第2章 python程序设计准备

第二章Python程序设计准备常州工业职业技术学院19五月2026丁辉袁凯烽商俊燕韩少勇范晓玲郝亚平王霞俊吴春晖1Python程序设计目录

Contents01数值02列表03元组04字符串0506字典常量07080910逻辑运算符比较运算符其它运算符小结2数值011.1整型Python数值类型包括整型、浮点型、复数型和布尔型。整型（int）：整型数据就是平常所见的整数。Python3.x中整型可以表示任意大（小）的整数。>>>x=5433344443>>>print(x)5433344443>>>y=x*x>>>print(y)29521231836278980249>>>z=x**3>>>print(z)160399020948161083133610906307>>>f=-z>>>print(f)-160399020948161083133610906307>>>type(x)<class'int'>>>>type(23)<class'int'>>>>type(f)<class'int'>尽可以想象更大（小）的数type()是Python的内置函数，返回对象的类型4“x”、“y”、“z”、“f”称为变量“=”是赋值号，表示把右边的值赋给左边的变量1.2浮点型浮点型（float）：浮点型就是平时所用的带小数的数，也就是实数。>>>f=0.5>>>print(f)0.5>>>type(f)<class'float'>>>>0.5+(-12.97)-12.47>>>1.3455639480389409381.345563948038941>>>-3782.47837847874673536275-3782.478378478747>>>2e-9#表示的是2×10-92e-09浮点型数据的有效位数是17位5关于精度的案例61996年6月4日，“阿丽亚娜-5”运载火箭首次测试发射，火箭在发射后37秒被迫自行引爆，肇因于64位元的运算错误地变为16位元的运算，造成程序崩溃后处理器发生数字溢出，将感测角度的垂直读值错误的代入到水平值做运算，导致火箭在高速下进行90度水平滚转而崩解，触发自毁装置的启动。科学来不得半点马虎，程序设计人员必须做到认真仔细结果并不是0.3，为什么？1.2浮点型复数型（complex）：Python中的复数和数学中复数的定义一样，由实部和虚部构成，如3+4j。>>>s1=1+3j>>>s2=-4+9j>>>s3=s1+s2>>>s3(-3+12j)>>>s4=s1*s2>>>s4(-31-3j)>>>type(s4)<class‘complex‘>复数输出时，注意是放在“()”，如(-32-3j)71.3复数型布尔型（bool）：Python中布尔型的值只有True和False两个。True在数学运算时表示1，False表示0。>>>type(True)<class'bool'>>>>type(False)<class'bool'>>>>x=1+True>>>x2>>>y=1+False>>>y181.4布尔型1.5算术运算符9运算符功能描述应用举

例运算符功能描述举例+加法运算5+3的结果为8**乘方运算5**3的结果为125-减法运算5-3的结果为2^异或运算5^3的结果为6*乘法运算5*3的结果为15&与运算5&3结果为1/除法运算5/3的结果为1.6666666666666667|或运算5｜3的结果为7//整除运算5//3的结果为1，5.2//3的结果为1.0<<

左移运算5<<2的结果为20%取余运算5%3的结果为2，5.2%3的结果为2.2>>

右移运算5>>1的结果为2位运算符按二进制位进行运算10？如何将153的各位数字取出？算术运算符示例#“//”整除运算，是取商的整数部分>>>7//32>>>7.4//51.0#“%”取余运算，是取除法运算后的余数部分>>>8%32>>>1.01**36537.78343433288728>>>0.99**3650.0255179644522911251.01和0.99与1只差了0.01，但是365天后就是巨大的差别。1.01可理解成每天进步一点点，0.99就是每天退步一点点。同学们需要怎么做呢？1.5算术运算符#位运算符都是按位进行的，依据二进制形式进行运算>>>print(3^8,3|8,3&8,8>>1,8<<2,sep=',')11,11,0,4,32#sep=’,’表示多个输出项之间用“,”进行分隔>>>print(8>>3)#右移，高位补符号位，低位丢弃1>>>-109>>2-28#左移，高位丢弃时保留符号位，低位补0>>>print(12<<2)48>>>-12<<13-98304>>>5&64位运算符应用示例

>>>3&40>>>5&64>>>3^56>>>3|57#先按位取反，正数取反为负数#负数再按补码规则转换为实际原码>>>~3-4>>>~-4311数值—算术运算符1.5算术运算符12运算符的优先级，从低到高依次为^、｜、&、<<、>>+、-*、/、//、%**低高数值—算术运算符1.5算术运算符13列表022.1列表(list)列表（list）是Python的一种内建数据类型。把所有元素放在一对“[]”内，用“,”进行分隔，同一个列表中的元素可以是不同的类型。列表是一种可变序列类型，可以进行增加、删除、修改元素等操作。列表的创建与删除：使用赋值运算符“=”直接将一个列表赋值给一个变量即可创建列表。>>>alist=[1,2,3,4]>>>alist[1,2,3,4]>>>print(alist)[1,2,3,4]>>>list_x=[1,'a','Python',9,[1,2,3]]>>>list_x[1,'a','Python',9,[1,2,3]]>>>type(list_x)#列表类型<class'list'>#上述分别创建了alist和list_x两个列表，alist所有元素都是同一类型，而list_x的元素包含数值、字符串和列表。>>>dellist_x>>>list_xTraceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>NameError:name'list_x'isnotdefined#del命令的功能是删除一个实例对象。删除list_x后，再次访问list_x时，抛出异常。15列表操作方法：Python提供了很多列表的操作方法。方法功能描述list.append(object)在列表的尾部追加元素list.count(value)返回列表中某元素出现的次数list.extend(iterable)在列表的尾部追加另一个列表list.index(value,[start[,stop]])返回某元素在列表中的位置list.insert(index,object)在列表的某个位置插入一个元素list.pop([index])返回列表中index位置的元素，并删除该元素，省略index则指列表尾部位置list.remove(value)删除列表中指定元素，若有多个，则删除第一个list.reverse()将列表中元素的顺序颠倒list.sort(reverse=False)将列表中的元素默认按升序排序162.2列表的操作方法列表操作方法应用>>>alist=[1,4,2,2,3,4,4]>>>alist[1,4,2,2,3,4,4]>>>alist.append(2)#在列表尾部追加元素“2”>>>alist[1,4,2,2,3,4,4,2]#在第3（左边第一个元素的位置为0）个位置插入元素“8”>>>alist.insert(3,8)>>>alist[1,4,2,8,2,3,4,4,2]>>>alist.pop()2>>>alist[1,4,2,8,2,3,4,4]17>>>alist.reverse()>>>alist[4,4,3,2,8,2,4,1]>>>alist.sort()>>>alist[1,2,2,3,4,4,4,8]>>>alist.sort(reverse=True)>>>alist[8,4,4,4,3,2,2,1]>>>alist.count(4)#4出现的次数32.2列表的操作方法Python中序列的索引（下标）既可以从左向右以0开始依次增加也可以从右向左以-1开始依次减小列表元素的访问与修改>>>alist=[3,4,2,9]>>>print(alist[0])#输出左边第0个位置的元素3>>>print(alist[-len(alist)])#输出最左边的元素3>>>print(alist[3])#输出左边第3个位置的元素9>>>print(alist[-1])#输出最右边的元素9>>>print(alist[2]，alist[-2])#输出左边第2个位置的元素，两种索引方式22>>>alist[0]=88#修改列表元素的值>>>print(alist[0])88len()是Python的内置函数，用于获得序列中元素的个数182.3列表元素的访问切片操作：切片是Python序列的重要操作之一。适用于列表、元组、字符串、range对象等。可以用切片来截取序列中任何部分，获得一个新的序列。

切片操作使用2个冒号分隔三个数字来实现，第一个数字表示切片的开始位置，默认为0，第二个数字表示切片的终止位置（但不包含该位置的元素），默认为序列的长度，第三个数字为切片的步长，默认为1，当省略步长时，可以同时省略后一个冒号。192.4列表切片#列表切片>>>alist=[3,4,2,9,12,6,18,-6]>>>alist[:] #取全部元素[3,4,2,9,12,6,18,-6]>>>alist[0:] #取全部元素[3,4,2,9,12,6,18,-6]>>>alist[:-1] #取除最后一个元素外的所有元素，alist[:-1]等价于x[0:-1:1][3,4,2,9,12,6,18]>>>alist[2:5] #取序号是2、3、4的元素，不包含最后一个序号的元素[2,9,12]>>>alist[::2] #从0开始隔一个取一个元素[3,2,12,18]>>>alist[1:5:2]#从1开始，每隔一个取一个元素，直到5为止[4,9]>>>alist[::-1] #从右向左取全部成员，实现了逆序输出[-6,18,6,12,9,2,4,3]>>>alist[5:0:-2] #从右向左隔一个取一个元素，不包含0[6,9,4]202.4列表切片#切片的应用#获得子列表，或者修改删除列表元素>>>alist=[3,4,2,9,12,6,18,-6]>>>alist_x=alist[1:6:2]>>>alist_x[4,9,6]>>>alist[1:6:2]=[28,38,48]#修改元素值>>>alist[3,28,2,38,12,48,18,-6]#修改元素值要求“=”左右两侧元素个数相同>>>delalist[3:5]#删除元素>>>alist[3,28,2,48,18,-6]21如何通过切片实现列表的倒序？即a=[1,2,3,4]，通过切片转换成a=[4,3,2,1]2.4列表切片22元组033.1元组(tuple)元组（tuple)是Python的一个重要内建数据类型。元组是用“()”将数据元素括起来，元素之间用”,”进行分隔。一个元组的元素可以是不同类型。元组是不可变序列，元组一旦创建，用任何方法都不可以修改其元素的值，也不可以增删元素。因此可以利用元组的不可修改特性，保存一些固定值。元组的创建与删除>>>tuple=(1,2,3,'k','Python')>>>tuple(1,2,3,'k','Python')>>>type(tuple)<class'tuple'>>>>tup1=()#创建一个空元组>>>tup1()>>>tup2=(8,)#创建只含一个元素的元组时要注意，元素后要加一个“,”>>>tup2(8,)243.1元组(tuple)25>>>tup3=(8)#未加“,”，则视为一个括号表达式，所以tup3为8>>>tup38>>>deltup2#删除tup2>>>tup2#删除后再访问，则抛出异常Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#23>",line1,in<module>tup2NameError:name'tup2'isnotdefined>>>month=("January","February","March","April","May","June","July","August","September","October","November","December")>>>month('January','February','March','April','May','June','July','August','September','October','November','December')>>>type(month)<class'tuple'>元组中元素的访问#元组也可以进行切片操作，规则同列表>>>tuple[0]#元组中元素的访问同列表，也是通过下标（索引）和切片进行访问1>>>tuple[2],tuple[4](3,'Python')>>>tuple[-1]'Python'>>>tuple[1:5:2](2,'k')263.2元素的访问元组的运算>>>tuple=(1,2,3,'k','Python')>>>language=("java","C#","PHP")>>>merge=tuple+language#连接运算>>>merge(1,2,3,'k','Python','java','C#','PHP')>>>language*3#重复运算('java','C#','PHP','java','C#','PHP','java','C#','PHP')元组操作方法#元组只有两个操作方法，分别是tuple.index(value,[start[,stop]])和tuple.count(value)，定义也和列表相同>>>merge.index(‘java’)#所有序列的下标从左到右从0开始增加，从右到左是从-1开始减小5>>>merge.count(‘C#’)1273.3元组的运算及方法不可变序列：字符串和元组是不能修改其值的28字符串044.1字符串(str)Python中的字符串就是用单引号“’”、双引号“””、三个单引号“’’’”和三个双引号“””””括起来的字符序列。字符串属于不可变序列。>>>"Python"'Python'>>>type("Python")<class'str'>>>>str='''ThisisafunctionReturnatuple.'''>>>str'Thisisafunction\nReturnatuple.\n'三引号括起来的字符串，通常用在多行字符串中30#字符串按切片来进行操作，获取部分字符>>>str=“Python”>>>str[0]‘P’>>>str[-1]‘n’>>>str[1:5:2]‘yh'>>>str[0]=‘r’Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#6>",line1,in<module>str[0]='r'TypeError:'str'objectdoesnotsupportitemassignment这里抛出了异常，是因为字符串是不可变序列，即不能修改其值，这儿想修改就出现错误了314.1字符串(str)转义字符：是控制字符和特殊含义的字符。转义字符含义转义字符含义\n换行\\字符串中“\”号本身\t制表符（Tab）\”字符串中双引号本身\r回车\ddd3位八进制数对应的ASCII码字符\’字符串中的单引号本身\xhh2位十六进制数对应的ASCII字符>>>print('Thisisafunction\nReturnatuple.\n')ThisisafunctionReturnatuple.>>>'\123'#3位八进制数对应的ASCII字符S'S'>>>'\x2f'#2位十六进制数对应的ASCII字符“/”'/'>>>'asdf\”hjk'‘asdf”hjk’32字符串(str)4.2转义字符串字符串运算：在Python中字符串可使用“+”、“*”运算符进行运算。>>>sentence="Python"+"isaprogramminglanguage.">>>print(sentence)Pythonisaprogramminglanguage.>>>str="Python"*3>>>str'PythonPythonPython‘#“+”就是连接的意思，“*”是将字符串重复n次33字符串(str)4.3字符串运算字符串操作方法：Python提供了很多字符串的操作方法。方法功能描述string.capitalize()将字符串中第一个字母大写string.count(sub[start[,end]])统计字符串中某一子字符串从start位置开始到end位置为止出现的个数string.find(sub[start[,end]])返回某一子字符串的起始位置，无则返回-1string.isalnum()检测字符串是否仅包含0~9、a~z、A~Zstring.isalpha()检测字符串中是否只包含a~z、A~Zstring.isdigit()检测字符串中是否只包含0~9string.islower()检测字符串是否均为小写字母string.isspace()检测字符串中是否均为空白字符string.istitle()检测字符串中单词是否均为首字母大写string.issupper()检测字符串中是否均为大写字母string.join(iterable)连接字符串string.lower()将字符串中的字母全部转换为小写string.split(sep=None)分割字符串，默认用空格分割string.swapcase()将字符串中的大写字母转换为小写，小写字母转换为大写string.title()将字符串中单词的首字母大写string.upper()将字符串中全部字母大写string.strip([chars])去除字符串首尾的空格、\n、\r、\t，如指定，则去除首尾指定的字符34字符串(str)字符串(str)4.4字符串操作方法检测类方法#字符串操作方法应用示例>>>str='Iamastudent.'>>>print(str)Iamastudent.#“sep=''”表示以空格作为分割符，将字符串分割为一个列表list>>>list=str.split(sep='')>>>list['I','am','a','student.']>>>str.title()#将字符串的首字母大写'IAmAStudent.'>>>lag="Python">>>lag'Python'>>>'G'.join(lag)#用“G”连接字符序列'pGyGtGhGoGn'>>>lag'Python'>>>‘’.join(list)#用空格将字符串序列连接成字符串'Iamastudent.'可以使用dir(object)查看实例对象的属性和方法，如dir(str)可以查看字符串实例对象的属性和方法(函数)。>>>dir(str)['__add__','__class__','__contains__','__delattr__','__dir__','__doc__','__eq__','__format__','__ge__','__getattribute__','__getitem__','__getnewargs__','__gt__','__hash__','__init__','__init_subclass__','__iter__','__le__','__len__','__lt__','__mod__','__mul__','__ne__','__new__','__reduce__','__reduce_ex__','__repr__','__rmod__','__rmul__','__setattr__','__sizeof__','__str__','__subclasshook__','capitalize','casefold','center','count','encode','endswith','expandtabs','find','format','format_map','index','isalnum','isalpha','isascii','isdecimal','isdigit','isidentifier','islower','isnumeric','isprintable','isspace','istitle','isupper','join','ljust','lower','lstrip','maketrans','partition','replace','rfind','rindex','rjust','rpartition','rsplit','rstrip','split','splitlines','startswith','strip','swapcase','title','translate','upper','zfill']354.4字符串操作方法下表是出席北京2008年夏季奥运会的国家，请编程按字母顺序确定各个国家的出场顺序。（注：按惯例，东道主中国是最后出场）36字符串(str)中国（CHN）美国（USA）俄罗斯（RUS）英国（GBR）德国（GER）澳大利亚（AUS）韩国（KOR）日本（JPN）意大利（ITA）法国（FRA）荷兰（NED）乌克兰（UKR）肯尼亚（KEN）西班牙（ESP）牙买加（JAM）波兰（POL）埃塞俄比亚（ETH）罗马尼亚（ROU）古巴（CUB）加拿大（CAN）匈牙利（HUN）挪威（NOR）巴西（BRA）白俄罗斯（BLR）捷克（CZE）斯洛伐克（SVK）新西兰（NZL）格鲁吉亚（GEO）哈萨克斯坦（KAZ）丹麦（DEN）朝鲜（PRK）泰国（THA）蒙古国（MGL）瑞士（SUI）阿根廷（ARG）墨西哥（MEX）比利时（BEL）津巴布韦（ZIM）斯洛文尼亚（SLO）阿塞拜疆（AZE）印度尼西亚（INA）保加利亚（BUL）土耳其（TUR）中国台北（TPE）芬兰（FIN）拉脱维亚（LAT）多米尼加（DOM）爱沙尼亚（EST）葡萄牙（POR）特立尼达和多巴哥（TTO）印度（IND）伊朗（IRI）喀麦隆（CMR）巴拿马（PAN）突尼斯（TUN）瑞典（SWE）立陶宛（LTU）尼日利亚（NGR）克罗地亚（CRO）哥伦比亚（COL）希腊（GRE）亚美尼亚（ARM）乌兹别克斯坦（UZB）奥地利（AUT）爱尔兰（IRL）吉尔吉斯斯坦（KGZ）塞尔维亚（SRB）阿尔及利亚（ALG）巴哈马（BAH）摩洛哥（MAR）塔吉克斯坦（TJK）智利（CHI）厄瓜多尔（ECU）冰岛（ISL）马来西亚（MAS）萨摩亚（SAM）新加坡（SIN）南非（RSA）苏丹（SUD）越南（VIE）埃及（EGY）阿富汗（AFG）以色列（ISR）毛里求斯（MRI）摩尔多瓦（MDA）汤加（TOG）委内瑞拉（VEN）

4.5应用示例编程思路：（1）各国名称是一个字符串；（2）将所有国家的名称存储到列表中；（3）通过列表排序函数实现排序；（4）将中国添加到列表的最后。37字符串(str)交互模式下，代码如下：>>>country=['USA','RUS','GER','AUS','KOR','JPN','ITA','FRA']>>>country.sort()#排序>>>country['AUS','FRA','GER','ITA','JPN','KOR','RUS','USA']>>>country.append(‘CHN’)#加入中国>>>country['AUS','FRA','GER','ITA','JPN','KOR','RUS','USA','CHN']1.如何实现从大到小排序？2.奥运会每个国家都可以举办？想要获得主办权必须符合以下五个方面的基本条件：第一，国家必须具备举办奥运会的经济实力。第二，国家必须政治稳定，社会安定。第三，国家必须是一个体育大国，体育事业蓬勃发展。第四，国家必须具有举办大型运动会的经验，有能力办好这次盛会。第五，国家必须具备举办奥运会的设施条件。2022年的冬奥会已在北京举办，北京成为全世界唯一个举办过夏季和冬季奥运会的城市。北京中国字符串(str)4.5应用示例38字典05字典字典是Python的一种内建数据类型，每个元素都是以“键：值”对形式存在，用“｛｝”将所有元素括起来，各元素之间用“,”分隔。字典是无序的，其元素的访问是通过“键”实现的，而不是通过元素的位置（索引），并且要求字典中“键”不能重复。字典是Python中最强大的数据类型之一。字典的创建与访问：Python中实例对象的创建就是通过赋值号“=”将一个实例赋值给一个变量即可。>>>dict={}#创建一个空字典>>>adct={'a':1,'b':2,'c':3.4}>>>adct{'a':1,'b':2,'c':3.4}>>>lag={'Python':1,'c':2,'java':3}>>>lag{'Python':1,'c':2,'java':3}>>>adct['a']#通过键访问元素的值1>>>lag['java']3>>>xuesheng={'xm':['ding','wang','li'],'xb':['f','f','m'],'fs':[67,78,87]}>>>xuesheng{'xm':['ding','wang','li'],'xb':['f','f','m'],'fs':[67,78,87]}#字典的键可以是一个字符串、数值、逻辑值，字典的值可以是单个的值，也可以是列表、元组等40字典的键不允许重复5.1字典(dict)字典字典元素的修改修改值>>>lag['java']=5>>>lag{'Python':1,'c':2,'java':5}增加元素>>>lag["c#"]=4#直接将值赋给一个新的键，就添加了一个元素>>>lag{'Python':1,'c':2,'java':5,'c#':4}元素的删除#del命令可以删除元素，也可以删除整个字典>>>dellag['java']>>>lag{'Python':1,'c':2,'c#':4}>>>dellag>>>lagTraceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#31>",line1,in<module>lagNameError:name'lag'isnotdefined415.1字典(dict)字典字典操作方法：Python提供了很多字典的操作方法。方法功能描述dict.clear()清空字典dict.copy()复制字典dict.get(k[,default])获得k（键）对应的值，不存在则返回defaultdict.items()获得由键和值组成元组做为元素的迭代器dict.keys()获得键的迭代器dict.pop(k[,d])删除k（键）对应的”键：值”对dict.update(adict)从另一个字典更新字典元素的值，如不存在，则添加此元素dict.values()获得值的迭代器dict.fromkeys(iter,value)以列表或元组中给定的键建立字典，默认值为valuedict.popitem()从字典中任意删除一个元素，并返回它dict.setdefault(k[,default])若存在键为k的元素，则返回其对应的值，否则在字典中添加一个k:default的元素425.2字典操作方法字典字典方法应用示例>>>xuesheng={'name':'ding','age':18,'score':[112,145,80]}>>>xuesheng{'name':'ding','age':18,'score':[112,145,80]}>>>xuesheng.get('addr',"jiangsu")#“addr”键不存在，返回默认值“Jiangsu”'jiangsu'>>>xuesheng.popitem()#随机删除一个元素（键：值对），并返回该元素('score',[112,145,80])>>>xuesheng.setdefault('addr',"shanghai")'shanghai'>>>xuesheng#删除了’score’:[112,145,80]，增加了’addr’:’shanghai’元素{'name':'ding','age':18,'addr':'shanghai’}>>>forkeyinxuesheng.items():#获得“键：值”对的列表 print(key)('name','ding')('age',18)('addr','shanghai')435.2字典操作方法认真仔细观察字典字典方法应用示例>>>xuesheng{'name':'ding','age':18,'addr':'shanghai'}>>>xuesheng.keys()#获取键，以列表形式返回dict_keys(['name','age','addr'])>>>xuesheng.values()#获取值，以列表形式返回dict_values(['ding',18,'shanghai'])445.2字典操作方法字典字典应用示例字典可以简单理解为存储一个二维表，如下学生表，可以定义一个字典来存储。>>>xsxx={'xm':['Xu','Wang','Jiang'],'xb':['F','M','F'],'fs':[58,78,83]}>>>xsxx{'xm':['Xu','Wang','Jiang'],'xb':['F','M','F'],'fs':[58,78,83]}455.3应用示例46常量06常量48常量是指在程序执行过程中其值不变的量。比如数值常量78、25.5，字符串常量：”python”。Python内部还建有一些常量：None：表示没有值的对象True（真）、False（假）是两个逻辑常量Python中任何空值常量：0、（）（空元组）、｛｝（空字典）、[]（空列表）等。任何空值常量都视为逻辑假（False），非空则视为逻辑真（True）。6.1常量什么是变量？6.1常量49>>>type(True)<class'