Python语言数据结构和语言结构（2）

目录

• 1. Python预备基础
  • 1.1 变量的命名
  • 1.2 变量的使用
  • 1.3 程序注释
• 2. Python数据类型
  • 2.1 字符串
  • 2.2 整数
  • 2.3 浮点数
  • 2.4 不同数据整合
• 3. Python条件语句
  • 3.1 if语句
  • 3.2 if-else语句
  • 3.3 if-elif-else语句
• 4. while循环和for循环
  • 4.1 while循环
  • 4.2 for循环
  • 4.3 break和continue

1. Python预备基础

1.1 变量的命名

  变量命名规则主要有以下几条：

• 变量名只能包含字母、数字和下划线，其中下划线和字母可以开头，数字不行，即info_1可以，而1_info不行；
• 变量名内不能包含空格，可以用下划线替代，即info_1，而非info 1；
• 不能与Python内置关键字和函数名重名，这条在很多语言中都是一致的；
• 变量名中要言简意赅，即可以用name替代n，student_name比s_n好；
• 慎用l和o，因为这两个字母容易与1和0混淆；

1.2 变量的使用

  变量在使用时一定要保证前后一致，如

info = "Hello World!"
print(infor)

  由于声明变量info，而打印输出的是infor，因此程序会提示infor未定义，出现NameError的错误！

1.3 程序注释

  Python中的注释方法有多重，单巷注释可以使用“#”，多行或者段落注释可以使用三对' '或者" "来进行，下面注释是等效的：

# 单行注释
'''
多
行
注
释
'''
"""
多
行
注
释
"""

2. Python数据类型

2.1 字符串

• 字符串的表示

  Python语言中默认输入类型是字符串，字符串的使用有两种表示方法，即

info_1 = 'Hello World!'
info_2 = "Hello World!"
print(info_1)
print(info_2)

  上述两种方法打印结果相同。

• 字符串处理方法

  (1) 字符串合并（拼接）方法 — +

  字符串打印中，最常见的是利用 + 进行字符串连接。

first_info = "Hello"
last_info = "World"
print(first_info + " " + last_info + "!")
*****************************************************
>> Hello  World!

  (2) 字符串处理方法

  字符串有很多处理方法，此处对常用的字符串处理方法进行简要介绍：

name = 'kung is kung'
# 字符串首字母大写
print("1:\t",name.capitalize())
>>> 1:	Kung is kung
# 字符串字母计数
print("2:\t",name.count('k'))
>>> 2:	2
# 字符串字母小写转换
'''
lower()虽然也只能将ASCII字符进行转换，即'A-Z'有效，
针对其他语言字符则只有casefold()有效
'''
name_tp_1 = 'KUNG IS KUANG'
name_tp_2 = 'ß'  # ß是德语单词，小写形式是ss
print("3:\t",name_tp_1.casefold(),'\n' + name_tp_2.casefold())
>>> 3:	kung is kuang
        ss
# 字符串居中
'''
center(width,fillchar)中，a表示字符串加上b所提供的字符总长度
将字符串居中，但存在一下几种情况：
1. width大于字符串（含空格）长度时
   1.1 width为偶数，字符串长度为偶数，则在两边字符串两
边等量补齐字符fillchar；
   1.2 width为偶数，字符串长度为奇数，则字符串左边会比
       右边少一个字符
   1.3 width为奇数，字符串长度为偶数，则字符串左边会比
       右边多一个字符
2. width不大于字符串（含空格）长度时则会返回原字符串
'''
names = 'Kungs'
print("4:\t",name.center(50,'-'),'\n' + names.center(50,'-'),\
             '\n' + name.center(51,'-'),'\n' + name.center(10,'-'))
>>> 4:	-------------------kung is kung-------------------
        ----------------------Kungs-----------------------
        --------------------kung is kung-------------------
        kung is kung
# 字符串结尾验证添加
print("5:\t",name.endswith('ng'))
>>> 5:	True
# 字符串中'\t'字符长度替换
'''
假如字符串中没有转义字符'\t'，则返回原字符
'''
names = 'kung\tis kung'
print("6:\t",name.expandtabs(tabsize = 3),\
      '\n' + names.expandtabs(tabsize = 3))
>>> 6:	kung is kung
        kung  is kung
# 字符串查找
print("7:\t",name.find('i'))   # 切片，返回该字符在字符串中的index
>>> 7:	5
print("8:\t",name[name.find('i')])
>>> 8:	i
print("9:\t",name.find('is'))  # 切片，返回所查找字符串首字符的index
>>> 9:	5
# 字符串格式化输出
names = 'my name is {name} and I am {year} old!'
print("10:\t",names.format(name = 'Kung',year = 23))
>>> 10:	my name is Kung and I am 23 old!
# 字符串映射格式化输出
print("11:\t",names.format_map({'name':'Kung','year':12}))
>>> 11:	my name is Kung and I am 12 old!
# 字符串数字和字母组合判断
'''
isalnum()判断范围需要只包含英文字符和数字(True)
'''
name = '1.23'
print("12:\t",name.isalnum(),('123' + 'Kung').isalnum())
>>> 12:	False True
# 字符串字母判断
'''
字母范围不止英文字母
'''
print("13:\t",name.isalpha(),'ß'.isalpha())
>>> 13:	False True
# 字符串十进制字符判断
'''
isdecimal()方法只存在于Unicode对象中，
因此定义十进制字符只要在字符串前加'u'即可，不加也可
'''
print("14:\t",name.isdecimal(),'54'.isdecimal(),u'54'.isdecimal())
>>> 14:	False True True
# 字符串数字检查
'''
isdigit()只有字符串完全为数字时为真
'''
print('15:\t','1A'.isdigit(),'1'.isdigit())
>>> 15:	False True
# 字符串合法标识符判断
'''
isidentifier()判断的字符必须以字母（大小写均可）
或者'_'开头，字符串之间不能有空格
一般可用作检查变量、函数名、类名、方法名等
'''
print('16:\t','A12'.isidentifier(),'_A12'.isidentifier(),'12'.isidentifier(),'A 12'.isidentifier())
>>> 16:	True True False False
# 字符串数字判断
'''
检查数字字符串主要有isdigit()和isnumeric()
isdigit()：
True: Unicode数字，byte数字（单字节），全角数字（双字节），罗马数字
False: 汉字数字
Error: 无
isnumeric()：
True: Unicode数字，全角数字（双字节），罗马数字，汉字数字
False: 无
Error: byte数字（单字节）
'''
print('17:\t','1'.isnumeric(),'一'.isnumeric())
>>> 17:	True True
# 字符串空格检查
'''
字符串只包含空格，则为True，否则为False
'''
print('18:\t',' '.isspace(),'Hello World'.isspace())
>>> 18:	True False
# 字符串首字母大写检查
'''
要求首字母大写，其它为小写
'''
print('19:\t','My'.istitle(),'Kung Fu'.istitle())
>>> 19:	True True
# 字符串可打印检测
'''
字符串中都是可打印字符则返回True，否则返回False
注意，字符串中包含制表符为Faluse
'''
print('20:\t','My\tname'.isprintable(),'My name'.isprintable(),\
      '~'.isprintable(),'\t'.isprintable())
>>> 20:	False True True False
# 字符串大写检测
'''
字符串中字符全为大写时为True，否则为False
'''
print('21:\t','MONTH'.isupper(),'MONTH DAY'.isupper(),\
      'Month day'.isupper())
>>> 21:	True True False
# 字符串元素连接
print('22:\t','+'.join(['1','2','3']),'\n'+' '.join(['1','2','3']),\
      '\n'+''.join(['1','2','3']))
>>> 22:	1+2+3
        1 2 3
        123
# 字符串左对齐
'''
ljust(width,fillchar)对字符串进行左对齐，
然后在字符串右侧进行fillchar填充，使得填充
数量加上字符串长度等于width
'''
print('23:\t',name.ljust(50,'*'))
>>> 23:	1.23**********************************************
# 字符串右对齐
print('24:\t',name.rjust(50,'*'))
>>> 24:	**********************************************1.23
# 字符串小写转换
names = 'My name is Kung!'
print('25:\t',names.lower())
>>> 25:	my name is kung!
# 字符串大写转换
print('26:\t',names.upper())
>>> 26:	MY NAME IS KUNG!
# 字符串左侧去空
'''
lstrip()可以对空格或'\n'转义字符进行去除
'''
print('27:\t'+'\nname'.lstrip())
>>> 27:	name       # 正常状态下name应该在下一行
# 字符串右侧去空
print('28:\t'+'name\n'.rstrip() + '\t----')
>>> 28:	name    ----   # 正常情况下点画线应该在下一行
print('29:\t'+'\nname\n'.strip() + '\t----')
>>> 29:	name    ----
# 字符串映射转换表
'''
maketrans(intab，outtab)中intab要替代的字符组成的字符串
outtab时相应的映射字符的字符串，就像密码本的功能
密码转换时使用translate()，对所新添加字符进行转换
'''
p = str.maketrans('abced','12345')
print('30:\t'+'adeb'.translate(p))
>>> 30:	1542
# 字符串替换
'''
当待替换字符在字符串中只有一个时可以直接进行替换，
当字符串中所要替换字符有多个时，可以制定位置替换
即通过指定数字要求替换第几个字符，不指定则默认全部替换
'''
print('31:\t'+'Kung fu'.replace('f','F'))
>>> 31:	Kung Fu
print('32:\t'+'Kung fu'.replace('u','U',1))
>>> 32:	KUng fu
print('33:\t'+'Kung fu'.replace('u','U'))
>>> 33:	KUng fU
# 字符串中字符最后出现位置
'''
rfind()返回字符串中最后一次出现位置的位置
rfind(str,beg=0,end=len(string))
同时，find()方法于rfind()的使用方法相同，
但是find()返回的是首次查找到的字符的位置，
两种方法中，假如都指定了beg和end，则会检查
字符是否包含在指定范围内，如果包含查找的字
符串，则返回index，假如不包含则返回-1
'''
print('34:\t','Kung fu'.rfind('u'),'\n','Kung fu'.rfind('u',0,10),\
      '\n','Kung fu'.rfind('u',10,0),'\n','Kung fu'.find('u',0,10),\
      '\n','Kung fu'.find('u',10,0))
>>> 34:	6
        6
       -1
        1
       -1
print('35:\t','Kung fu'.rfind('u'),'\n','Kung fu'.rfind('u',0,5),\
      '\n','Kung fu'.rfind('u',5,0),'\n','Kung fu'.find('u',0,5),\
      '\n','Kung fu'.find('u',5,0))
>>> 35:	6
        1
       -1
        1
       -1
print('36:\t','Kung fu fung'.rfind('fu'),\
      '\n','Kung fu fung'.rfind('fu',0,9),\
      '\n','Kung fu fung'.rfind('fu',9,0),\
      '\n','Kung fu fung'.find('fu',0,9),\
      '\n','Kung fu fung'.find('fu',9,0))
>>> 36:	8
        5
       -1
        5
       -1
# 字符串切片
'''
字符串切片后将以列表形式返回
split()也可以指定在前几个字符分隔
'''
print('37:\t','Kung fu fung'.split('u'),\
              'Kung fu fung'.split('u',2),\
              'Kung fu fung'.split(),\
              'Kung fu fung'.split('u')[-1],\
              'Kung  fu  fung'.split(' '))
>>> 37:	['K', 'ng f', ' f', 'ng'] ['K', 'ng f', ' fung']
        ['Kung', 'fu', 'fung'] ng
        ['Kung', '', 'fu', '', 'fung']
# 字符串转义字符分隔
'''
splitlines([keepends])中keepends默认为False
则会去掉('\r','\r\n','\n')，如果为True，则保留换行符
'''
print('38:\t','1\n+\r\n2\n3\n+\r\n4'.splitlines(),\
      '1\n+\r\n2\n3\n+\r\n4'.splitlines(True))
>>> 38:	['1', '+', '2', '3', '+', '4']
        ['1\n', '+\r\n', '2\n', '3\n', '+\r\n', '4']
# 字符串大小写转换
'''
不仅限于英语字符
'''
print('39:\t','Kung Fu ß'.swapcase())
>>> 39:	kUNG fU SS
# 字符串首字母大小
print('40:\t','kung fu ß'.title())
>>> 40:	Kung Fu Ss
# 字符串右对齐，前面补0
'''
zfill(width)通过指定width，假如字符串长度小于width，
在字符串前面补0；大于width，原样输出
'''
print('41:\t','Kung'.zfill(10),'Kung'.zfill(3))
>>> 41:	000000Kung Kung

2.2 整数

  Python中由于默认输入为字符类型，因此有时需要对数据类型进行转换：

age_1 = input("please input your age :\n")
age_2 = int(age_1)
print(type(age_1),age_1)
print(type(age_2),age_2)
*****************************************************
>> please input your age :
   54
   <class 'str'> 54
   <class 'int'> 54

  保证数据类型正确后，整数四则运算必不可少：

>> 2 + 3
*****************************************************
5
>> 5 - 3
*****************************************************
2
>> 2 * 3
*****************************************************
6
>> 6 / 4
*****************************************************
1.5
>> 3 ** 2
*****************************************************
9

2.3 浮点数

>> 0.1 + 0.1
*****************************************************
0.2
>> 2 * 0.1
*****************************************************
0.2

2.4 不同数据整合

  整数和浮点数同存时，整数类型自动转换为浮点类型，但浮点类型或者整数类型数据与字符串类型同存时，需要进行转换，否则将会出错，因此首先需要吧浮点类型或者整数类型数据转换为字符串类型数据，因此将用到str()。

age = 18
info = "Happy " + str(age) + "th Birthday!"
print(message)

3. Python条件语句

3.1 if语句

if mark > 60 and mark < 70:
	print("Congratualaton, you get a D level!")

  python语言中需要注意的是，不要忘记if最后一行的 :，另外根据条件多少，可以借助逻辑语句来限定条件范围，一般为and和or*两个用的较多。

3.2 if-else语句

if mark > 60:
    print("Congratualaton, you pass the exam!")
else:
    print("Sorry,you should have to study hard!")

  需要注意，else后也需要加上冒号，而且注意各个代码语句间的级别关系，这个可通过缩进解决。

3.3 if-elif-else语句

  当条件超过两个时，可以使用多条件判断语句：

if mark > 90:
    print("Congratualaton, you can get A level!")
elif mark > 80 and mark < 90:
    print("Very good, you get B level!")
elif mark > 70 and mark < 80:
    print("Good, you get C level!")
elif mark > 60 and mark < 70:
    print("Well, you get D level!")
else:
    print("Sorry, you should have to study hard!")

  当然，最后的else语句可以省略，换乘elif亦可。

4. while循环和for循环

4.1 while循环

_number = 10
while _number > 20:
    _number += 1
	print(_number)

  while循环基本结构如上所示，也需要注意的是在判断条件后不要忘记冒号。

  在使用while循环时，需要注意设置合理的终止条件，避免出现无限循环；另外在使用while循环式，注意布尔运算的使用，可以在一定程度上提高代码的效率，使得代码看起来更整洁，其中布尔值应确保首字母大写，即True和False。

_number = 52
cond = True
while cond:
    guess_number = int(input("Pleaw input a number:\n"))
    if guess_number > _number:
        print(str(guess_number) + " is big, you can guess a small one!\n")
    elif guess_number < _number:
        print(str(guess_number) + " is small, you can guess a big one!\n",)
    else:
        print("Congratulation, you got it!")
        cond = False

4.2 for循环

  首先看一段代码：

# 代码1
numbers = 10
for number in range(numbers):
	print("***",number)
# 代码2
numbers = 10
for number in range(0,numbers,2):
	print("***",number)
# 代码3
numbers = 10
for number in range(5,numbers,2):
	print("***",number)

  上述三个代码片段，在代码1中，着重关注下for循环的结构，其中为了方便后期记忆和查看代码，for后的临时变量最好与range内的定义变量相关，另外，不要忘记末尾的冒号；代码2和代码3中主要变化的是关键字range的使用，其中可设置首参数，即原码中的起始数字，可设置步长，代码中设置的是2 ，未设置时，程序默认步长为1。

4.3 break和continue

  break的作用是不再执行余下代码，结束当前整个循环，如果嵌套了多层循环，则break终止的是当前所在循环；相对来说continue也是不再执行余下代码，但是是继续执行下个循环。

_number = 65
count = 0
while count < 3 :
    guess_number = int(input("guess_number: "))
    if guess_number == _number:
        print("you got it!")
        break
    elif guess_number > _number:
        print("The number is bigger! ")
    else:
        print("You think smaller! ")
    count += 1
    if count == 3:
        print("Do you want to keep guessing..? ")
        continue_confirm = input("please enter yes or no:\t")
        if continue_confirm == 'yes':
            count = 0
        elif continue_confirm == 'no':
            break
        else:
            print("Error input")

for i in range(0,20,2):
    if i < 6 :
        print("loop",i)
    else:
        continue
    print("Check")

  Python有列表和字典，这些利用循环处理非常方便，总而言之，还是要先了解好数据结构和语言结构，一步步积累，才能学好下一步！