Python程序设计语言（第二版）（微课版）课件 02 基本数据类型、运算符与表达式

学习目标：掌握Python语言的数据类型掌握Python语言的保留字，变量的命名和赋值掌握Python语言的基本输入输出函数掌握Python语言表达式的运算次序，并能够计算出结果知识导图第二章

基本数据类型、运算符与表达式2.1引例2.2基本数据类型2.3标识符和保留字2.4变量和赋值语句2.5基本输入与输出2.6运算符和表达式2.7混合运算和数值类型的转换2.1引例——华氏度摄氏度转换分析需求

利用程序进行温度转换，由用户输入一个温度值，程序将转换后的温度输出出来。这里要注意的是，如果输入的是摄氏度，那程序需要转换为华氏度输出，如果输入的是华氏度，那程序就要转换成摄氏度输出。设计算法

输入：首先确定要输入一个数字的温度值，另外输入时还要体现的是这个数字是摄氏度还是华氏度，因此在数字前我们加上一个字母标识。例如用C24表示摄氏24度，F72表示华氏72度。也就是说，每次输入内容中既有温度体系标识，还有需要转换的温度值。

计算：首先要根据输入温度体系标识，也就是输入内容中的首字符，如果首字符是C，则使用公式F=C*1.8+32计算得到华氏度，如果首字符是F，则使用公式C=(F–32)/1.8计算得到摄氏度。

输出：输出标识和温度值2.1引例——华氏度摄氏度转换编写程序#eg02-01.py#温度转换程序temperature=input('请输入温度标识和温度值：')#输入要转换的温度iftemperature[0]in['c','C']:#判断首字符是否为字母C和cf=eval(temperature[1:])*1.8+32#计算华氏度print("华氏温度为：{:.2f}".format(f))#输出华氏度eliftemperature[0]in['f','F']:#判断首字符是否为字母F和fc=((eval(temperature[1:])-32)/1.8)#计算摄氏度print("摄氏温度为：{:.2f}".format(c))#输出摄氏度else:#首字符不是上诉四个字母时print("输入错误！请重新运行。")#提示错误信息2.1引例——华氏度摄氏度转换输入与编辑程序

启动IDLE后，选择“File”,再选择”NewFile“，再弹出的新窗口内输入以上程序，保存为eg02-01.py。运行调试

选择“Run”,再选择”RunModule“。请输入温度标识和温度值：C24华氏温度为：75.202.2基本数据类型数值类型int,float,complex文本类型str逻辑类型bool序列类型list,tuple,range集合类型set,frozenset映射类型dict二进制类型bytes,bytearray,memoryview2.2.1数值类型----整型

整型(int)就是不带小数点的数字，Python中的整数包括正整数、0和负整数。Python整数的取值范围可是说是无限的(仅受限于运行Python的计算机的硬件)。可以使用以下进制来表示整数：十进制形式

我们平时所见的整数就是十进制形式，它由0-9十个数字组成。例如:789,-35。二进制形式

由0和1两个数字组成，书写时以0b或0B开头。例如：0b1001，-0B111。八进制形式

八进制整数由0-7八个数字组成，以0o或0O开头。注意，第一个符号是数字0，第二个符号是大写或小写的字母“O”。例如：0o61，-0O25。十六进制形式

由0-9十个数字和A-F（或a-f）六个字母组成，书写时以0x或0X开头。例如：0x2f，0X2E。2.2.1数值类型----浮点型

浮点型(float)与数学中的实数的基本类似，用来表示带有小数的数值。Python中浮点数必须带有小数部分，小数部分可以是0。浮点数有两种表示方法：十进制形式

十进制形式就是我们平时看到的小数形式，例如12.3、123.0、0.123。

注意：书写时必须包含一个小数点，如上例中123.0，如果省略写成123，就会被Python当作整数处理。指数形式

指数形式的写法为：aEb或aeba为尾数部分，书写为十进制形式；b为指数部分，书写为十进制整数；E或e是固定的字符，用于分割尾数部分和指数部分。整个表达式等价于a×10b。例如：3.84E8=3.84×108，其中3.84是尾数，8是指数。只要写成指数形式就是浮点数，即使它的最终值看起来像一个整数。例如：2E3等价于2000.0，2E3是一个浮点数。2.2.1数值类型----复数

复数（Complex）是Python的内置类型，直接书写即可以使用。换句话说，Python语言本身就支持复数，而不需要依赖于标准库或者第三方库。

复数由实部（real）和虚部（imag）构成，在Python中，复数的虚部以j或者J作为后缀，具体格式为：a+bja表示实部，b表示虚部。例如：5+0.6j就是一个复数。2.2.2字符串类型Python中的字符串必须由单引号（'）、双引号（"）、三引号（'''或"""）包围，字符串的开始和结束必须为相同类型的引号。格式为：‘字符串内容’

“字符串内容”

'''字符串内容''‘或"""字符串内容"""

字符串的内容可以包含英文字母、标点、特殊符号、中文、日文等计算机系统中所支持的所有文字。例如："12345"、'123abc'、"佳木斯大学“Python语言中三引号通常用来处理长字符串，如程序中有大段文本内容需要定义成字符串时可以使用，也经常用于对多行内容进行注释时。2.2.2字符串类型Python中的字符串是以unicode编码存储的字节数组。因此，字符串中的中文字符和英文字符都算1个字符。字符串有两种取值顺序，如右图所示。如果需要从字符串中获得子字符串，可以使用[头下标:尾下标]的格式来截取相应的字符串，其中下标从0起始，可以使用正数和负数，下标可以为空表示取到头或尾。2.2.2字符串类型Python字符串使用单引号和双引号没有区别。当字符串内容中出现引号时，我们需要进行特殊处理，否则Python会解析出错，>>>print('I'mallears')#执行后系统提示语法错误

SyntaxError:invalidsyntax们需要进行特殊处理，否则Python会解析出错

解决该问题的方法有两种：对引号进行转义

在引号前面添加反斜杠“\”就可以对引号进行转义，让Python把它作为普通文本对待。使用不同的引号包围字符串

如果字符串内容中出现了单引号，那么我们可以使用双引号包围字符串，反之亦然。2.2.3逻辑类型Python语言提供了逻辑（bool）类型来表示真（对）或假（错），比如表达式3>2，这个表达式是正确的，在计算机程序中称之为真（对），Python语言使用True来代表；而表达式2>3，这个表达式是错误的，在计算机程序中称之为假（错），Python语言使用False来代表。True和False都是Python语言中的关键字，输入时一定要注意字母的大小写，否则解释器会报错。2.2.4其他常用数据类型列表（list）

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

列表的格式为：[元素1,元素2,…]元组（tuple）

元组与列表类似，元组中元素的数据类型可以不相同，元组也是有序的，也可以被截取。不同之处在于元组的元素不能修改。

元组的格式为：（元素1,元素2,…）2.2.4其他常用数据类型集合类型（set）

集合类似于数学中的集合概念，是由0个或数个数据项的无索引无序组合。集合中的元素不可重复，元素类型不能是可变的数据类型。

集合的格式为：{元素1,元素2,…}字典类型（dict）

字典是一种映射类型，使用{}标识，元素的形式是“键-值”，键必须使用不可变数据类型，可以通过引用键名来访问元素，字典中元素是无序的。字节符类型（bytes）

字节符以二进制形式来存储数据，和字符串类似，也适用单引号、双引号、三引号作为定界符。如果字符串的内容都是ASCII字符，那么直接在字符串前面添加b前缀就可以转换成字节符类型。2.3.1标识符Python中标识符的主要作用就是作为变量、函数、类、模块以及其他对象的名称。

标识符的命名要遵循以下的命令规则：标识符是由大写小写字母、下划线、数字和汉字组成，但首字符不能是数字，长度没有限制。标识符不能和Python中的保留字相同。Python语言中，标识符中的字母是严格区分大小写的，NAME、Name和name是三个不同的标识符。Python语言中，以下划线开头的标识符有特殊含义，例如:以单下划线开头的标识符，表示不能直接访问的类属性；以双下划线开头的标识符表示类的私有成员；以双下划线作为开头和结尾的标识符是专用标识符。故应避免定义下划线开头的标识符。2.3.2保留关键字andexecnotFalseassertfinallyorNonebreakforpassTrueclassfromprint

continueglobalraise

defifreturn

delimporttry

elifinwhile

elseiswith

exceptlambdayield

2.4变量和赋值语句变量

变量可以是任意数据类型。变量名要遵循标识符的命名规则，变量值是变量中保存的数据，可以被多次修改。赋值语句

在编程语言中，将数据放入变量的过程叫做赋值。

格式为：变量=表达式>>>pi=3.1415926#将圆周率赋值给变量pi>>>str="佳木斯大学"#将Python教程的地址赋值给变量str>>>flag=True#将布尔值赋值给变量flag>>>print(pi,str,flag)3.1415926佳木斯大学True值运算符。格式为：变量=表达式2.4变量和赋值语句链式赋值语句

链式赋值用于同一个对象赋值给多个变量。>>>a=b=c=24#变量a，b，c的值都是24复合赋值语句复合赋值运算符名称功能+=加法赋值运算符c+=a等效于c=c+a-=减法赋值运算符c-=a等效于c=c-a*=乘法赋值运算符c*=a等效于c=c*a/=除法赋值运算符c/=a等效于c=c/a%=取模赋值运算符c%=a等效于c=c%a**=幂赋值运算符c**=a等效于c=c**a//=取整除赋值运算符c//=a等效于c=c//a2.4变量和赋值语句序列解包赋值

格式为：变量1，变量2，…，变量n=表达式1，表达式2，…，表达式n

需要注意的是，赋值符号两端数量必须一致。>>>one=10>>>two=20>>>A,B=one,two>>>print(A,B)10202.5基本输入与输出输入语句input()是Python的内置函数，用于从控制台读取用户输入的内容。input()函数总是以字符串的形式来处理用户输入的内容，所以用户输入的内容可以包含任何字符。

格式：变量=input(提示信息)

说明：input()函数把用户输入的任何字符作为一个字符串，存储到变量中。提示信息会在用户输入前显示在控制台上，提示用户应该输入的内容。提示信息部分可以不写，那样在输入前就不会有提示信息。>>>name=input("Enteryourname:")#利用input()输入姓名：Enteryourname:陈铭>>>print("Hello,",name)#输出欢迎消息。Hello,陈铭2.5基本输入与输出输出语句格式：print(value1,value2,…,sep='',end='\n')

说明：1.value1,value2,…是需要输出的内容，可以是变量和值，一次可以输出多个，中间使用逗号间隔。2.以上使用print()函数输出多项时，显示的输出内容默认以空格分隔，如果希望改变为其它的分隔符号，加入sep参数进行设置。3.end参数的默认值是“\n”，这个“\n”就表示换行。如果希望print()函数输出之后不进行换行，需要对end参数重新设置。2.5基本输入与输出输出语句>>>stu_name='陈铭'>>>stu_age=19>>>print("姓名：",stu_name,"年龄：",stu_age)姓名：陈铭年龄：19>>>print("姓名：",stu_name,"年龄：",stu_age,sep='|')姓名：|陈铭|年龄：|192.6运算符和表达式运算符功能说明+两个对象相加，正号、字符串合并与连接，列表、元祖-两个对象相减，相反数，集合差集*两个对象相乘，序列重复/真除法//求整商%求余数，字符串格式化**求幂运算>,>=,<,<=,==,!=比较大小，比较集合的包含关系or逻辑或运算and逻辑与运算not逻辑非运算in成员测试is对象统一性测试&,|,^集合交集，集合并集，对称差集@矩阵相乘运算符2.6运算符和表达式算术运算符及表达式“+”运算符可用于算术加法，也可用于字符串、元组、列表的连接不同类型的对象之间的相加或连接可能会出现异常。>>>60+3494>>>(7,8,9)+(10,)(7,8,9,10)>>>'abc'+'456''abc456'>>>True+562.6运算符和表达式算术运算符及表达式“-”运算符可用于算术减法，也可用于相反数。>>>60-3426>>>--11“*”运算符可用于算术乘法，也可以用于字符串、元组、列表这几个序列类型与整数的乘法，生成新的序列对象。>>>2*3.14*637.68>>>(1,2,3)*2(1,2,3,1,2,3)>>>'hello!'*3'hello!hello!hello!'2.6运算符和表达式算术运算符及表达式“/”和“//”运算符分别表示算术除法和算术求整商。>>>7.0/23.5>>>7.0//23.0>>>15//43>>>-15//4-42.6运算符和表达式算术运算符及表达式“%”运算符可用于整数或实数的求余运算，也可以用于字符串格式化。>>>10%31>>>-10%32>>>'%c,%s,%d'%(97,97,97)'a,97,97'“**”运算符表示幂运算。和内置函数pow()作用相同。>>>2**382.6运算符和表达式关系运算符及表达式

关系运算符用于对常量、变量或表达式的结果进行大小比较。如果这种比较是成立的，则返回True（真），反之则返回False（假）。>>>25>36False>>>2<4<6True>>>'one'>'five'True>>>False<TrueTrue>>>[2,3,4]<[2,3,5]True2.6运算符和表达式逻辑运算符及表达式

逻辑运算符包含逻辑与运算符“and”、逻辑或运算符“or”和逻辑非运算符“not”。逻辑运算符“and”和“or”可以用来操作任何类型的表达式，因此逻辑运算的结果也不一定是bool类型，它也可以是任意类型。而逻辑运算符“not”一定会返回bool类型。>>>14>6and30>50False>>>20and1010>>>20or1020>>>1notin{1,3,5}False>>>notFalseTrue2.7混合运算和数值类型的转换

当多个运算符同时出现在一个表达式中时，我们称之为混合运算。混合运算中先执行哪个运算符，后执行哪个运算符，就是运算符的优先级。Python支持几十种运算符，被划分成十九个优先级，同一级别上有多个运算符，需要按运算符的结合性来判断运算的次序，表2.5列出了运算符的优先级和结合性。Python中大部分运算符都具有左结合性；只有乘方运算符、取反运算符、符号运算符、按位与运算符、逻辑非运算符具有右结合性。

混合运算的规则是：一个表达式中出现多个运算符时，Python会先比较各个运算符的优先级，按照优先级从高到低的次序执行；当运算符的优先级相同时，再根据结合性决定是自左向右还是自右向左执行，当执行完所有的运算符后，就会得到最终的结果。2.7混合运算和数值类型的转换运算符说明Python运算符优先级结合性小括号()19（最高）无索引运算符x[i]或x[i1:i2