Python數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用 課件 第2章基本數(shù)據(jù)類型

1云南財經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院

Python數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用第二章

基本數(shù)據(jù)類型目錄

2.1數(shù)值類型2.2數(shù)值運算2.3字符串類型2.4不同數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換知識目標(biāo)：?了解Python中常見的基本數(shù)據(jù)類型；?掌握不同數(shù)據(jù)類型的定義規(guī)則和表示方法；?理解每種數(shù)據(jù)類型的特點、適用場景和存儲方式；?熟悉數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換方法和規(guī)則。3學(xué)習(xí)目標(biāo)技能目標(biāo)：?能夠準(zhǔn)確地定義和使用各種基本數(shù)據(jù)類型來存儲和處理數(shù)據(jù)；?熟練進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換操作，以滿足不同的計算和邏輯需求；?運用所學(xué)的數(shù)據(jù)類型，編寫具有實際功能的代碼段，解決簡單的問題；?能夠?qū)?fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和操作；?具備調(diào)試代碼的能力，能夠識別和解決由于數(shù)據(jù)類型使用不當(dāng)導(dǎo)致的錯誤。4學(xué)習(xí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：?培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S，確保在編程中對數(shù)據(jù)類型的選擇和使用準(zhǔn)確無誤；?提高問題解決的能力，通過合理運用數(shù)據(jù)類型來優(yōu)化代碼的可讀性和可維護(hù)性；?養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，注重代碼規(guī)范和注釋；?培養(yǎng)耐心和細(xì)心，在處理數(shù)據(jù)類型相關(guān)問題時，能夠仔細(xì)檢查和排查錯誤。5學(xué)習(xí)目標(biāo)

在Python編程的世界里，數(shù)據(jù)類型是構(gòu)建代碼大廈的基石。就如同建造房屋需要各種不同的材料一樣，編寫有效的程序也依賴于對數(shù)據(jù)類型的準(zhǔn)確理解和運用。

在這一章中，我們將一同探索Python豐富多樣的基本數(shù)據(jù)類型。深入了解整數(shù)、浮點數(shù)、字符串和布爾值等常見數(shù)據(jù)類型的奧秘。

整數(shù)和浮點數(shù)是處理數(shù)值運算的得力助手，它們分別適用于不同精度和范圍的數(shù)字計算。字符串則是文本信息的載體，學(xué)會如何創(chuàng)建、操作和處理字符串，讓文字在代碼中發(fā)揮神奇的作用。而布爾值作為邏輯判斷的基礎(chǔ)，將幫助構(gòu)建條件語句和控制程序的流程。

通過學(xué)習(xí)本章，將不僅掌握這些基本數(shù)據(jù)類型的概念和用法，還能理解它們在內(nèi)存中的存儲方式和特點。這將為后續(xù)編寫復(fù)雜、高效的程序打下堅實的基礎(chǔ)，在Python編程的征程上邁出堅實的一步！6本章導(dǎo)讀Python提供了豐富的數(shù)值類型，支持4種數(shù)值類型：包括整型（int）、浮點型（float）、布爾型（bool）和復(fù)數(shù)型（complex）。每種類型都有其獨特的特點和用途。72.1數(shù)值類型表示方法有4種：十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制。默認(rèn)情況采用十進(jìn)制，其他進(jìn)制需要加引導(dǎo)符號。82.1.1整型（int）進(jìn)制類型引導(dǎo)符號描述十進(jìn)制不需要默認(rèn)情況。如：123，-243二進(jìn)制0b或0B由字符0、1組成。如：0b1100，0B101011八進(jìn)制0o或0O(注意：后一個是大寫字母O)由字符0到7組成。如：0o137，0O564十六進(jìn)制0x或0X由字符0到9、a到f(或A到F)組成。如：0x9AF，0X678

例2-1print(123,-243)print(0o137,0O564)print(0x9AF,0X678)2.1.1整型（int）

整型特點：（1）無大小限制（受限于可用內(nèi)存）。（2）支持二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制表示，但結(jié)果顯示都是十進(jìn)制數(shù)。（3）支持常見的算術(shù)運算（加、減、乘、除、取模、冪運算）。Python的內(nèi)置函數(shù)能夠進(jìn)行整數(shù)的進(jìn)制轉(zhuǎn)換如下表。序號轉(zhuǎn)換函數(shù)描述實例1bin(x)將十進(jìn)制整數(shù)x轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)bin(246)2oct(x)將十進(jìn)制整數(shù)x轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制整數(shù)oct(246)3hex(x)將十進(jìn)制整數(shù)x轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制整數(shù)hex(246)4int(x,n)將n進(jìn)制字符串或數(shù)字x轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制整數(shù)int(246,16)2.1.1整型（int）

例2-2a=bin(246)b=oct(246)c=hex(246)d=int(“246”,16)print(a,b,c,d)2.1.1整型（int）2.1.2浮點型（float）浮點數(shù)用于表示帶有小數(shù)部分的數(shù)值。浮點數(shù)有兩種表示方法：十進(jìn)制表示和科學(xué)計數(shù)法表示。十進(jìn)制表示：3.14、2.75、-123.6科學(xué)計數(shù)法表示：1.2E3（表示1.2×103）、1.2e-3(表示1.2×10-3),E或e表示基數(shù)為10，后面的整數(shù)表示指數(shù)。內(nèi)置函數(shù)float(x)可以將整數(shù)或字符串轉(zhuǎn)換成浮點類型數(shù)據(jù)。2.1.2浮點型（float）例2-3print(3.14,2.75,-123.6,1.2E3,1.2e-3)a=float(246)b=float(“246”)print(a,b)2.1.3布爾型（bool）

布爾類型也叫邏輯類型，主要用來表示邏輯判斷的結(jié)果，比如True和False、真和假、對和錯、成立和不成立等。在邏輯判斷中，True和非0都是“真”，F(xiàn)alse和0都是“假”。2.1.3布爾型（bool）

例2-4print(int(True),int(False))print(bool(5),bool(1),bool(0))print(345>123,”A”>”a”)2.1.4復(fù)數(shù)型（complex）

復(fù)數(shù)類型用于表示數(shù)學(xué)中的復(fù)數(shù)。復(fù)數(shù)由實部和虛部組成，形式為real+imagj（或real+imagJ），其中real是實部，imag是虛部，j或J表示虛數(shù)單位,real、imag都是浮點數(shù)。例如：c1=2+3jc2=-1.5+0.5j2.1.4復(fù)數(shù)型（complex）

例2-5print(2+3j,-1.5+0.5j,5J,4+1.34E-3J)a=4.5+8.9jprint(a.real,a.imag)b=complex(5.67,34.6)print(b)2.2數(shù)值運算

運算符與表達(dá)式運算符：表示運算的符號稱為運算符。Python常用的運算符有算術(shù)運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符、賦值運算符、復(fù)合運算符、標(biāo)識運算符和位運算符等。操作數(shù)：表示運算的對象稱為操作數(shù)。操作數(shù)可以是常量、變量或函數(shù)等。表達(dá)式：描述對哪些數(shù)據(jù)進(jìn)行什么樣的運算。如1+2就是一個算術(shù)表達(dá)式，“+”是運算符，1、2是操作數(shù)。2.2.1基本運算

一、算術(shù)運算符

算術(shù)運算符一般是用來實現(xiàn)數(shù)學(xué)運算的，由算術(shù)運算符連接常量或變量所構(gòu)成的表達(dá)式稱為算術(shù)表達(dá)式。除負(fù)號外，所有的算術(shù)運算符均為雙目運算符。序號運算符說明例子（x=5,y=2）1+加法x+y,值為72-減法x-y,值為33*乘法x*y,值為104/除法x/y,值為2.55//整除，返回商的整數(shù)部分x//y,值為26%求余（模），返回余數(shù)x%y,值為17**冪x**y,值為252.2.1基本運算

例2-6a=8;b=3print(a+b,a-b)print(a*b,a/b)print(a//b,b//a)print(a%b,a**b)2.2.1基本運算

二、關(guān)系運算符

關(guān)系運算符一般用來比較運算符兩邊的操作數(shù)，由關(guān)系運算符連接兩個操作數(shù)的表達(dá)式稱為關(guān)系表達(dá)式，被連接的操作數(shù)可以是常量、變量、算術(shù)表達(dá)式、邏輯表達(dá)式、賦值表達(dá)式等。若關(guān)系表達(dá)式成立，則結(jié)果為True（真），否則為False（假）。所有的關(guān)系運算符均為雙目運算符。序號關(guān)系運算符說明例子x=5,y=2）1==是否相等x==y,值為False2!=是否不相等x!=y,值為True3>當(dāng)左>右時結(jié)果為Truex>y,值為True4<當(dāng)左<右時結(jié)果為Truex<y,值為False5>=當(dāng)左>=右時結(jié)果為Truex>=y,值為True6<=當(dāng)左<=右時結(jié)果為Truex<=y,值為False2.2.1基本運算

例2-7a=8;b=3print(a==b,a!=b)print(a>b,a<b)print(a>=b,a<=b)print(6<a<10,2<b<1)2.2.1基本運算

三、邏輯運算符Python語言中邏輯運算符包括and(邏輯與)、or(邏輯或)和not（邏輯非）三個。邏輯運算符用于對操作數(shù)進(jìn)行邏輯運算，用邏輯運算符連接的關(guān)系表達(dá)式稱為邏輯表達(dá)式。邏輯表達(dá)式常用于控制程序的流程和條件判斷，幫助開發(fā)者根據(jù)不同的邏輯條件執(zhí)行相應(yīng)的代碼塊。在使用邏輯運算符時，需要注意運算符的優(yōu)先級，not的優(yōu)先級高于and，and的優(yōu)先級高于or。and、or是雙目運算符，not是單目運算符。2.2.1基本運算

xynotxxandyxoryTrueTrueFalseTrueTrueTrueFalseFalseFalseTrueFalseTrueTrueFalseTrueFalseFalseTrueFalseFalse邏輯運算符邏輯運算符真值表2.2.1基本運算

例2-8：已知判斷年份y是否為閏年的條件為：（1）能被4整除，但不能被100整除；

（2）能被400整除。只要滿足（1）或者（2）中任意一個條件，那么y就是閏年。程序如下：y=int(input(“請輸入年份：”))print(y%4==0andy%100!=0ory%400==0)2.2.1基本運算

四、賦值運算符

在Python中，賦值運算用于將值賦給變量。賦值運算符的主要作用是為變量賦予初始值或更新變量的值，以便在程序中進(jìn)行后續(xù)的計算和操作。

在中學(xué)階段的數(shù)學(xué)中，等號“=”的含義是判斷等號兩邊的數(shù)值是否相等。但在Python中，“=”的含義是賦值運算，讀作賦值號，將“=”賦值號右邊的數(shù)值賦給左邊的變量。而要判斷兩邊數(shù)值是否相等用關(guān)系運算符“==”。

基本語法格式為：

變量=表達(dá)式

作用：將“=”賦值號右邊的表達(dá)式值賦給左邊的變量。

注意：在使用賦值運算時，需要注意變量的數(shù)據(jù)類型以及賦值表達(dá)式的合法性，以避免出現(xiàn)錯誤。2.2.1基本運算

例2-9賦值運算符的靈活運用a=b=c=10#同一值賦給多個變量print(a,b,c)a,b,c=2,4,6#一行代碼實現(xiàn)多個值賦給多個變量，順序很重要print(a,b,c)a1=2.3#交換兩個變量的值a2=87.9a1,a2=a2,a1print(a1,a2)2.2.1基本運算

五、復(fù)合運算符

復(fù)合運算符是將某種算術(shù)運算符和賦值運算符結(jié)合起來，形成一種簡潔的寫法。在Python語言中，基本賦值運算符“=”與7種算術(shù)運算符（+、-、*、/、%、//、**）結(jié)合成復(fù)合賦值運算符，其功能是先計算算術(shù)運算，然后再賦值。

基本語法格式為：

變量

算術(shù)運算符=表達(dá)式

相當(dāng)于：變量=變量

算術(shù)運算符

表達(dá)式

作用：先計算算術(shù)運算與表達(dá)式的結(jié)果，然后再賦給左邊的變量。序號復(fù)合賦值運算符說明例子（x=5,y=2）1+=加法賦值x+=y,相當(dāng)于x=x+y,x值為72-=減法賦值x-=y,相當(dāng)于x=x-y,x值為33*=乘法賦值x*=y,相當(dāng)于x=x*y,x值為104/=除法賦值x/=y,相當(dāng)于x=x/y,x值為2.55//=整除賦值x//=y,相當(dāng)于x=x//y,x值為26%=求余賦值x%=y,相當(dāng)于x=x%y,x值為17**=指數(shù)賦值x**=y,相當(dāng)于x=x**y,x值為252.2.1基本運算

六、運算符的優(yōu)先級

Python語言中規(guī)定，在同一個表達(dá)式中出現(xiàn)多個運算符時，要先計算優(yōu)先級高的運算。當(dāng)出現(xiàn)多個優(yōu)先級相同的運算符時，按照結(jié)合性確定計算次序。括號可以改變優(yōu)先級順序，有括號時優(yōu)先計算括號內(nèi)的表達(dá)式。序號運算符運算符說明結(jié)合性優(yōu)先級順序1（）圓括號從左至右高

低2**乘方從左至右3*、/、//、%乘除從左至右4+、-加減從左至右5==、!=、>、>=、<、<=關(guān)系運算符從左至右6=、+=、-=、*=、/=、//=、%=、**=賦值運算符和復(fù)合賦值運算符從右至左7not非從右至左8and與從左至右9or或從左至右2.2.1基本運算

例2-10x=5；y=2z=x+y*6#運算順序為：*、+w=x+y**x*10#運算順序為：**、*、+m=(7*(x+4))**2/(9*(x+y))#用圓括號改變運算順序print(z,w,m)2.2.2數(shù)值運算函數(shù)

Python內(nèi)置的數(shù)學(xué)函數(shù)能夠完成數(shù)學(xué)計算。Python提供了豐富的數(shù)學(xué)函數(shù)，通過math模塊可以訪問更多高級的數(shù)學(xué)運算。序號函數(shù)說明舉例1abs(x)求x的絕對值abs(-10),返回值為102divmod(x,y)分別取得商和余數(shù)，返回元組divmod(20,6)，返回值為（3，2）3pow(x,y)返回x的y次冪pow(6,2),返回值為364round(x)或round(x,d)對浮點數(shù)x按照四舍五入保留d位小數(shù)。無參數(shù)則返回x四舍五入后的整數(shù)值round(3.1415926,3)，返回值為3.1425max(x1,x2,…,xn)求x1,x2,…,xn中的最大值max(5.6,45,7.9,8),返回值為456min(x1,x2,…,xn)求x1,x2,…,xn中的最小值min(5.6,45,7.9,8),返回值為5.67eval(str)將字符串中的表達(dá)式求值，返回計算結(jié)果eval(“1+2+3+4+5”),返回值為152.2.2數(shù)值運算函數(shù)

例2-11print(abs(-10))print(divmod(20,6))print(pow(6,2))print(round(3.1415926,3))print(max(5.6,45,7.9,8))print(min(5.6,45,7.9,8))print(eval(“1+2+3+4+5”))2.3字符串類型

現(xiàn)實生活中的很多數(shù)據(jù)都是字符串，如姓名、住址、身份證號、學(xué)號等，其中一些雖然完全由阿拉伯?dāng)?shù)字構(gòu)成，但不是數(shù)值而是字符串。字符串是常見的一種數(shù)據(jù)類型，程序中經(jīng)常會有對字符串進(jìn)行各種處理的需求，因此Python語言中提供了字符串類型，可以對字符串進(jìn)行各種處理操作。

字符串是一個字符序列，它可以包含字母、數(shù)字、標(biāo)點符號等文本形式的字符。字符的個數(shù)稱為字符串的長度，長度為0的字符串稱為空字符串。2.3.1字符串的創(chuàng)建

Python中的字符串是一個有序的字符序列，可以用單引號、雙引號或三引號表示。其中，單引號和雙引號均用來表示單行字符串。使用單引號時，雙引號可以作為字符串的一部分；使用雙引號時，單引號可以作為字符串的一部分；三引號可以表示單行或多行字符串。例2-12print(‘ILikePython!’)print(“Let’sProgram!”)print(“““Let’sProgram!”””)2.3.2轉(zhuǎn)義字符

Python使用引號標(biāo)記字符串，但引號本身不屬于字符串內(nèi)容。引號自身就是一個特殊的存在，這樣會產(chǎn)生一個問題，如何表達(dá)字符串正文內(nèi)容中的引號？一般有兩種方法來實現(xiàn)：一是使用和待輸出的引號不同的引號來標(biāo)記字符串；二是使用轉(zhuǎn)義字符。

轉(zhuǎn)義字符以反斜線號為前綴，用于避免字符的二義性，或者描述一些不方便通過鍵盤直接輸入的特殊字符。轉(zhuǎn)義字符說明轉(zhuǎn)義字符說明\\反斜線號\’單引號

\n換行符，將鼠標(biāo)指針移到下一行開頭\r回車符，將鼠標(biāo)指針移到本行開頭\”雙引號\f換頁符\t橫向制表符，即<Tab>鍵\b退格，即<Backspace>鍵2.3.2轉(zhuǎn)義字符例2-13print(‘《九月九日憶山東兄弟》’)print(‘\t——唐·王維’)print(“獨在異鄉(xiāng)為異客，每逢佳節(jié)倍思親。\n遙知兄弟登高處，遍插茱萸少一人?！?2.3.3字符串基本操作一、字符串索引操作

字符串索引就是字符的索引，可以通過字符串索引訪問和操作字符。字符串索引分正向索引和負(fù)向索引。

（1）正向索引：從左到右排列，默認(rèn)從0開始，從左到右標(biāo)記字符依次為0、1、2、…，最大范圍是字符串長度減1。

（2）負(fù)向索引：從右到左排列，默認(rèn)從-1開始，從右到左標(biāo)記字符依次為-1、-2、-3、…。例如：字符串：Student正向索引：0123456負(fù)向索引：-7-6-5-4-3-2-1字符串索引操作指的是使用字符串的索引獲取字符串中的指定字符，語法格式如下：<字符串>[索引]2.3.3字符串基本操作例2-14print(“student”[0],”student”[3])s=”student”print(s[-1],s[-4])2.3.3字符串基本操作二、求字符串的長度可以用內(nèi)置函數(shù)len()求字符串的長度。例如：s=”student”>>>len(s)結(jié)果為：7三、字符串連接操作字符串連接操作使用加號（+）將兩個字符串連接起來。2.3.3字符串基本操作例2-15print(“I”+”like”+”Python!”)print(“我愛學(xué)”+“編程！”)2.3.3字符串基本操作四、字符串復(fù)制操作如果字符串由一段字符反復(fù)連接而成，則可以使用“*”生成該字符串。例如：Print(“Python!”*3)Print(“中國加油！”*2)2.3.3字符串基本操作五、字符串切片操作

字符串切片操作是指利用指定范圍從字符串中獲得字符串的子串。其方法是通過指定開始位置start和結(jié)束位置end來指定切片的區(qū)間?；菊Z法格式如下：<字符串>[start:end:step]

說明：start表示子串的起始位置，end表示子串的終止位置（不含end對應(yīng)的字符，即end-1），step表示步長。start、end和step均可省略，start的默認(rèn)值為0，end的默認(rèn)值為字符串長度，step默認(rèn)步長為1。2.3.3字符串基本操作例2.16s=”student”print(s[1:5])print(s[:6])print(s[1:])print(s[1:6:2])print(s[-7:-2])2.3.3字符串基本操作六、字符串處理函數(shù)Python內(nèi)置了一些與字符串處理相關(guān)的函數(shù)。序號函數(shù)說明1len(s)返回字符串的長度2str(s)返回任意類型s的字符串形式3chr(x)返回ASCII值x對應(yīng)的字符4ord(s)返回字符s對應(yīng)的ASCII值5hex(x)返回整數(shù)x對應(yīng)十六進(jìn)制數(shù)的小寫形式字符串6oct(x)返回整數(shù)x對應(yīng)八進(jìn)制數(shù)的小寫形式字符串2.3.3字符串基本操作七、字符串常用處理方法Python語言中字符串的方法很多，這里介紹一些常用的方法。序號方法說明1strip()刪除字符串兩端空格后形式新的字符串2lstrip()刪除字符串左端空格后形式新的字符串3rstrip()刪除字符串右端空格后形式新的字符串4lower()將字符串中所有字母轉(zhuǎn)換成小寫5upper()將字符串中所有字母轉(zhuǎn)換成大寫6capitalize()將字符串中首字母轉(zhuǎn)換成大寫，其余字母轉(zhuǎn)換成小寫7find(substr[,start[,end]])返回substr子串在字符串中的位置8count(substr[,start[,end]])返回substr子串在字符串中的出現(xiàn)的次數(shù)9replace(old,new[,count])用字符串new替換old，可選參數(shù)count表示被替換的子串個數(shù)2.3.4format()方法的基本使用一、format()方法的使用

在Python中，format方法是一種用于字符串格式化的強(qiáng)大工具。它允許將變量或表達(dá)式插入到字符串中，并能根據(jù)需要進(jìn)行格式化。

Python推薦使用format()方法整合字符串，語法格式如下：

<模板字符串>.format(<用逗號分隔的參數(shù)>)2.3.4format()方法的基本使用一、format()方法的使用

說明：

1.模板字符串是一個由字符串和槽組成的字符串，用于控制字符串和變量的顯示效果。槽用大括號“{}”表示，對應(yīng)format()方法中用逗號分隔的參數(shù)。例如：在學(xué)習(xí)強(qiáng)國APP學(xué)習(xí)平臺封面有一句孔子的詩句如下：>>>“孔子曰：學(xué)而時習(xí)之，{}”.format(“不亦說乎”)顯示：孔子曰：學(xué)而時習(xí)之，不亦說乎。2.3.4format()方法的基本使用一、format()方法的使用

2.如果模板字符串中有多個槽，且槽內(nèi)沒有指定序號，則按照槽出現(xiàn)的順序分別對應(yīng)format()方法中不同參數(shù)。例如：>>>“{}曰：學(xué)而時習(xí)之，{}”.format(“孔子”，“不亦說乎”)顯示：孔子曰：學(xué)而時習(xí)之，不亦說乎。2.3.4format()方法的基本使用一、format()方法的使用

3.通過format()方法中參數(shù)的序號可以在模板字符串的槽中指定參數(shù)的使用位置，參數(shù)從0開始編號。例如：>>>“{1}曰：學(xué)而時習(xí)之，{0}”.format(“不亦說乎”，“孔子”)顯示：孔子曰：學(xué)而時習(xí)之，不亦說乎。2.3.4format()方法的基本使用一、format()方法的使用

4.如果希望在模板字符串中直接輸出大括號“{}”，則可以使用“{{”表示“{”，使用“}}”表示“}”。例如：>>>“{1}曰：{{學(xué)而時習(xí)之，{0}}}?！?format(“不亦說乎”，“孔子”)顯示：孔子曰：{學(xué)而時習(xí)之，不亦說乎。}2.3.4format()方法的基本使用二、format()方法的格式控制

format()方法中模板字符串的槽除了包括參數(shù)序號，還可以包括格式控制信息，語法格式如下：

{<參數(shù)序號>:<格式控制標(biāo)記>}

其中，格式控制標(biāo)記用來控制參數(shù)顯示時的