
print(emptyDict) 
 
# 查看字典的数量
print("Length:",len(emptyDict)) 
 
# 查看类型
print(type(emptyDict))

2 访问字典里的值

把相应的键放入到方括号中，如下实例:

di1 = {"wcm":18,"wmk":19,"relation":"friend"}
print(di1["wcm"]) # 18

如果用字典里没有的键访问数据，会报错

3 修改字典

向字典添加新内容的方法是增加新的键/值对，修改或删除已有键/值对如下实例:

di1 = {"wcm":18,"wmk":19,"relation":"friend"}
print(di1["wcm"])
di1["wcm"] = 20
di1["school"] = "SDUFE"
print(di1)

输出结果

18
{'wcm': 20, 'wmk': 19, 'relation': 'friend', 'school': 'SDUFE'}

4 删除字典元素

能删单一的元素也能清空字典，清空只需一项操作。

显式删除一个字典用 del 命令，如下实例：

tinydict = {'Name': 'Runoob', 'Age': 7, 'Class': 'First'} 
 
del tinydict['Name'] # 删除键 'Name'
tinydict.clear()     # 清空字典
del tinydict         # 删除字典

字典键的特性

字典值可以是任何的 python 对象，既可以是标准的对象，也可以是用户定义的，但键不行。

两个重要的点需要记住：

1）不允许同一个键出现两次。创建时如果同一个键被赋值两次，后一个值会被记住

2）键必须不可变，所以可以用数字，字符串或元组充当，而用列表就不行

字典内置函数&方法

Python 字典包含了以下内置函数：

Python 字典包含了以下内置方法：

十一 集合

集合（set）是一个无序的不重复元素序列。

集合中的元素不会重复，并且可以进行交集、并集、差集等常见的集合操作。

可以使用大括号 { } 创建集合，元素之间用逗号 **, ** 分隔，或者也可以使用 set() 函数创建集合。

创建格式：

parame = {value01,value02,...}
或者
set(value)

以下是一个简单实例：

set1 = {1, 2, 3, 4}            # 直接使用大括号创建集合
set2 = set([4, 5, 6, 7])      # 使用 set() 函数从列表创建集合

注意： 创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

1 集合的基本操作

1、添加元素

语法格式如下：

s.add( x )

将元素 x 添加到集合 s 中，如果元素已存在，则不进行任何操作。

x 可以有多个，用逗号分开。

2、移除元素

语法格式如下：

s.remove( x )

将元素 x 从集合 s 中移除，如果元素不存在，则会发生错误。

此外还有一个方法也是移除集合中的元素，且如果元素不存在，不会发生错误。格式如下所示：

s.discard( x )

我们也可以设置随机删除集合中的一个元素，语法格式如下：

s.pop() 

多次执行测试结果都不一样。

set 集合的 pop 方法会对集合进行无序的排列，然后将这个无序排列集合的左面第一个元素进行删除。

3、计算集合元素个数

语法格式如下：

len(s)

计算集合 s 元素个数

4、清空集合

语法格式如下：

s.clear()

5、判断元素是否在集合中存在

语法格式如下：

x in s

判断元素 x 是否在集合 s 中，存在返回 True，不存在返回 False。

2 集合内置方法完整列表

十二 条件判断

Python 条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True 或者 False）来决定执行的代码块。

可以通过下图来简单了解条件语句的执行过程:

代码执行过程：

1 if 语句

Python 中 if 语句的一般形式如下所示：

a = int(input())
if a == 1314:
    print(1314)
    print("你是个好人")
elif a == 520:
    print(520)
else:
    print("单身狗")

Python 中用 elif 代替了 else if，所以 if 语句的关键字为：if – elif – else。

注意：

• 1、每个条件后面要使用冒号 :，表示接下来是满足条件后要执行的语句块。
• 2、使用缩进来划分语句块，相同缩进数的语句在一起组成一个语句块。
• 3、在 Python 中没有 switch…case 语句，但在 Python3.10 版本添加了 match…case，

2 if 嵌套

在嵌套 if 语句中，可以把 if…elif…else 结构放在另外一个 if…elif…else 结构中。

if 表达式 1:
    语句
    if 表达式 2:
        语句
    elif 表达式 3:
        语句
    else:
        语句
elif 表达式 4:
    语句
else:
    语句

实例:

a = int(input())
if a == 1314:
    print(1314)
    if True:
        print("你是个好人")
    else:
        print("你是个人")
elif a == 520:
    print(520)
else:
    print("单身狗")

3 match…case

Python 3.10 增加了 match…case 的条件判断，不需要再使用一连串的 if-else 来判断了。

match 后的对象会依次与 case 后的内容进行匹配，如果匹配成功，则执行匹配到的表达式，否则直接跳过，_ 可以匹配一切。

语法格式如下：

match subject:
    case <pattern_1>:
        <action_1>
    case <pattern_2>:
        <action_2>
    case <pattern_3>:
        <action_3>
    case _:
        <action_wildcard>

case _: 类似于 C 和 Java 中的 default:，当其他 case 都无法匹配时，匹配这条，保证永远会匹配成功。

示例：

love = input()
match love:
    case "520":
        print("我爱你")
    case "呵呵":
        print("扎心了")
    case _:
        print("还有机会吗")

输出结果:

520
我爱你

十三 循环语句

本章节将为大家介绍 Python 循环语句的使用。

Python 中的循环语句有 for 和 while。

Python 循环语句的控制结构图如下所示：

1 while 循环

Python 中 while 语句的一般形式：

while 判断条件 (condition)：
    执行语句 (statements)……

执行流程图如下：

执行 Gif 演示：

同样需要注意冒号和缩进。另外，在 Python 中没有 do…while 循环。

以下实例使用了 while 来计算 1 到 520 的总和：

i = 1
sum = 0
while i <= 520:
     sum+=i
     i+=1
print(sum) #135460

2 while 循环使用 else 语句

如果 while 后面的条件语句为 false 时，则执行 else 的语句块。

语法格式如下：

while <expr>:
    <statement(s)>
else:
    <additional_statement(s)>

expr 条件语句为 true 则执行 statement(s) 语句块，如果为 false，则执行 additional_statement(s)。

循环输出数字，并判断大小：

count = 0
while count < 5:
   print (count, " 小于 5")
   count = count + 1
else:
   print (count, " 大于或等于 5")

执行以上脚本，输出结果如下：

0  小于 5
1  小于 5
2  小于 5
3  小于 5
4  小于 5
5  大于或等于 5

3 简单语句组

类似 if 语句的语法，如果你的 while 循环体中只有一条语句，你可以将该语句与 while 写在同一行中，如下所示：

flag = 1
 
while (flag): print ('欢迎访问我的博客!') 
 
print ("Good bye!")

注意：以上的无限循环你可以使用 CTRL+C 来中断循环。

3 for 语句

Python for 循环可以遍历任何可迭代对象，如一个列表或者一个字符串。

for 循环的一般格式如下：

for <variable> in <sequence>:
    <statements>
else:
    <statements>

实例如

list = ["wcm", "i", "love", "you", "1314"]
for li in list:
    print(li)

输出结果:

wcm
i
love
you
1314

也可用于打印字符串中的每个字符：

word = 'wcm'

for letter in word:
    print(letter)

输出结果：

w
c
m

整数范围值可以配合 range() 函数使用：

#  1 到 5 的所有数字：
for number in range(1, 6):
    print(number)

4 for…else

在 Python 中，for…else 语句用于在循环结束后执行一段代码。

语法格式如下：

for item in iterable:
    # 循环主体
else:
    # 循环结束后执行的代码

当循环执行完毕（即遍历完 iterable 中的所有元素）后，会执行 else 子句中的代码，如果在循环过程中遇到了 break 语句，则会中断循环，此时不会执行 else 子句。

range() 函数

如果你需要遍历数字序列，可以使用内置 range() 函数。它会生成数列，例如:

for i in range(5):
    print(i)

输出结果：

0
1
2
3
4

你也可以使用 range() 指定区间的值：

for i in range(3, 7): #左闭右开
    print(i)

输出结果:

3
4
5
6

也可以使 range() 以指定数字开始并指定不同的增量 (甚至可以是负数，有时这也叫做'步长'):

for i in range(0, 10,2):  
    print(i)

输出结果：

2
4
6
8

6 break 和 continue 语句及循环中的 else 子句

break 执行流程图：

continue 执行流程图：

while 语句代码执行过程：

for 语句代码执行过程：

break 语句可以跳出 for 和 while 的循环体。如果你从 for 或 while 循环中终止，任何对应的循环 else 块将不执行。

continue 语句被用来告诉 Python 跳过当前循环块中的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。

7 pass 语句

Python pass 是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

pass 不做任何事情，一般用做占位语句，如下实例

    if letter == 'c':
        pass
        print('执行 pass 块')
    else:
        print('当前字母 :', letter)

输出结果：

当前字母 : w
执行 pass 块
当前字母 : m

十四 Python 推导式

Python 推导式是一种独特的数据处理方式，可以从一个数据序列构建另一个新的数据序列的结构体。

Python 支持各种数据结构的推导式：

• 列表 (list) 推导式
• 字典 (dict) 推导式
• 集合 (set) 推导式
• 元组 (tuple) 推导式

1 列表推导式

列表推导式格式为：

[表达式 for 变量 in 列表] 
[out_exp_res for out_exp in input_list]

或者 

[表达式 for 变量 in 列表 if 条件]
[out_exp_res for out_exp in input_list if condition]

• out_exp_res：列表生成元素表达式，可以是有返回值的函数。
• for out_exp in input_list：迭代 input_list 将 out_exp 传入到 out_exp_res 表达式中。
• if condition：条件语句，可以过滤列表中不符合条件的值。

过滤掉长度小于或等于 3 的字符串列表，并将剩下的转换成大写字母：

names = ["wcm","i","love","you","一生一世"]
new_names = [name.upper()for name in names if len(name)>3]
print(new_names)

输出结果:

['LOVE', '一生一世']

计算 30 以内可以被 3 整除的整数：

multiples = [i for i in range(30) if i % 3 == 0]
print(multiples)  #[0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27]

2 字典推导式

字典推导基本格式：

{ key_expr: value_expr for value in collection }

or

{ key_expr: value_expr for value in collection if condition }

使用字符串及其长度创建字典：

ist1 = ['wcm', 'wmk', 'love']
newdict = {key:len(key) for key in list1}
print(newdict)
#{'wcm': 3, 'wmk': 3, 'love': 4}

3 集合推导式

集合推导式基本格式：

{ expression for item in Sequence }
或
{ expression for item in Sequence if conditional }

计算数字 1,2,3 的平方数：

setnew = {i**2 for i in (1,2,3)}

判断不是 abc 的字母并输出:

a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}

4 元组推导式（生成器表达式）

元组推导式可以利用 range 区间、元组、列表、字典和集合等数据类型，快速生成一个满足指定需求的元组。

元组推导式基本格式：

(expression for item in Sequence )
或
(expression for item in Sequence if conditional )

元组推导式和列表推导式的用法也完全相同，只是元组推导式是用 () 圆括号将各部分括起来，而列表推导式用的是中括号 [ ]，另外元组推导式返回的结果是一个生成器对象。

例如，我们可以使用下面的代码生成一个包含数字 1~9 的元组：

a = (x for x in range(1,10))
print(a)         #输出的是生成器
a = tuple(a)    # 使用 tuple() 函数，可以直接将生成器对象转换成元组
print(a)
#输出
#<generator object <genexpr> at 0x000001A6265481E0>
#(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)