让Python帮你算术：常用函数及运算符
文章目录
思维导图
前言
一、三大最最最基本函数
1、Python len()函数
2、Python input()函数
3、Python print()函数
二、格式化字符串与类型变换
1、格式化字符串
1.1. %占位符方法
1.2 format函数方法
2、数据类型转换
三、Python中的运算符
1、算术运算符
2、赋值运算符
2.1 基本赋值运算符
2.2 更多赋值运算符
3、位运算符
4、比较运算符
5、逻辑运算符
6、三目操作符
7、运算符优先级
总结
思维导图
前言
上一篇文章为大家讲解了变量和简单的数据类型，我们先回顾一下上一节内容吧！
变量主要讲了变量的概念、变量的命名规则、变量的赋值规则。
字符串主要讲了字符串的概念以及字符串的几种操作方法。
数值类型主要讲了三大类型：整型、浮点型、复数以及它们进行相互转换时的误差来源。
注释主要讲了三种注释方法：单行注释、单引号注释以及双引号多行注释。
还没有学习的铁子们可以点击此链接简单回顾一下：http://t.csdnimg.cn/PmHWL
当大伙儿学习完上一篇内容，你是否有这样的疑问：计算题好难，什么时候才可以让计算机帮我算术呀？
大家先别急，今天的内容我就带大家学习一些超级频繁使用的函数及运算符！学完本章内容，Python就可以成为你身边的算术高手，让你不再为复杂的计算烦恼！本章内容有点长，大家注意慢慢理解消化！
一、三大最最最基本函数
1、Python len()函数
学过C语言的铁子们都知道，C语言中我们使用strlen()来获取字符串长度，还要包含头文件#include
len()函数的格式如下：
len（string）举个栗子：
string = "handsome boy"
print(len(string))
#输出结果为12但是当我们用指头一个个数的时候会惊奇地发现只有11个字母，这是因为在字符串中空格也被算作一个字符。如果你不想将空格算入，可以使用上一篇讲到过的replace函数去除空格。
然而在实际应用中，仅仅知道字符串长度是远远不够的，我们还需要获取字节数。
回顾尘封已久的大学计算机知识，我们知道：不同的字符所占的字节数不同，数字、英文字母、小数点、下划线以及空格，各占一个字节，而一个汉字可能占 2~4 个字节，这取决于采用的编码方 式。
我们可以使用使用encode()方法将字符串编码为字节字符串，然后使用leng()函数获取字节字符串的字节数
text = "点赞收藏"
byte_text = text.encode() # 将字符串编码为字节字符串
byte_count = len(byte_text) # 获取字节字符串的字节数
print(byte_count)2、Python input()函数
C语言中我们使用scanf函数来进行输入，在Python中我们则使用input()函数来获取用户输入的字符串。
举个栗子：
msg = input("请输入你的年龄：")
print(type(msg))#输出结果总是
print(msg) type可以获取数据类型，我们会发现无论是输入何种数据类型，输出结果总说是字符串。这是因为input()返回的是字符串类型，因此读取数字时需要进行类型转换（本篇会讲解）。
age = int(input("请输入你的年龄:"))
print(type(age))#只要输入整数，输出结果总为
print(age) 3、Python print()函数
用 print() 函数只输出了一个变量想必大家不再陌生，但实际上 print() 函数其实可以同时输出多个变量，而且它还具有更多功能。
将其与刚才讲过的input()函数结合起来，我们可以这样写：
name = input("你的名字：")#Hunter乔乔
age = int(input("你的年龄："))#18
print("我的名字是：", name, "我的年龄是：", age)
#输出结果：我的名字是： Hunter乔乔 我的年龄是： 18由于print()函数末尾自动会提行（有一个隐藏的end = "\n"）如果我们不想提行，可以在末尾添加一个, end = ""
然有的铁子们可能会问：如果我想将数值添加到字符串中间呢？这就会用到格式化字符串的方法，我们立马安排！
二、格式化字符串与类型变换
1、格式化字符串
在C语言中我们使用占位符进行格式化输出，应对多个数据填入的情况。那么在Python中，我们有两种方法进行格式化输出：%占位符方法和format函数方法
1.1. %占位符方法
Python 提供了“%”对各种类型的数据进行格式化输出。
%占位符使用方法如下
第一部分：字符串+占位符：“我的年龄是%d”，将占位符包含在字符串中
第二部分：用%分隔开，前面是第一部分，后面是变量或表达式的值
第三部分：变量或表达式的值，age
age = 18
print("我的年龄是%d岁"%age)
#输出结果为：我的年龄是18岁类似于“%d”这样的“格式化操作符”在字符串中相当于一 个占位符，它会被后面的变量或表达式的值代替。
name = "Hunter乔乔"
age = 18
print("我的名字是%s，我的年龄是%d岁" % (name, age))
#输出结果为：我的名字是Hunter乔乔，我的年龄是18岁如果格式化字符串中包含多个占位符，第三部分也应该对应地提供多个变量，并且使用()将这些变量括起来。
那么除了%d这样的占位符，还有哪些占位符呢？
| %s（常用） |
字符串 |
| %d（常用） | 整数 |
| %f（常用） | 浮点数 |
| %o |
八进制整数 |
| %x | 十六进制整数 |
| %% | 字面上的%符号 |
| %g | 智能选择使用 %f 或 %e 格式 |
| %c | 格式化字符及其 ASCII 码 |
| %r | 使用 repr() 将变量或表达式转换为字符串 |
当使用上面的占位符时，可指定转换后的最小宽度
在默认情况下，转换出来的字符串总是右对齐的，不够宽度时左边补充空格。Python 也允许在最小宽度之前添加一个标志来改变这种行为，Python 支持如下标志：
-：指定左对齐。
+：表示数值总要带着符号（正数带“+”，负数带“-”）
0：表示不补充空格，而是补充 0
这三个符号是可以同时存在的！
在最小宽度之后可以使用一个整数指定浮点数小数点后的数字位数；
如果转换的是字符串转换后的字符串的最大字符数。
这个整数被称为精度值，放在最小宽度之后，中间用"."隔开。
age = 18
print("我的年龄是%5d" % age)
print("我的年龄是%05d" % age)
print("我的年龄是%+05d" % age)
print("我的年龄是%-+05d" % age)
print("我的年龄是%-+05.3f" % age)
#输出结果为：我的年龄是 18（原因是右对齐，前面补充3个字符的空格）
#输出结果为：我的年龄是00018（原因是"0"要求空格被0所替换）
#输出结果为：我的年龄是+0018（原因是"+"要求带上符号，符号算作一个字符）
#输出结果为：我的年龄是+18（原因是"-"要求左对齐，无需添加空格）
#输出结果为：我的年龄是+18.000（原因是".3"要求精确到小数点后三位）1.2 format函数方法
使用大括号 {} 作为占位符，在字符串中指定位置插入变量。用法结构与使用占位符相似，但是不用在意数据类型。
name = "Hunter乔乔"
age = 18
print("我的名字是{}，我的年龄是{}".format(name, age))
#输出结果为：我的名字是Hunter乔乔，我的年龄是18岁当然还可以通过索引的方式去匹配参数，但务必注意索引从0开始计算，这就允许我们打乱参数顺序。
name = "Hunter乔乔"
gender = "男"
age = 18
print("我的名字是{2}，我的年龄是{0}岁".format(age, gender, name))
#输出结果为：我的名字是Hunter乔乔，我的年龄是18岁甚至我们还可以通过参数名来匹配参数。
print("我的名字是{name}，我的年龄是{age}岁".format(age=18, name="Hunter乔乔"))
#我的名字是Hunter乔乔，我的年龄是18岁不仅如此，我们还可以将两者混合使用
age = 18
name = "Hunter乔乔"
print("我的名字是{1}，我的年龄是{0}岁,我是一名{gender}生".format(age, name, gender="男"))
#我的名字是Hunter乔乔，我的年龄是18岁,我是一名男生不过，如果我们把sex="男"放在age和name中间就会报错
age = 18
name = "Hunter乔乔"
print("我的名字是{2}，我的年龄是{0}岁,我是一名{gender}生".format(age, gender="男",name))
#报错信息：位置实参位于关键字实参后面所以这里一定要小心，我们通过参数名来匹配的参数一定要放在通过索引匹配的参数后面！
2、数据类型转换
我们在前面“Python input()函数”一节中说到过，读取input()函数传来的数值时要用到类型转换。
再举一个栗子：
height = 180
print("作者身长" + height)
#警告信息：意外类型：(int)可能的类型:(LiternalString)(str)这种报错表明：计算机识别到“作者身长”和height不是同一种数据类型，不能直接相加，那我们该怎么办呢？这就需要将两者转换为同一种数据类型。
但是转换哪一个变量或值又是一个问题！如果我们将非数字字符串强制转换为整型也会疯狂报错。这是因为在使用类型转换函数时，提供给它的数据必须是有意义的。那么我们就可以选择将数值转换为字符串。
height = 180
print("作者身长" + str(height))
#运行结果：作者身长180这样的说法就完全正确。
那么还有哪些类型转换呢？请看下表：
| int(x) | 将 x 转换成整数类型 |
| float(x) | 将 x 转换成浮点数类型 |
| complex(real，[,imag]) | 创建一个复数 |
| str(x) | 将 x 转换为字符串 |
| repr(x) | 将 x 转换为表达式字符串 |
| eval(str) | 计算在字符串中的有效 Python 表达式，并返回一个对象 |
| chr(x) | 将整数 x 转换为一个字符 |
| ord(x) | 将一个字符 x 转换为它对应的整数值 |
| hex(x) | 将一个整数 x 转换为一个十六进制字符串 |
| oct(x) | 将一个整数 x 转换为一个八进制的字符串 |
三、Python中的运算符
看过Hunter乔乔的“分别与轮回：C语言的分支循环语句（一）”的铁子们都知道，他C语言的运算符这一章讲得相当好。今天我们在Python中也来讲讲这运算符到底是怎么个事儿？
1、算术运算符
在数学世界里，我们常用的有“+，-，×，÷，^”等等。但在Python的世界里，我们需要处理更多的数据，意味着我们的算术运算符就更多。
算术运算符是处理四则运算的符号，常用的有如下几种：
| + | x加y |
| - | x减y |
| * | x乘y |
| / | x除y |
| % | 取余，返回x除以y余数 |
| // | 整除，返回x除以y商的整数部分 |
| ** | 乘方，返回x的y次方 |
举几个简单的栗子：
print(15 % 4)#3
print(17 // 4)#4
print(2 ** 8)#642、赋值运算符
赋值运算符在所有计算机语言中的用法几乎都相同，所以学会一节总比六节强！
赋值运算符可以用于将某些值赋值给变量，在运用中，我们可以直接将"="右边的值直接赋值，也可以将其进行某些运算后赋值。
2.1 基本赋值运算符
当我们进行最简单的赋值时，即仅仅将值赋值给变量时，我们会用到赋值运算符“=”
但它还有一种用法，就是将变量赋值给变量，前提是赋值的变量有具体的值，这样就可以实现值的传递。我们也还可以将变量和数进行一些运算后再进行赋值
a = 3
b = a
c = a + 1
print(a, b)
#输出结果：3 3 42.2 更多赋值运算符
在实际运用中，我们需要将变量加上某个数再赋值给它本身，例如常用于计数的变量cnt
cnt = 5
cnt += 1
print(cnt)
#输出结果为6我们通常将算术运算符与=结合形成功能更强大的赋值运算符
| 运算符 | 功能 | 示例 | 展开式 |
|---|---|---|---|
| = | 最基本赋值 | x=y | x = y |
| += | 加赋值 | x+=y | x=x+y |
| -= | 减赋值 | x-=y | x=x-y |
| *= | 乘赋值 | x*=y | x=x*y |
| /= | 除赋值 | x/=y | x=x/y |
| %= | 取余数赋值 | x%=y | x=x%y |
| **= | 幂赋值 | x**=y | x=x**y |
| //= | 取整数赋值 | x//=y | x=x//y |
| |= | 按位或赋值 | x|=y | x=x|y |
| ^= | 按位与赋值 | x^=y | x^=y |
| <<= | 左移赋值 | x<<=y | x = x << y，这里的 y 指的是左移的位数 |
| >>= | 右移赋值 | x >>= y | x = x >> y，这里的 y 指的是右移的位数 |
有关位运算符的概念大家是不是还很疑惑呢？请看下一节
3、位运算符
位运算符通常在图形、图像处理和创建设备驱动等底层开发中使用。使用位运算符可以直接 操作数值的原始 bit 位。
在使用自定义的协议进行通信时，使用位运算符对原始数据进行编码和解码非常有效。
由于位运算符的概念对于初学者有些许难度，这里作者就不瞎讲了。
这里推荐CSDN博主「已注销」的博文《Python位运算符详解》（原文链接：http://t.csdnimg.cn/xuyUF）
4、比较运算符
在Python中，我们时常需要比较不等式的大小关系，并获取返回值。真为True，假为False
| 比较运算符 | 功能 |
|---|---|
| > | 大于，如果运算符前面的值大于后面的值，则返回 True |
| >= | 大于或等于，如果运算符前面的值大于或等于后面的值，则返回True |
| < | 小于，如果运算符前面的值小于后面的值，则返回 True |
| <= | 小于或等于，如果运算符前面的值小于或等于后面的值，则返回 True |
| == | 等于，如果运算符前面的值等于后面的值，则返回 True |
| != | 不等于，如果运算符前面的值不等于后面的值，则返回 True |
| is | 判断两个变量所引用的对象是否相同，如果相同则返回 True |
| is not | 判断两个变量所引用的对象是否不相同，如果不相同则返回 True |
请务必注意==与is的区别！！！
== 用来比较两个变量的值是否相等，而 is 则用来比对两个变量引用的是否是同一个对象，是否为同一对象就要判断两对象引用的地址是否相同。
arr1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
arr2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print(arr1 == arr2)#True
print(arr1 is arr2)#False
print(arr1 is arr1)#True另外，我们还可以通过id()函数来取地址，判断是否为同一对象
arr1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
arr2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print(arr1 == arr2)#True
print(arr1 is arr2)#False
print(arr1 is arr1)#True
print(id(arr1))#1807936508288
print(id(arr2))#1807936510144由输出结果可知两者地址不同，固然不是同一对象
5、逻辑运算符
逻辑运算符是对真和假两种布尔值进行运算，返回值为布瓦类型
| 逻辑运算符 | 含义 | 基本格式 |
|---|---|---|
| and | 与 | a and b |
| or | 或 | a or b |
| not | 非 | not a |
这与C语言中的逻辑运算符虽然符号不同，但是含义却完全相同。如果还不明白的铁子们可以去看作者独家独立撰写的《分别与轮回：C语言的分支循环语句（一）》（原文链接：http://t.csdnimg.cn/CkA3k）
6、三目操作符
尽管逻辑运算符功能相似，但Python中三目操作符的功能和C语言中三目操作符的功能不相同
| 对比 | 符号 | 功能 |
|---|---|---|
| Python | exp1 if exp2 else exp3 | 判断exp2真假，真执行exp1，假执行exp3 |
| C | exp1 ? exp2 : exp3 | 判断exp1真假，真执行exp2，假执行exp3 |
Python中的三目操作符可以进行嵌套
a = input("请输入a的值：")#5
b = input("请输入b的值：")#6
print("a大于b"if a > b else ("a小于b"if a < b else "a等于b"))#a小于b7、运算符优先级
Python 中运算符的运算规则是，优先级高的运算符先执行，优先级低的运算符后执行，同 一优先级的运算符按照从左到右的顺序进行。
运算符优先级：
逻辑运算符（或<与<非）
总结
本篇内容较长，我们简单梳理一下：
首先我们讲了len(), input(), print()三大基本函数，这一块内容虽然简单但是很重要，大家务必要掌握。接着我们讲了格式化字符串，让我们能够将数据格式化地填入字符串。然而，当数据不能和字符串直接合并时，我们讲了类型转换。最后，我们讲了超多运算符，别看这些运算符在算式中只是一个个小小的符号，但是它们却却举足轻重，请大家务必复习回顾。
本篇内容作者真的花了超多时间翻阅书籍、查找资料和撰写文稿，因为这篇文章的内容实在太重要了！它的地位就如同数学中的四则运算，非常基础但是会伴随你的整个生涯。
所以拜托看到这里的各位务必熟练掌握，如果可以就给作者一个赞，感谢大家的支持！
由于作者时间有限，每篇内容也需花费较多时间撰写，后续内容将不定期更新，但频率应该会在两天一更或日更，记得关注哦~
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预祝大家新年快乐！