第三周：Python编程之数据类型
3.1 数字和字符串类型
1.类型的概念
程序设计不允许出现语法歧义；
所以需要明确类型；
常用6中数据类型：
1）数字类型；
2）字符串类型；
3）元组类型；
4）列表类型；
5）文件类型；
6）字典类型；
2.数字类型：
程序元素，010/10存在多种可能；
数字类型对Python语言中的数字的表示和使用进行了定义和规范；
1）整数；
与数学中的整数概念一致，没有取值范围的限制；
如pow(x,y)函数：计算x的y次幂；
（Code3_1）
print(pow(2,15))
log:
32768
猜猜看，如何获得数字长度？
十进制数：10、-21；
十六进制：0x或0X开头的，-0x89；
八进制：0o或0O开头的；
二进制：0b或0B开头的；
2）浮点数；
带有小数点及小数的数字；
Python语言中的浮点数的数值范围存在限制，小数点进度也存在限制，这种限制与不同计算机系统有关；
获取系统浮点数信息；
（Code3_2）
import sys
print(sys.float_info)
log:
sys.float_info(max=1.7976931348623157e+308, max_exp=1024, max_10_exp=308, min=2.2250738585072014e-308, min_exp=-1021, min_10_exp=-307, dig=15, mant_dig=53, epsilon=2.220446049250313e-16, radix=2, rounds=1)
可以看到，最大值是10的308次方；最小值10的-307次方；精度到小数点后53位；
a：0.0和0不同；
b：96e4，4.3e-3，9.6E5（科学计数法）
科学计数法使用字母e或E作为幂的符号，以10为基数；
<a>e<b> = a*(10^b)
3）复数类型；
与数学中的复数概念一致，z = a + bj，a为实数部分，b为虚数部分，a和b都是浮点类型，虚数部分用j或者J标识；（j*j = -1）
对于复数z，可用z.real获得实数部分，z.imag获得虚数部分；
3.数字类型的关系
三种类型存在一种逐渐“扩展”的关系：
整数->浮点数->复数（整数是浮点数特例，浮点数是复数特例）；
不同数据类型的混合运算，运算后生成结果为最宽类型；
三种类型可以互相转换；
函数：int() float() complex();
int(4.5) = 4 #去掉小数部分
float(4) = 4.0 #增加小数部分
complex(4) = 4 + 0j #增加值为零的虚数部分
不支持复数的反方向转换，即不能把虚数使用这种函数的方式转换为整数或浮点数；
数字类型的判断：
使用函数type(x)返回x的类型，适合于所有类型的判断；
print(type(4.5))
log：
<class 'float’>
数字类型的运算：
python还提供了math库，进行更多的数学运算；后续会介绍；
4.字符串数据类型
双引号或单引号括起来的一个或多个字符；
type(“aaa”) <class ’str’>
Python语言转义符：\；
输出带有引号的字符串，可以使用转义符；如print(“\”大家好！\”")
使用\\可以输出带有转义符的字符串；
字符串是一个字符序列：字符串最左端位置标记为0，依次增加；
字符串中的编号叫做索引；
可以使用单个索引访问字符串中的特定位置；格式如<string>[<索引>]
Python中字符串的索引从0开始，一个长度为L的字符串最后一个字符的位置是L-1；
Python同时允许使用负数从字符串的右边末尾向左进行反向索引，最右端索引值为-1；
此外，也可以通过两个索引值确定一个位置范围内，返回这个范围的字符串子串；
格式如：<stirng>[<start>:<end>]
这里：start和end都是整数型数值，这个子序列从索引start开始直到索引end结束，但不包括end的位置；
字符串之间可以通过+或*进行链接：
1）加法操作+将两个字符串连接成一个字符串；
2）乘法操作*构建一个由其本身字符串重复链接而成的字符串；
len()函数可以返回一个字符串的长度；
大多数数据类型都可以通过str()函数转换为字符串；
（Code3_3）
greet = "Hello world!"print(greet[2])
x = 8print(greet[x - 2])
print(greet[-1])
print(greet[0:3])
print("Hello" + "flower")
print("huahau"*3)
print(len("haahha"))
print(str(123))
实现一段代码示例：输入月份数字，返回月份字符串；
（Code3_4）
months = “JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec"
list = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]
def monthConvertToString(month):
if month in list:
monthString = months[((month-1)*3):(month*3)]
return monthString
return "---"
def main():
n = input("请输入月份数（1-12）：")
print(monthConvertToString(int(n)))
main()
5.字符串的操作方法
格式<string>.func()
此外，还可以遍历字符串中的每个字符；
for <var> in <string>:
相关操作方法还有很多；
转义字符可以在字符串中表达一些不可直接打印的信息，如用\n表示换行；
3.2 元组和列表类型
1.元组是包含多个元素的类型，元素之间用逗号分割；
Tuple（元组）
如：t1 = 123,456,”hello”
元组可以是空的，t2 = ()
元组包含一个元素，t3 = 123,
元组外侧可以使用括号，也可以不使用；
元组的三个特点：
1）元组中元素可以是不同类型，也可以是元组，此时作为元素的元组需要加()括号以区分；
2）元组元素之间存在先后关系，可以通过索引访问；
3）元组定义后不能更改，也不能删除；
与字符串类似，可以通过索引区间来访问元组中部分元素，如t[1:]
与字符串类似，元组之间可以使用+和*进行运算；
元组定义后不能修改是为了更加安全，如果想要更改以增加代码的灵活性，可以使用列表；
2.列表类型及其操作
list列表是有序的元素集合；可以使用索引访问；
列表中每个元素类型可以不一样；
与元组不同的是，列表的大小没有限制，可以随时修改；
列表的操作
（Code3_5）
vlist = [1,2,3,4,5]
print(vlist * 2)
print(len(vlist[3:]))#从索引3开始到末尾
for val in vlist[:2]:#到索引2且不包含
print(val)
if 2 in vlist:
print("true”)
log：
[1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5]
2
1
2
true
列表其他操作：
（Code3_6）
vlist = [0,1,2,3,4]
vlist.append('Python')
print(vlist)
vlist.reverse()
print(vlist)
print(vlist.index(3))
print(vlist.pop(3))
print(vlist)
log:
[0, 1, 2, 3, 4, 'Python']
['Python', 4, 3, 2, 1, 0]
2
2
['Python', 4, 3, 1, 0]
字符串可以通过split()函数，将字符串拆分成一个列表；如：”hahaha”.split(“a”) log：['h', 'h', 'h', '']
3.3 math库、random库和实例
math库包含一批数学函数：
random库包含一批随机函数，生成随机数：
（Code3_7）
from random import *
print(random())
print(uniform(1,10))
print(randint(1,10))
print(randrange(1,10,2))
ra = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
print(choice(ra))
shuffle(ra)
print(ra)
print(sample(ra,3))
seed(10)
print(uniform(1,10))
print(uniform(1,10))
seed(10)
print(uniform(1,10))
print(uniform(1,10))#设定相同随机种子 调用随机数函数生成的值是相同的
log：
0.8079332114449371
2.9530059453859883
2
3
5
[2, 1, 5, 4, 0, 3, 8, 7, 9, 6]
[4, 5, 0]
6.142623352209221
4.860001492076032
6.142623352209221
4.860001492076032
设定相同随机种子 调用随机数函数生成的值是相同的
这是因为：
计算机是一个确定设备，他不能生成真正意义上的随机数，由计算机产生的都是伪随机数；
都是从一个种子开始的伪随机序列；
从相同的随机种子开始会产生相同的伪随机序列；
使用python语言计算π：
π是一个无理数，只能用近似法计算——蒙特卡洛方法（Monte Carlo）
1）单位正方形；
2）随机圆；
3）随机抛洒点；
4）圆内点/正方形面积即为π/4;
处理：
对于每个抛洒点，计算点到圆心的距离，通过距离判断是在园内还是圆外；统计数量；
（Code3_8）
引入数学库的同时引入time库用于计时；
from random import random
from math import sqrt
from time import clock
DARTS = 1200
hits = 0
clock()
for i in range(1,DARTS):
x, y = random(), random()
dist = sqrt(x**2 + y**2)
if dist <= 1.0:
hits = hits + 1
pi = 4* (hits/DARTS)
print("π = %s"%pi) #%格式输出是就得方式
print("π={}\nTime={}".format(pi,clock())) #format格式输出函数是新的方式
log：
π = 3.1066666666666665
π=3.1066666666666665
Time=0.054041
3.4 课后练习
字符串操作测验（略）