探索Python融合地学：斗之气八段（数字、字符串、元组）

上次我们学习了Python的运算符，还没有学习的同学点击下面的链接学习：

探索Python融合地学：斗之气七段（运算符）-CSDN博客

今天我们要学习Python的数据类型，掌握好各类数据类型，是学好Python的基础。

一、数字类型（Number）

数字类型有整型、浮点型、复数型，以及布尔型（整型的子类）

整型（int）：代表整数，没有小数，可以使用int(x)将浮点型数转化为整数；

浮点型（float）：代表有小数的实数，可以使用float(x)将整型转为浮点数；

复数型（complex）：代表a+bj形式的复数，可以用complex(a,b)表示，采用real命令可以获取实部a，采用imag命令可以获取虚部；

布尔型（bool）：用于判断，有True（真）和False（假），其中，True==1，False==0；

我们来举举例子

#整型
a = 10
b = -4
#浮点型
c = -6.08
d = 13.6666
#数据类型转化
e = int(c)
print(e)
print(int(d))#不遵循四舍五入，直接抹掉尾部的小数
f = float(a)
print(f)
#复数
g = 4+2j
h = -3j
print(g.real)#获取实部
print(g.imag)#获取虚部
#查看某个数据的类型
print(type(g))
-----------------------------------------------
#输出结果
-6
13
10.0
4.0
2.0

这里我们特意提到可以采用type来查看数据的类型，g是复数类型，使用type命令后打印出来的结果便是数据的类型。

函数是用来实现特定编程命令的数据，每一种数据类型，都有特定的函数命令可以使用，接下来我们上代码来看看数字类型的函数命令。

（1）常用于数字类型的Python内置函数

#常用于数字类型的内置函数
A = -3.1415926
B = 10
C = 0
print(abs(A))#求绝对值
print(round(A,2))#保留小数位数,round(x,位数)
print(pow(abs(round(A,2)),2))#求幂函数,pow(x,y)，表示x^y，与x**y类似
print(divmod(B,3))#求商和余数,divmod(被除数，除数）,结果返回商和余数
print(max(A,B,C))#求一组数据序列的最大值,用max
print(min(A,B,C))#求一组数据序列的最小值,用min
print(sum([A,B,C]))#求一组数据的和,用sum
-----------------------------
3.1415926
-3.14
9.8596
(3, 1)
10
-3.1415926
6.8584074

这里面要注意sum命令的符号是sum([....,....,....])，诸君要了解每个函数的用法，可以自己编写代码用用。

（2）随机函数命令

讲到数字，很多时候要考虑其随机性，接下来我们来看看数字类型中，随机函数模块的使用方法。

#随机数函数
import random
print(random.random()) #随机生成0-1中间的浮点数例1
print(random.random()) #随机生成0-1中间的浮点数例2
print(random.randint(0,9)) #随机生成[0-9]闭区间的整数例1
print(random.randint(0,9)) #随机生成[0-9]闭区间的整数例2
print(random.randrange(1,9,2)) #按照2为步长，随机生成1-9中间的某个整数[1,3,5,7,9]
print(random.uniform(2.4,3.5)) #随机生成[2.4,3.5]闭区间的浮点数
print(random.choice([1,3,5,8,13,21])) #从斐波那契子数列中返回一个随机数，choice用于从已知的时间序列数据中随机挑选数
X = [1,2,3,4,5,6]
Y1 = random.choices(X,k=4) #代表从X列表中随机抽取K个数
print("有放回抽取：",Y1)
Y2 = random.choices(X,weights = [1,1,1,3,1,3],k=3) #对列表的每个数字赋予权重，这里我们给4和6两个数字赋予30%的抽取权重
print("增加概率权重的有放回抽取：",Y2)
Y3 = random.sample(X,4)
print("无放回抽取：",Y3)
random.shuffle(X) #打乱列表顺序
print("打乱后列表顺序为：",X)
#随机生成1-100以内的4个整数，采用for循环即可
for _ in range(4):#for _ in...,中间的_符号前后要有空格，不能写成for_in range(4)
    print(random.randint(1,100),end=" ") #这里要注意for循环的写法
-------------------------------------------------------------------
#结果
0.21691686046184666
0.8337580973455041
7
1
3
3.1060365769483473
3
有放回抽取： [5, 5, 3, 2]
增加概率权重的有放回抽取： [3, 4, 5]
无放回抽取： [6, 1, 4, 2]
打乱后列表顺序为： [6, 4, 3, 5, 2, 1]
20 60 66 13 

上面的代码中，我们提到了random模块的很多用法，大家要搞清楚后面说的有放回抽取和无放回收取概念，这个是学习概率的时候会学到的。

讲到这个，我就想起来大学老师喜欢使用随机数来点人回答问题，因此现在布置一个任务：

现在你是一名老师，请你从学号为202124801165-202124801197的区间范围内，抽取三位同学回答问题，应该怎么做？

#第一步，导入随机数模块
import random
#第二步，不可重复地抽取生成给定学号区间的整数
print("学号为：",random.sample(range(202124801165,202124801197),3))
-----------------
#结果
学号为： [202124801177, 202124801180, 202124801191]

这是一个无重复的抽取问题，我们采用sample就可以完成，等到后面我们来看看更复杂的抽取问题，比如要抽取名字，回答对应难度的问题应该怎么做？

(3）数学函数模块

数学函数作为一个内置模块，可以进行调用，直接进行一些有关数字类型的运算。

import math
print("计算4的算术平方根：",math.sqrt(4))
print("计算以8为底2的对数：",math.log(8,2))
print("计算Π：",math.pi)
print("计算sin90°:",math.sin(math.pi/2))
print("向下取整：",math.floor(4.3))
print("向上取整：",math.ceil(4.3))
print("-"*20)
--------------------------------------------
计算4的算术平方根： 2.0
计算以8为底2的对数： 3.0
计算Π： 3.141592653589793
计算sin90°: 1.0
向下取整： 4
向上取整： 5

更多关于math的数学命令大家可以自己去探索。

二、字符串类型（String）

正常生活中，除了需要使用数字，还需要使用文本。在编程语言中，我们把文本这一类的数据类型称之为字符串，接下来我们看看字符串的用法。

（1）字符串的基本命令

#创建字符串，可以用" ",也可以用' '
s1 = "三年备忘录"
s2 = '薛尖尖'
print("字符串1：",s1)
print("字符串2：",s2)
#拼接字符串,使用+
s3 = "和"
s4 = "是好朋友"
print("结论：",s1+s3+s2+s4)
#字符串复制，使用*
print("复制三个：",s2*3)
#获取字符串长度,使用len命令
print("字母个数为：",len(s1))
#获取字符串内的单个字符,使用位置索引
print("s1的第一个字是：",s1[0]) #注意,字母的下标是从0开始的,首位下标是0
print("s1的第三个字是：",s1[2]) #因从0开始,所以第三个位置下标是2
print("s1的最后一个字是：",s1[4]) #三年备忘录一共五个字，最后一个字下标是4
print("s1的最后一个字是：",s1[-1]) #负数表示倒数几个字符，这里同样表示最后一个字符
#字符串切片
print("s1的前三个字是：",s1[0:3]) 
print("s2步数切片是：",s2[::2])
-----------------------------------------
#结果
字符串1： 三年备忘录
字符串2： 薛尖尖
结论： 三年备忘录和薛尖尖是好朋友
复制三个： 薛尖尖薛尖尖薛尖尖
字母个数为： 5
s1的第一个字是： 三
s1的第三个字是： 备
s1的最后一个字是： 录
s1的最后一个字是： 录
s1的前三个字是： 三年备
s2步数切片是： 薛尖

这里面我们要尤其注意最后一个切片操作，运用起来有的时候很方便，一般遵循左闭右开的原则，像我们举的例子print("s1的前三个字是：",s1[0:3]) ，这里我们要取前三个字符，也就是位置下标是0、1和2的字符，那么我们要写成[0:3]，此时切片从0开始，取到2结束，3并不会取，是开区间。第二个例子print("s2步数切片是：",s2[::2])，这里我们是以位置下标步长加+为原则取字符，s2字符串有三个字，薛的下标是0，加2是下标为2，为尖，因此切片取出的为薛尖。

（2）常用字符串的方法

#字符串的操作命令
S1 = "geography"
print("全部大写：",S1.upper()) #大写命令使用upper
S2 = "BEIJING"
print("全部小写：",S2.lower()) #小写命令使用lower
print("前缀为geog:",S1.startswith("geog")) #判断前缀是否以...为开头
print("后缀为phy:",S1.endswith("phy")) #判断后缀是否以...开头
print("字符替换：",S1.replace(S1[3:9],"metry")) #replace(a,b)，把子字符串a变成b
S3 = "What make you so beautiful"
print("字符分割：",S3.split(" ")) #按照空格分割，返回列表
print("判断在：","What" in S3) #判断某字符在字符串里面
print("判断不在：","I" not in S3) #判断某字符不在字符串里面
-----------------------------
全部大写： GEOGRAPHY
全部小写： beijing
前缀为geog: True
后缀为phy: True
字符替换： geometry
字符分割： ['What', 'make', 'you', 'so', 'beautiful']
判断在： True
判断不在： True

以上是一些常用的字符串命令，更多内容请自行探索，也欢迎评论区交流。

（3）格式化字符串

格式化字符串的意思指的是将变量插入到已知的字符串中，在3.6版本以上的Python中，我们使用以下的方法来实现：

#格式化字符串,插入名字和年龄
name = "禾穗新芽"
age = 22
print(f"我的好朋友是{name}，他的年龄是{age}")
--------------------
#结果
我的好朋友是禾穗新芽，他的年龄是22

通过f"...{变量1}....{变量2}"的形式，我们可以把特定的变量插入到这句话中。

三、元组类型（Tuple）

元组类型是一类存储多种不同数据的数据类型，他具有不可变性，一旦创建，就不能够进行更改，是一种绝对固定的数据类型，如果你的数据是不允许被更改的，那我们可以使用元组进行存储。

接下来，我们看看元组的使用方法：

（1）创建元组

创建元组是还是有讲究的，分为多要素元组，混合要素元组和单要素元组。

#元组的基本命令
t1 = (1,3,5,6,9,13,21) #创建多要素元组
t2 = (1,"zscurry30",3,"好的") #创建混合多要素元组
t3 = (1,) #创建单要素元组，注意格式，不能写成（1）
t4 = (1)
#使用type对比一下
print("类型1：",type(t3)) #加了逗号是元组
print("类型2：",type(t4)) #不加逗号1是整数，数字类型
--------------------------
类型1： 
类型2： 

从这里我们可以看出不使用逗号和使用逗号，在元素的创建上还是有区分的。

（2）操作命令

与数字类型和字符串类型类似，元组也有一些常规的操作命令我们需要掌握：

#元组的基本命令
t1 = (1,3,5,6,9,13,21)
print("元组长度：",len(t1)) #识别元组长度
t2 = (1,"zscurry30",3,"好的")
print("元组拼接：",t1+t2) #拼接两个元组
t3 = (1,)
print("重复元组：",t3*3) #同一个元组重复三次
#循环遍历元组
for i in t2:
    print(i,end = " ")
---------------------------------------
元组长度： 7
元组拼接： (1, 3, 5, 6, 9, 13, 21, 1, 'zscurry30', 3, '好的')
重复元组： (1, 1, 1)
1 zscurry30 3 好的

好的，今天的学习就到这里，如果对你有帮助，不要忘记了点赞和关注哦，希望大家勤奋修炼，终有一天会站在大陆顶峰！