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阿里云Python训练营TASK1-DAY1

倪雅各 2022-03-24 阅读 77
python

 

简介

一、变量、运算符与数据类型

1. 注释

2. 运算符

3. 变量和赋值

4. 数据类型与转换

5. print()函数

二、位运算

1.原码、反码和不补码

2.按位运算

3.用位运算实现快速计算

4.利用位运算实现整数集合

简介

Python 是一种通用编程语言,其在科学计算和机器学习领域具有广泛的应用。如果我们打算利用 Python 来执行机器学习,那么对 Python 有一些基本的了解就是至关重要的。本 Python 入门系列体验就是为这样的初学者精心准备的。

 

一、变量、运算符与数据类型

1. 注释

在 Python 中,# 表示注释,作用于整行。

 

# 这是一个注释

print("Hello world")

 

# Hello world

1

2

3

Hello world

‘’’ ‘’’ 或者 “”" “”" 表示区间注释,在三引号之间的所有内容被注释

 

 

2. 运算符

算术运算符:

 

操作符 名称 示例 结果

+ 加 1+1 2

- 减 8-7 1

* 乘 6*5 30

/ 除 3/4 0.75

// 整除 3//4 0

% 取余 6%4 2

** 幂 2**4 16

 

比较运算符:

 

操作符 名称 示例 结果

> 大于 2>1 True

<= 名称 1<=1 True

< 名称 2<1 False

<= 名称 2<=9 True

== 名称 2==0 False

!= 名称 3!= 4 True

 

逻辑运算符:

 

操作符 名称 示例 结果

and 与 (3>2)and(4<5) True

or 或 (3<2)and(4>5) False

not 非 not(4==6) False

 

位运算符:

 

操作符 名称 示例 结果

~ 按位取反 ~4 -5

& 按位与 4&5 4

^ 按位异或 4^5 1

<< 左移 4<<2 16

>> 右移 4>>2 1

 

其他运算符:

 

操作符 名称 示例 结果

in 存在 ‘A’ in [‘A’, ‘B’, ‘C’] A exists

not in 不存在 ‘h’ not in [‘A’, ‘B’, ‘C’] h not exists

is 是 “hello” is “hello” True

not is 不是 “hello” is not “hello” False

注意:

(1) is, is not 对比的是两个变量的内存地址

(2) = =, != 对比的是两个变量的值

(3) 比较的两个变量,指向的都是地址不可变的类型(str等),那么is,is not 和 ==,!= 是完全等价的。

(4) 对比的两个变量,指向的是地址可变的类型(list,dict,tuple等),则两者是有区别的。

 

 

运算符的优先级:

(1) 一元运算符优于二元运算符。例如3 ** -2等价于3 ** (-2)。

(2) 先算术运算,后移位运算,最后位运算。例如 1 << 3 + 2 & 7等价于 (1 << (3 + 2)) & 7。

(3) 逻辑运算最后结合。例如3 < 4 and 4 < 5等价于(3 < 4) and (4 < 5)。

 

print(-3 ** 2) # -9

print(3 ** -2) # 0.1111111111111111

print(1 << 3 + 2 & 7) # 0

print(-3 * 2 + 5 / -2 - 4) # -12.5

print(3 < 4 and 4 < 5) # True

1

2

3

4

5

 

3. 变量和赋值

1.在使用变量之前,需要先对其赋值.

2.变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头。

3.Python 变量名是大小写敏感的,foo != Foo。

 

 

4. 数据类型与转换

类型 名称 示例

int 整型 <class ‘int’> 10

float 浮点型<class ‘float’> 11.11

bool 布尔型<class ‘bool’> True,Flase

 

整型:

python里面用type方法查看类型,用bin方法查看对应的二进制数

 

a = 5

print( type(a))

print(bin(a))

1

2

<class ‘int’>

0b101

 

 

浮点型:

 

print(1., type(1.))

# 1.0 <class 'float'>

 

a = 0.00000023

b = 2.3e-7

print(a) # 2.3e-07

print(b) # 2.3e-07

1

2

3

4

5

6

有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。可以用 decimal 包里的 Decimal 对象和 getcontext() 方法来实现。

 

小贴士:Python 里面有很多用途广泛的包 (package),用什么你就引进 (import) 什么。包也是对象,也可以用上面提到的dir(decimal) 来看其属性和方法。

 

例子:使 1/3 保留 4 位,用 getcontext().prec 来调整精度。

 

decimal.getcontext().prec = 4

c = Decimal(1) / Decimal(3)

print(c)

 

# 0.3333

1

2

3

4

 

布尔型:

布尔 (boolean) 型变量只能取两个值,True 和 False。当把布尔型变量用在数字运算中,用 1 和 0 代表 True 和 False。

 

print(True + True) # 2

print(True + False) # 1

print(True * False) # 0

1

2

除了直接给变量赋值 True 和 False,还可以用 bool(X) 来创建变量,其中 X 可以是

(1).基本类型:整型、浮点型、布尔型

(2).容器类型:字符串、元组、列表、字典和集合

 

例子:bool 作用在容器类型变量:X 只要不是空的变量,bool(X) 就是 True,其余就是 False。

 

print(type(''), bool(''), bool('python'))

# <class 'str'> False True

 

print(type(()), bool(()), bool((10,)))

# <class 'tuple'> False True

1

2

3

4

确定bool(X) 的值是 True 还是 False,就看 X 是不是空,空的话就是 False,不空的话就是 True。

(1)对于数值变量,0, 0.0 都可认为是空的。

(2)对于容器变量,里面没元素就是空的。获取类型信息获取类型信息 type(object)

 

 

类型判断:

如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()。

 

类型转换:

转换为整型 int(x, base=10)

转换为字符串 str(object=’’)

转换为浮点型 float(x)

 

 

5. print()函数

print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

(1) 将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有(2) 非关键字参数都按str()方式进行转换为字符串输出;

(3) 关键字参数sep是实现分隔符,比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符;

(3) 关键字参数end是输出结束时的字符,默认是换行符\n;

(4) 关键字参数file是定义流输出的文件,可以是标准的系统输出sys.stdout,也可以重定义为别的文件;

(5) 关键字参数flush是立即把内容输出到流文件,不作缓存。

 

二、位运算

1.原码、反码和不补码

二进制有三种不同的表示形式:原码、反码和补码,计算机内部使用补码来表示。

(1) 原码:就是其二进制表示(注意,有一位符号位)。

 

00 00 00 11 -> 

310 00 00 11 -> -3

1

2

(2) 反码:正数的反码就是原码,负数的反码是符号位不变,其余位取反(对应正数按位取反)。

 

00 00 00 11 -> 

311 11 11 00 -> -3

1

2

(3) 补码:正数的补码就是原码,负数的补码是反码+1。

 

00 00 00 11 -> 3

11 11 11 01 -> -3

1

2

符号位:最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。在位运算中符号位也参与运算。

 

2.按位运算

(1) 按位非操作~:

 

 ~1 = 0

 ~0 = 1

1

2

~ 把num的补码中的 0 和 1 全部取反(0 变为 1,1 变为 0)有符号整数的符号位在 ~ 运算中同样会取反。

 

(2) 按位与操作 &:

 

1 & 1 = 1

1 & 0 = 0

0 & 1 = 0

0 & 0 = 0

1

2

3

4

只有两个对应位都为 1 时才为 1

 

(3) 按位或操作 |

 

1 | 1 = 1

1 | 0 = 1

0 | 1 = 1

0 | 0 = 0

1

2

3

4

只要两个对应位中有一个 1 时就为 1

 

(4) 按位异或操作 ^:

 

1 ^ 1 = 0

1 ^ 0 = 1

0 ^ 1 = 1

0 ^ 0 = 0

1

2

3

4

只有两个对应位不同时才为 1

异或操作的性质:满足交换律和结合律

 

(5) 按位左移操作 <<:

 

num << i 将num的二进制表示向左移动i位所得的值。

 

00 00 10 11 -> 11

11 << 3

---

01 01 10 00 -> 88 

1

2

3

4

(6) 按位右移操作 >>:

 

num >> i 将num的二进制表示向右移动i位所得的值。

 

00 00 10 11 -> 11

11 >> 2

---

00 00 00 10 -> 2 

1

2

3

4

3.用位运算实现快速计算

(1) 通过 <<,>> 快速计算2的倍数问题。

 

n << 1 -> 计算 n*2

n >> 1 -> 计算 n/2,负奇数的运算不可用

n << m -> 计算 n*(2^m),即乘以 2 的 m 次方

n >> m -> 计算 n/(2^m),即除以 2 的 m 次方

1 << n -> 2^n

1

2

3

4

5

(2) 通过 ^ 快速交换两个整数。 通过 ^ 快速交换两个整数。

 

a ^= b

b ^= a

a ^= b

1

2

3

(3) 通过 a & (-a) 快速获取a的最后为 1 位置的整数。

 

00 00 01 01 -> 5

&

11 11 10 11 -> -5

---

00 00 00 01 -> 1

 

00 00 11 10 -> 14

&

11 11 00 10 -> -14

---

00 00 00 10 -> 2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

4.利用位运算实现整数集合

一个数的二进制表示可以看作是一个集合(0 表示不在集合中,1 表示在集合中)。

 

比如集合 {1, 3, 4, 8},可以表示成 01 00 01 10 10 而对应的位运算也就可以看作是对集合进行的操作。

 

元素与集合的操作:a | (1<<i) -> 把 i 插入到集合中

a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除

a & (1<<i) -> 判断 i 是否属于该集合(零不属于,非零属于)

 

集合之间的操作:a 补 -> ~a

a 交 b -> a & b

a 并 b -> a | b

a 差 b -> a & (~b)

 

注意:整数在内存中是以补码的形式存在的,输出自然也是按照补码输出。

 

例子:

 

class Program

{

    static void Main(string[] args)

    {

        string s1 = Convert.ToString(-3, 2);

        Console.WriteLine(s

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