零基础从头教学Linux（Day 53）
python基础
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（不讲）
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算术运算符与比较运算符
以下假设变量 a=10，变量 b=21：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 加 - 两个对象相加 | a + b 输出结果 31 |
| - | 减 - 得到负数或是一个数减去另一个数 | a - b 输出结果 -11 |
| * | 乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 | a * b 输出结果 210 |
| / | 除 - x 除以 y | b / a 输出结果 2.1 |
| % | 取模 - 返回除法的余数 | b % a 输出结果 1 |
| ** | 幂 - 返回x的y次幂 | a**b 为10的21次方 |
| // | 取整除 - 往小的方向取整数 | >>> 9//2 4 >>> -9//2 -5 |
| == | 用于比较两个值是否相等。如果相等，则返回True；否则返回False。 | a=5;b=5;print(a == b) ，语句输出True |
| != | 用于比较两个值是否不相等。如果不相等，则返回True；相等则返回False。 | x = 7 y = 9 print(x!= y) 语句输出True |
| > | 用于比较左边的值是否大于右边的值。如果是，则返回True；否则返回False。 | m = 10 n = 8 print(m > n) |
| < | 用于比较左边的值是否小于右边的值。如果是，则返回True；否则返回False。 | q = 3 r = 5 print(q < r) |
| >= | 用于比较左边的值是否大于或等于右边的值。如果是，则返回True；否则返回False。 | t = 6 u = 6 print(t >= u) |
| <= | 用于比较左边的值是否小于或等于右边的值。如果是，则返回True；否则返回False。 示例： | w = 9 x = 9 print(w <= x) |
3、 Python赋值运算符
以下假设变量a为10，变量b为20：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| = | 简单的赋值运算符 | c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c |
| += | 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 // a |
| := | 海象运算符，可在表达式内部为变量赋值。Python3.8 版本新增运算符。 | 在这个示例中，赋值表达式可以避免调用 len() 两次:if (n := len(a)) > 10: print(f"List is too long ({n} elements, expected <= 10)") |
4、 Python位运算符（不讲）
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| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| & | 按位与运算符：参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0 | (a & b) 输出结果 12 ，二进制解释： 0000 1100 |
| 按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。 | ||
| ^ | 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为1 | (a ^ b) 输出结果 49 ，二进制解释： 0011 0001 |
| ~ | 按位取反运算符：对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1。~x 类似于 -x-1 | (~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释： 1100 0011， 在一个有符号二进制数的补码形式。 |
| << | 左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由"<<"右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。 | a << 2 输出结果 240 ，二进制解释： 1111 0000 |
| >> | 右移动运算符：把">>“左边的运算数的各二进位全部右移若干位，”>>"右边的数指定移动的位数 | a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释： 0000 1111 |
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:
| 运算符 | 逻辑表达式 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|---|
| and | x and y | 布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 x 的值，否则返回 y 的计算值。 | (a and b) 返回 20。 |
| or | x or y | 布尔"或" - 如果 x 是 True，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。 | (a or b) 返回 10。 |
| not | not x | 布尔"非" - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。 | not(a and b) 返回 False |
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。
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| in | 如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。 | x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。 |
| not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。 | x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。 |
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
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| is | is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象 | x is y, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True，否则返回 False |
| is not | is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象 | x is not y ， 类似 id(x) != id(y)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True，否则返回 False。 |
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）：
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
(expressions...),[expressions...], {key: value...}, {expressions...} | 圆括号的表达式 |
x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute | 读取，切片，调用，属性引用 |
| await x | await 表达式 |
** | 乘方(指数) |
+x, -x, ~x | 正，负，按位非 NOT |
*, @, /, //, % | 乘，矩阵乘，除，整除，取余 |
+, - | 加和减 |
<<, >> | 移位 |
& | 按位与 AND |
^ | 按位异或 XOR |
| | |
in,not in, is,is not, <, <=, >, >=, !=, == | 比较运算，包括成员检测和标识号检测 |
not x | 逻辑非 NOT |
and | 逻辑与 AND |
or | 逻辑或 OR |
if -- else | 条件表达式 |
lambda | lambda 表达式 |
:= |
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:python341、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!
2、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]]]
##shell中取消变量：unset 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_bPython 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，需要导入math模块
| 函数 | 返回值 ( 描述 ) |
|---|---|
| abs(x) | 返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10 |
| ceil(x) | 返回数字的上入整数（向上取整），如math.ceil(4.1) 返回 5 |
| cmp(x, y) | 如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1。 Python 3 已废弃，使用 (x>y)-(x<y) 替换。 |
| exp(x) | 返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045 |
| fabs(x) | 以浮点数形式返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0 |
| floor(x) | 返回数字的下舍整数（向下取整），如math.floor(4.9)返回 4 |
| log(x) | 如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0 |
| log10(x) | 返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0 |
| max(x1, x2,…) | 返回给定参数的最大值，参数可以为序列。 |
| min(x1, x2,…) | 返回给定参数的最小值，参数可以为序列。 |
| modf(x) | 返回x的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示。 |
| pow(x, y) | x**y 运算后的值。 |
| round(x [,n]) | 返回浮点数 x 的四舍五入值，如给出 n 值，则代表舍入到小数点后的位数。其实准确的说是保留值将保留到离上一位更近的一端。 |
| sqrt(x) | 返回数字x的平方根。 |
2、 随机数函数，需要导入random模块
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：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| choice(seq) | 从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。 |
| randrange ([start,stop ,step]) | 从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数默认值为 1 |
| random() | 随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内。 |
| seed([x]) | 改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理，你不必特别去设定seed，Python会帮你选择seed。 |
| shuffle(lst) | 将序列的所有元素随机排序 |
| uniform(x, y) | 随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内。 |
3、 三角函数
Python包括以下三角函数：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| acos(x) | 返回x的反余弦弧度值。 |
| asin(x) | 返回x的反正弦弧度值。 |
| atan(x) | 返回x的反正切弧度值。 |
| atan2(y, x) | 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值。 |
| cos(x) | 返回x的弧度的余弦值。 |
| hypot(x, y) | 返回欧几里德范数 sqrt(x_x + y_y)。 |
| sin(x) | 返回的x弧度的正弦值。 |
| tan(x) | 返回x弧度的正切值。 |
| degrees(x) | 将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0 |
| radians(x) | 将角度转换为弧度 |
4、 数学常量
| 常量 | 描述 |
|---|---|
| pi | 数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示） |
| e | 数学常量 e，e即自然常数（自然常数）。 |
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：
| 转义字符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| (在行尾时) | 续行符 | >>> print("line1 ... line2 ... line3") line1 line2 line3 >>> |
| \ | 反斜杠符号 | >>> print("\\") |
| ’ | 单引号 | >>> print(''') ' |
| " | 双引号 | >>> print(""") " |
| a | 响铃 | >>> print("\a")执行后电脑有响声。 |
| b | 退格(Backspace) | >>> print("Hello\b World!") Hello World! |
| 000 | 空 | >>> print("000") >>> |
| n | 换行 | >>> print("n") >>> |
| v | 纵向制表符 | >>> print("Hello v World!") Hello World! >>> |
| t | 横向制表符 | >>> print("Hello t World!") Hello World! >>> |
| r | 回车，将 r 后面的内容移到字符串开头，并逐一替换开头部分的字符，直至将 r 后面的内容完全替换完成。 | >>> print("HellorWorld!") World! >>> print('google python3 taobaor123456') 123456 python3 taobao |
| f | 换页 | >>> print("Hello f World!") Hello World! >>> |
| yyy | 八进制数，y 代表 0~7 的字符，例如：012 代表换行。 | >>> print("1101451541541574012715716215414441") Hello World! |
| xyy | 十六进制数，以 x 开头，y 代表的字符，例如：x0a 代表换行 | >>> print("x48x65x6cx6cx6fx20x57x6fx72x6cx64x21") Hello World! |
| other | 其它的字符以普通格式输出 |
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”：
| 操作符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 字符串连接 | a + b 输出结果： HelloPython |
| * | 重复输出字符串 | a*2 输出结果：HelloHello |
| [] | 通过索引获取字符串中字符 | a[1] 输出结果 e |
| [ : ] | 截取字符串中的一部分，遵循左闭右开原则，str[0:2] 是不包含第 3 个字符的。 | a[1:4] 输出结果 ell |
| in | 成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True | ‘H’ in a 输出结果 True |
| not in | 成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True | ‘M’ not in a 输出结果 True |
| r/R | 原始字符串 - 原始字符串：所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用，没有转义特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一个引号前加上字母 r（可以大小写）以外，与普通字符串有着几乎完全相同的语法。 | print( r'n' ) print( R'n' ) |
| % | 格式字符串 | 请看下一节内容。 |
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:
| 符 号 | 描述 |
|---|---|
| %c | 格式化字符及其ASCII码 |
| %s | 格式化字符串 |
| %d | 格式化整数 |
| %u | 格式化无符号整型 |
| %o | 格式化无符号八进制数 |
| %x | 格式化无符号十六进制数 |
| %X | 格式化无符号十六进制数（大写） |
| %f | 格式化浮点数字，可指定小数点后的精度 |
| %e | 用科学计数法格式化浮点数 |
| %E | 作用同%e，用科学计数法格式化浮点数 |
| %g | %f和%e的简写 |
| %G | %f 和 %E 的简写 |
| %p | 用十六进制数格式化变量的地址 |
格式化操作符辅助指令:
| 符号 | 功能 |
|---|---|
| * | 定义宽度或者小数点精度 |
| - | 用做左对齐 |
| + | 在正数前面显示加号( + ) |
| 在正数前面显示空格 | |
| # | 在八进制数前面显示零(‘0’)，在十六进制前面显示’0x’或者’0X’(取决于用的是’x’还是’X’) |
| 0 | 显示的数字前面填充’0’而不是默认的空格 |
| % | ‘%%‘输出一个单一的’%’ |
| (var) | 映射变量(字典参数) |
| m.n. | m 是显示的最小总宽度,n 是小数点后的位数(如果可用的话) |
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：
| 序号 | 方法及描述 |
|---|---|
| 1 | capitalize() 将字符串的第一个字符转换为大写 |
| 2 | center(width, fillchar)返回一个指定的宽度 width 居中的字符串，fillchar 为填充的字符，默认为空格。 |
| 3 | count(str, beg= 0,end=len(string)) 返回 str 在 string 里面出现的次数，如果 beg 或者 end 指定则返回指定范围内 str 出现的次数 |
| 4 | bytes.decode(encoding=“utf-8”, errors=“strict”) Python3 中没有 decode 方法，但我们可以使用 bytes 对象的 decode() 方法来解码给定的 bytes 对象，这个 bytes 对象可以由 str.encode() 来编码返回。 |
| 5 | encode(encoding=‘UTF-8’,errors=‘strict’) 以 encoding 指定的编码格式编码字符串，如果出错默认报一个ValueError 的异常，除非 errors 指定的是’ignore’或者’replace’ |
| 6 | endswith(suffix, beg=0, end=len(string)) 检查字符串是否以 suffix 结束，如果 beg 或者 end 指定则检查指定的范围内是否以 suffix 结束，如果是，返回 True,否则返回 False。 |
| 7 | expandtabs(tabsize=8) 把字符串 string 中的 tab 符号转为空格，tab 符号默认的空格数是 8 。 |
| 8 | find(str, beg=0, end=len(string)) 检测 str 是否包含在字符串中，如果指定范围 beg 和 end ，则检查是否包含在指定范围内，如果包含返回开始的索引值，否则返回-1 |
| 9 | index(str, beg=0, end=len(string)) 跟find()方法一样，只不过如果str不在字符串中会报一个异常。 |
| 10 | isalnum() 如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返 回 True，否则返回 False |
| 11 | isalpha() 如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或中文字则返回 True, 否则返回 False |
| 12 | isdigit() 如果字符串只包含数字则返回 True 否则返回 False… |
| 13 | islower() 如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写，则返回 True，否则返回 False |
| 14 | isnumeric() 如果字符串中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False |
| 15 | isspace() 如果字符串中只包含空白，则返回 True，否则返回 False |
| 16 | istitle() 如果字符串是标题化的(见 title())则返回 True，否则返回 False |
| 17 | isupper() 如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是大写，则返回 True，否则返回 False |
| 18 | join(seq) 以指定字符串作为分隔符，将 seq 中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串 |
| 19 | len(string) 返回字符串长度 |
| 20 | [ljust(width, fillchar]) 返回一个原字符串左对齐,并使用 fillchar 填充至长度 width 的新字符串，fillchar 默认为空格。 |
| 21 | lower() 转换字符串中所有大写字符为小写 |
| 22 | lstrip() 截掉字符串左边的空格或指定字符。 |
| 23 | maketrans() 创建字符映射的转换表，对于接受两个参数的最简单的调用方式，第一个参数是字符串，表示需要转换的字符，第二个参数也是字符串表示转换的目标。 |
| 24 | max(str) 返回字符串 str 中最大的字母。 |
| 25 | min(str) 返回字符串 str 中最小的字母。 |
| 26 | [replace(old, new , max]) 把 将字符串中的 old 替换成 new,如果 max 指定，则替换不超过 max 次。 |
| 27 | rfind(str, beg=0,end=len(string)) 类似于 find()函数，不过是从右边开始查找. |
| 28 | rindex( str, beg=0, end=len(string)) 类似于 index()，不过是从右边开始. |
| 29 | [rjust(width, fillchar]) 返回一个原字符串右对齐,并使用fillchar(默认空格）填充至长度 width 的新字符串 |
| 30 | rstrip() 删除字符串末尾的空格或指定字符。 |
| 31 | split(str=“”, num=string.count(str)) 以 str 为分隔符截取字符串，如果 num 有指定值，则仅截取 num+1 个子字符串 |
| 32 | [splitlines(keepends]) 按照行(‘r’, ‘rn’, n’)分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数 keepends 为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符。 |
| 33 | startswith(substr, beg=0,end=len(string)) 检查字符串是否是以指定子字符串 substr 开头，是则返回 True，否则返回 False。如果beg 和 end 指定值，则在指定范围内检查。 |
| 34 | strip([chars]) 在字符串上执行 lstrip()和 rstrip() |
| 35 | swapcase() 将字符串中大写转换为小写，小写转换为大写 |
| 36 | title() 返回"标题化"的字符串,就是说所有单词都是以大写开始，其余字母均为小写(见 istitle()) |
| 37 | translate(table, deletechars=“”) 根据 table 给出的表(包含 256 个字符)转换 string 的字符, 要过滤掉的字符放到 deletechars 参数中 |
| 38 | upper() 转换字符串中的小写字母为大写 |
| 39 | zfill (width) 返回长度为 width 的字符串，原字符串右对齐，前面填充0 |
| 40 | isdecimal() 检查字符串是否只包含十进制字符，如果是返回 true，否则返回 false。 |