Python中的变量、运算符与流程控制

一、执行Python程序的两种方式

1、交互式

在终端内输入“python3”，然后输入python代码

2、命令行式

在终端内输入“python3 文本文件路径”

二、变量

1、变量的组成

Python 中的变量不需要声明。每个变量在使用前都必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建。

在 Python 中，变量就是变量，它没有类型，我们所说的"类型"是变量所指的内存中对象的类型。

等号（=）用来给变量赋值。

等号（=）运算符左边是一个变量名,等号（=）运算符右边是存储在变量中的值。

变量名 = 变量值。

变量名是用来接收变量值的

name = 'nick' 
age = 19

2、变量名的定义规范

变量名具有某种意义
由数字/字母/下划线组成，且不能由数字和下划线开头
不能用Python关键字

['and'， 'as'， 'assert'， 'break'， 'class'， 'continue'， 'def'， 'del'， 'elif'， 'else'， 'except'， 'exec'， 'finally'， 'for'， 'from'， 'global'， 'if'， 'import'， 'in'， 'is'， 'lambda'， 'not'， 'or'， 'pass'， 'print'， 'raise'， 'return'， 'try'， 'while'， 'with'， 'yield']

3、定义变量的两种方式

驼峰体:NameOfNick
下划线:name_of_nick(推荐)

4、常量

常量是约定俗成的一种规范，常量名的定义方式为全大写。实际上可以被修改。

AGE_OF_NICK = 19
print(AGE_OF_NICK)

三、Python变量内存管理

1、引用计数

变量值的引用次数

x = 257  # 257的引用计数为1
y = x   # 257的引用计数为2
del x  # 257的引用计数为1

2、垃圾回收机制

当变量值的引用计数为0的时候，该变量值会被Python自动回收它的内存占用

3、小整数池

[-5，256]之间的整数会在Python解释器启动的时候，自动开辟一块内存存入这些整数.也就是说这些小整数不会因为引用计数为0而被删除。

4、内存地址与数据类型

获取变量的id，可以理解成变量在内存中的地址。

x = 10
print(x)  # 获取变量的变量值
print(id(x) )  # 获取变量的id，可以理解成变量在内存中的地址
print(type(x) )  # 获取变量的数据类型，下章会详细介绍数据类型

结果：

10
8790885504960
< class 'int'>

5、实例：

id相等的变量，值一定相等，因为指向的是同一个内存地址；

值相等的变量，id不一定相等。

x = 11
y = x
z = 11
print(x == y)  # True
print(x is y)  # True
print(x is z)  # True，整数池的原因

x = 255
z = 255
print(id(x) is id(z) )  # False

四、花式赋值

1、链式赋值

以下实例，创建一个整型对象，值为 10，从后向前赋值，三个变量被赋予相同的数值。

a = b = c = d = 10 
print(f'a:{a}, b:{b}, c:{c}, d:{d}') #a:10, b:10, c:10, d:10

2、交叉赋值

# 交叉赋值
x = 10
y = 20

x, y = y, x
print(x, y) #20 10

# 相当于使用临时变量
x = 10 
y = 20

temp = x
x = y
y = temp

print(x, y) #20 10

3、多个变量赋值

您也可以为多个对象指定多个变量。例如：

a, b, c = 1, 2, "runoob"

以上实例，两个整型对象 1 和 2 的分配给变量 a 和 b，字符串对象 "runoob" 分配给变量 c。

写一个斐波纳契数列 Fibonacci series:

# 两个元素的总和确定了下一个数
a, b = 0, 1
while b < 10:
    print(b, end=',')
    a, b = b, a+b
# 1,1,2,3,5,8,

五、与用户交互

name = input('请输入你的姓名：')
pwd = input('请输入你的密码：')

print(type(name))
print(type(pwd))

# 请输入你的姓名：a
# 请输入你的密码：1
# 
# 'str'>

无论我们输入的值是数字类型、字符串类型、列表类型，input的接收值都是字符串类型。

六、格式化输出

1、占位符（旧式字符串格式化，逐步淘汰）

%s：接收任意数据类型的数据
%d：接收数字类型的数据

name = 'nick'
age = 19
print('my name is %s my age is %d' % (name, age))
# my name is nick my age is 19

2、 format格式化

{}：接收任意数据类型的数据。

1、格式：<模板字符串>.format(<逗号分隔的参数>)

name = 'nick'
age = 19
#1、括号及其里面的字符 (称作格式化字段) 将会被 format() 中的参数替换。
print("Hello, {}. You are {}.".format(name, age)) # Hello, nick. You are 19.
  

2、在括号中的数字用于指向传入对象在 format() 中的位置
print("Hello, {1}. You are {0}-{0}.".format(age, name)) # Hello, nick. You are 19-19.

3、如果在 format() 中使用了关键字参数, 那么它们的值会指向使用该名字的参数。
print("Hello, {name}. You are {age}-{age}.".format(age=age, name=name))# Hello, nick. You are 19-19.

4、位置及关键字参数可以任意的结合: 
print('站点列表 {0}, {1}, 和 {other}。'.format('Google', 'Runoob', other='Taobao'))

2、模板字符串中的格式控制标记

{<参数序号> ： <格式控制标记>}

: <填充> <对齐> <宽度> <,> <.精度> <类型>

:	<填充>	<对齐>	<宽度>	<,>	<.精度>	<类型>
引导符号	填充的单个字符	<：左对齐 >：右对齐 ^：居中对齐	槽设定的输出宽度	数字的千位分隔符	浮点数小数或字符串最大输出长度	整数类型：`b（二进制）,c,d,o,x,X` 浮点数类型：`e,E,f,%（百分数）`

引导

符号

填充的单个字符

<：左对齐
>：右对齐
^：居中对齐

槽设定的输出宽度

数字的千位分隔符

浮点数小数

或字符串最大输出长度

整数类型：b（二进制）,c,d,o,x,X
浮点数类型：e,E,f,%（百分数）

3、python字符串格式化符号:

%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，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（大写）
%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

print("{0: =^20 }".format("PYTHON"))  # '=======PYTHON=======' 使用等号，居中对齐
print("{0: *>20 }".format("BIT"))  # '*****************BIT' 使用星号，文字右对齐
print("{:10}".format("BIT"))  # 'BIT       ' 总长度为10，不足以空格补足。在:后传入一个整数, 可以保证该域至少有这么多的宽度。 用于美化表格时很有用。
print("{0: ,.2f}".format(12345.6789))  # '12,345.68' 使用千分符，同时保留到小数点后两位
print("{0:b},{0:c},{0:d},{0:o},{0:x},{0:X}".format(425))  # '110101001,?,425,651,1a9,1A9'
print("{0:e},{0:E},{0:f},{0:%}".format(3.14))  # '3.140000e+00,3.140000E+00,3.140000,314.000000%'

可以使用 bin，oct，hex 可输出数字的二进制，八进制，十六进制形式，例如：

a = 0b111100
print(bin(a))
# '0b111100'
print(oct(a))
# '0o74'
print(hex(a))
# '0x3c'

4、字段格式化

字典, 然后使用方括号 [] 来访问键值 :

table = {'Google': 1, 'Runoob': 2, 'Taobao': 3}
print('{0[Runoob]:d}; {0[Google]:d}; {0[Taobao]:d}'.format(table))
# 2; 1; 3

也可以通过在 table 变量前使用 ** 来实现相同的功能：

table = {'Google': 1, 'Runoob': 2, 'Taobao': 3}
print('{Runoob:d}; {Google:d}; {Taobao:d}'.format(**table))
# 2; 1; 3

3、 f-string字面量格式化

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。

在字符串前面加上f或F，后面跟着字符串，字符串中的表达式用大括号 {} 包起来，它会将变量或表达式计算后的值替换进去。

用了这种方式明显更简单了，不用再去判断使用 %s，还是 %d。

name = "nick"
age = 19
print(F"Hello, {name}. You are {age}.")#Hello, nick. You are 19.

print(f'{age*2}')#38
salary = 6.6666
print(f'{salary:.2f}')#6.67

w = {'name': 'Runoob', 'url': 'www.runoob.com'}
print(f'{w["name"]}: {w["url"]}')
# 'Runoob: www.runoob.com'

在 Python 3.8 的版本中可以使用 = 符号来拼接运算表达式与结果：

x = 1
print(f'{x+1}')   # Python 3.6
# 2

x = 1
print(f'{x+1=}')   # Python 3.8
# 'x+1=2'

七、基本运算符

1、算术运算符

+、 - 、* 、/ 、 //、 % 、**

# 除
print(10 / 3)  # 3.3333333333333335

# 除，只取整数部分
print(10 // 3)  # 3
print(10 // 4)  # 2

# %：取余
print(10 % 3)  # 1

# **，幂
print(10 ** 3)  # 1000

2、逻辑运算符（运算符中优先级最低，即最后运算）

and、 or、 not 。

优先级：not>and>or

# 从左到右的方式找到逻辑运算符，找到逻辑运算符的左边，左边成立，再去找到逻辑运算符的右边
print(3 > 3 and 1 > 2 or 2 > 1)  # False

3、比较运算符

>、 >=、 <、 <=、 ==、 !=（Pyhton3 已不支持 <> 运算符，可以使用 != 代替）

4、赋值运算符

=、 +=、 -=、 *=、 /=、 //=、 **=、 %=、:=（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。）

5、身份运算符，比较两个对象的存储单元。

is、 is not

is和==的区别：

is：用于判断两个变量引用对象是否为同一个(是否在同一块内存空间中)，
==：用于判断引用变量的值是否相等。

6、位运算符

& ：按位与运算符
| ：按位或运算符
^：按位异或运算符
~ ：按位取反运算符
<<：左移动运算符
>> ：右移动运算符

a = 60  # 60 = 0011 1100
b = 13  # 13 = 0000 1101
c = 0

c = a & b
print( c)# 12 = 0000 1100
c = a | b
print(c)# 61 = 0011 1101
c = a ^ b
print( c)# 49 = 0011 0001
c = ~a
print( c)# -61 = 1100 0011
c = a << 2
print(c)# 240 = 1111 0000
c = a >> 2
print(c)# 15 = 0000 1111

7、成员运算符

in、 not in

包括字符串，列表或元组等

a = 10
b = 20
list = [1, 2, 3, 4, 5]

print(a in list) # false

8、运算符优先级(略)

如果需要某个运算符优先运算，则加个括号，使用a and b is c == d的是傻逼

9、解压缩

hobby_list = ['read','run','sleep','fishing','piao']

# 如果取第2-3个爱好
_,hobby2,hobby3,*_ = hobby_list

print(hobby2, hobby3) #run sleep

字典也是可以的，但是字典解压缩的是key。

info = {'name': 'nick', 'age': 18}
x, y = info
print(x, y) #name age

八、流程控制

1、 if判断

Python 中用 elif 代替了 else if，所以if语句的关键字为：if – elif – else。

注意：

1、每个条件后面要使用冒号 :，表示接下来是满足条件后要执行的语句块。
2、使用缩进来划分语句块，相同缩进数的语句在一起组成一个语句块。
3、在Python中没有switch – case语句。

# if
if 条件:
    代码块

# if...else
if 条件:
    代码块
else:
    代码块

# if...elif....elif...else
if 条件:
    代码块
elif 条件: 
    代码块
elif 条件:
    代码块

...(可以写任意个elif)

else:
    代码块

2、 while循环

同样需要注意冒号和缩进。另外，在 Python 中没有 do..while 循环。

#while
while 条件:
    代码块

#while + break
while 条件:
    代码块
    break  # 结束本层循环，跳出循环

# while + continue
while 条件:
    代码块
    if 条件:
        代码块
        cotinue  # 不执行下面代码，然后继续循环，即跳出本次循环
    代码块

#while + else
while 条件:
    代码块
else:
    print('如果我没有被break，我就会被打印出来')

实例：

n = 1
while n < 4:
    print(n)
    n += 1
else:
    print("a")
# 1,2,3,a

使用循环嵌套来实现99乘法法则:

# 外边一层循环控制行数
# i是行数
i = 1
while i <= 9:
    # 里面一层循环控制每一行中的列数
    j = 1
    while j <= i:
        mut = j * i
        print("%d*%d=%d" % (j, i, mut), end="  ")
        j += 1
    print("")
    i += 1
# 1*1=1  
# 1*2=2  2*2=4  
# 1*3=3  2*3=6  3*3=9  
# 1*4=4  2*4=8  3*4=12  4*4=16  
# 1*5=5  2*5=10  3*5=15  4*5=20  5*5=25  
# 1*6=6  2*6=12  3*6=18  4*6=24  5*6=30  6*6=36  
# 1*7=7  2*7=14  3*7=21  4*7=28  5*7=35  6*7=42  7*7=49  
# 1*8=8  2*8=16  3*8=24  4*8=32  5*8=40  6*8=48  7*8=56  8*8=64  
# 1*9=9  2*9=18  3*9=27  4*9=36  5*9=45  6*9=54  7*9=63  8*9=72  9*9=81

3、for循环

for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。

for循环的循环次数受限于容器类型的长度，而while循环的循环次数需要自己控制。

#for
for i in range/str/list/tuple/dict/set(可迭代对象):
    print(i)

#for + break
for i in range/str/list/tuple/dict/set(可迭代对象):
    print(i)
    break  # 结束本层循环

# for + continue
for i in range/str/list/tuple/dict/set(可迭代对象):
    print(i)
    if 条件:
        continue  # 结束本次循环，即不执行下面代码，继续循环
    代码块

#for + else
for i in range/str/list/tuple/dict/set(可迭代对象):
    print(i)
else:
    print('如果我没有被break，我就会被打印出来')

实例：

# for循环按照索引取值

name_list = ['nick', 'jason', 'tank', 'sean']
for i in range(len(name_list)):
    print(i, name_list[i])
    
# 0 nick
# 1 jason
# 2 tank
# 3 sean

九、range()函数

如果你需要遍历数字序列，可以使用内置range()函数。它会生成数列，例如:

for i in range(5):
    print(i)
# 0 1 2 3 4

你也可以使用range指定区间的值：

for i in range(5, 9):
    print(i)
# 5 6 7 8

也可以使range以指定数字开始并指定不同的增量(甚至可以是负数，有时这也叫做'步长'):

for i in range(0, 10, 3):
    print(i)
#   0 3 6 9

负数：

for i in range(-10, -100, -30):
    print(i)
# -10 -40 -70

您可以结合range()和len()函数以遍历一个序列的索引,如下所示:

a = ['Google', 'Baidu', 'Runoob', 'Taobao', 'QQ']
for i in range(len(a)):
    print(i, a[i])
# 0 Google 1 Baidu 2 Runoob 3 Taobao 4 QQ

还可以使用range()函数来创建一个列表：

a = list(range(5))
print(a)
# [0, 1, 2, 3, 4]

实例：

1-100 的和:

print(sum(range(101)))

十、pass 语句

Python pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

pass 不做任何事情，一般用做占位语句，如下实例

while True:
    pass  # 等待键盘中断 (Ctrl+C)

最小的类:

class MyEmptyClass:
    pass