语言元素
作者：村雨遥
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前言
之前的文章中，我们已经对 Python 有所了解了，并且也学会了 Pycharm 的安装及使用。现在该开始正式进入主题了，接下来就要学习 Python 的相关语法，以及如何使用他们进行编程。
今天主要内容就介绍 Python 中的如下知识点：
- 变量
- 数据类型
- 运算符
变量
什么是变量
所谓变量，其实一开始是源自于数学。而在计算机语言中，变量指的是 能够存储计算结果或者能够表示值的抽象概念。
我们可以通过变量名来访问变量，在 Python 中，变量通常是可变的，它不仅仅能够表示数字，还能是任意数据类型。
变量命名规则
Python 中，是通过标识符来给变量命名，而标识符就是用于给程序中变量、类、方法命名的符号。简单来说，标识符就是合法的名字。而什么是合法的名字呢？那我们就来看看 Python 中标识符的命名规则。
Python 中，标识符 必须以字母、下划线开头，然后后面可以跟上任意数目的字母、数字以及下划线，而且也区分大小写。总结起来就是如下几点：
变量名只能包含字母、数字和下划线，而且只能以字母或下划线开头，不能以数字开头，比如我们可以把一个变量命名为
cunyu_1943、_cunyu1943但是不能命名为1943_cunyu；变量名中间不能包含空格，但是可以用下划线来进行分割，比如可以命名为
student_name，但不能命名为student name；变量名应该尽量简短切具有描述性，比如我们变量名为
name，那别人一看就知道这是表示名字的，但如果我们命名为n，那可能就得花更多的时间来搞清楚它到底是啥意思；不要把 Python 中的关键字和内置函数名用做变量名，Python 中常见的关键字和内置函数如下表；
| 关键字 | 描述 |
|---|---|
and | 逻辑运算符 |
as | 创建别名 |
assert | 用于调试 |
break | 跳出循环 |
class | 定义类 |
continue | 继续循环的下一个迭代 |
def | 定义函数 |
del | 删除对象 |
elif | 在条件语句中使用，等同于 else if |
else | 用于条件语句 |
except | 处理异常，发生异常时如何执行 |
False | 布尔值，比较运算的结果 |
finally | 处理异常，无论是否存在异常，都将执行一段代码 |
for | 创建 for 循环 |
from | 导入模块的特定部分 |
global | 声明全局变量 |
if | 写一个条件语句 |
import | 导入模块 |
in | 检查列表、元组等集合中是否存在某个值 |
is | 测试两个变量是否相等 |
lambda | 创建匿名函数 |
None | 表示 null 值 |
nonlocal | 声明非局部变量 |
not | 逻辑运算符 |
or | 逻辑运算符 |
pass | null 语句，一条什么都不做的语句 |
raise | 产生异常 |
return | 退出函数并返回值 |
True | 布尔值，比较运算的结果 |
try | 编写 try...except 语句 |
while | 创建 while 循环 |
with | 用于简化异常处理 |
yield | 结束函数，返回生成器 |
| 内置函数 | ||||
|---|---|---|---|---|
abs() | delattr() | hash() | memoryview() | set() |
all() | dict() | help() | min() | setattr() |
any() | dir() | hex() | next() | slice() |
ascii() | divmod() | id() | object() | sorted() |
bin() | enumerate() | input() | oct() | staticmethod() |
bool() | eval() | int() | open() | str() |
breakpoint() | exec() | isinstance() | ord() | sum() |
bytearray() | filter() | issubclass() | pow() | super() |
bytes() | float() | iter() | print() | tuple() |
callable() | format() | len() | property() | type() |
chr() | frozenset() | list() | range() | vars() |
classmethod() | getattr() | locals() | repr() | zip() |
compile() | globals() | map() | reversed() | __import__() |
complex() | hasattr() | max() | round() |
数据类型
要处理各种文本、图形、音频、视频等数据，光使用数值类型是远远不够的，我们需要更多的数据类型来定义不同的数据。在 Python 中，主要有如下几种数据类型：
数字
数字数据类型用于存储数值，他们是 不可改变 的数据类型。也就是说，每改变一个数字数据类型，就会分配一个新的对象。
当我们给变量指定一个值时，数字对象就会被创建，而如果我们要删除这些对象的引用，就可以使用 del 语句；
# 创建对象
number = 1
# 删除引用
del numberPython 支持如下不同的数字类型；
int：整型（⚠️ Python 2.x 中有int和long之分，但是 Python 3.x 中只有int），能够处理任意大小的整数，而且支持常见的二进制、八进制、十进制以及十六进制；float：浮点类型，也就是数学中的小数。一个浮点数的小数点位置是可变的，它不仅可以表示成数学写法（456.78），还支持科学记数法（4.5678e2）；complex：复数类型，由实部和虚部组成，形如a + bj的形式，和数学中的复数表示一样，只是把i变成了j；
字符串
以单引号或双引号括起来的任意文本，例如 “cunyu1943” 和 ‘cunyu1943’，而且还可以书写成多行的形式（用三个单引号或三个双引号开头，三个单引号或三个双引号结尾）
'''
公众号：村雨遥
blog：cunyu1943.site
'''
“”“
公众号：村雨遥
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”“”Python 中字符串有 2 种取值顺序：
- 从左向右索引，索引值从
0开始，最大索引值是字符串长度减1； - 从右向左索引，索引值从
-1开始，最大索引值是字符串开头；
如果我们要从字符串汇总获取一小段子字符串，则可以使用 [头下标:尾下标] 来进行截取。注意 左闭右开 原则，即通过 [头下标:尾下标] 方式获取的子字符串包含头下标的字符，但不包含尾下标的字符；
加入我们的字符串 s = 'abcdef’，则通过不同方式索引的结果如下图：
列表
list 是一种 有序 的集合，能随时向其中添加和删除元素，用 [] 标识，内部元素用逗号隔开，元素可以是字符、数字、字符串等数据类型，是 Python 中最常用的复合数据类型。类似于字符串，也可以用 [头下标:尾下标] 的方式来进行截取相应子列表，索引方式同字符串，示例如下：
list 中常用方法如下：
| 方法 | 说明 |
|---|---|
len(list) | 列表元素个数 |
list(seq) | 将元组转换为列表 |
list.pop() | 删除 list 末尾的元素 |
list.pop(index) | 删除 list 中索引位置为 index 的元素 |
list.append(obj) | 在列表末尾添加新的对象 |
list.count(obj) | 统计某个元素在列表中出现的次数 |
list.insert(index, obj) | 将对象插入列表指定位置 |
list.remove(obj) | 移除列表中某个值的第一个匹配项 |
list.reverse() | 反转列表中元素 |
list.index(obj) | 从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置 |
list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False) | 对原列表进行排序，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认） |
如果我们要实现不同列表连接，应该这么办呢，此时我们可以使用 + 来连接不同的数组；
>>> list1 = [1, 2, 3]
>>> list2 = [4, 5, 6]
>>> print(list2 + list2)
[1, 2, 3, 4, 5, 6]而如果我们想要某个列表重复，则可以使用 * ；
>>> list1 = [1, 3, 4]
>>> print(list1 * 2)
[1, 3, 4, 1, 3, 4]元组
tuple 也是一种类似于 list 的 有序 列表，用 () 标识，内部元素用逗号隔开。它俩的一个最大区别在于： tuple 一旦初始化之后，就不能再修改了，相当于只读列表，所以 tuple 不像 list 一样有类似 append()、insert() 等方法；
常用方法如下：
| 方法 | 说明 |
|---|---|
len(tuple) | 计算元组元素个数 |
tuple(seq) | 将列表转换为元组 |
max(tuple) | 返回元组中元素最大值 |
min(tuple) | 返回元组中元素最小值 |
如果我们要定义一个空的元组，可以用如下的方式：
tuple = ()而如果元组中只有一个元素时，为了避免歧义，通常需要定义成如下形式：
t = (1,)字典
列表是有序的对象集合，而字典则是无序的对象集合，字典用 {}标识，元素间用逗号分隔，每个元素由 key:value 的形式组成。
两者之间的区别在于：字典中的元素是通过键值对来存取的，而不是通过偏移存取。
字典值虽然能够没有限制，但是键是有限制的，主要有如下两点需要记住：
- 不允许同一个键出现两次；
- 键必须不可变，所以它可以是数字、字符串或元组，但是不能用列表；
字典也有许多方法供我们使用，主要方法总结如下：
| 方法 | 说明 |
|---|---|
len(dict) | 计算字典元素个数，即键的总数 |
str(dict) | 输出字典可打印的字符串表示 |
type(variable) | 返回输入的变量类型，如果变量是字典就返回字典类型 |
dict.clear() | 删除字典内所有元素 |
dict.copy() | 返回一个字典的浅复制 |
dict.haskey(key) | 如果键在字典 dict 里返回 True，否则返回 False |
dict.get(key) | 返回指定键的值 |
dict.keys() | 以列表返回一个字典所有的键 |
dict.values() | 以列表返回字典中的所有值 |
dict.items() | 以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组 |
pop(key) | 删除字典给定键 key 所对应的值，返回值为被删除的值 |
popitem() | 返回并删除字典中的最后一对键和值 |
布尔值
布尔值只有True、False两种值，要么是True，要么是False。在Python中，可以直接用True、False 直接表示布尔值，也可以通过布尔运算计算出来。
>>> False
False
>>> 3 > 2
True运算符
Python 支持多种运算符，但是运算符之间也是有优先级的，下表大致按照优先级从高到低的顺序列出了所有运算符，下面分别介绍运算符的类别；
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
** | 指数 (最高优先级) |
~ + - | 按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@) |
* / % // | 乘，除，取模和取整除 |
+ - | 加法减法 |
>> << | 右移，左移运算符 |
& | 位 'AND' |
| `^ | ` |
<= < > >= | 比较运算符 |
<> == != | 等于运算符 |
= %= /= //= -= += *= **= | 赋值运算符 |
is is not | 身份运算符 |
in not in | 成员运算符 |
not and or | 逻辑运算符 |
算术运算符
假设变量 a = 10, b = 20：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
+ | 加 - 两个对象相加 | a + b 输出结果 30 |
- | 减 - 得到负数或是一个数减去另一个数 | a - b 输出结果 -10 |
* | 乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 | a * b 输出结果 200 |
/ | 除 - x 除以 y | b / a 输出结果 2 |
% | 取模 - 返回除法的余数 | b % a 输出结果 0 |
** | 幂 - 返回 x 的 y 次幂 | a**b 为 10 的 20 次方， 输出结果 100000000000000000000 |
// | 取整除 - 返回商的整数部分（向下取整） | >>> 9//2 4 >>> -9//2 -5 |
比较运算符
假设变量 a = 10, b = 20：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
== | 等于 - 比较对象是否相等 | (a == b) 返回 False |
!= | 不等于 - 比较两个对象是否不相等 | (a != b) 返回 True |
<> | 不等于 - 比较两个对象是否不相等。python3 已废弃。 | (a <> b) 返回 True。这个运算符类似 != |
> | 大于 - 返回 x 是否大于 y | (a > b) 返回 False |
< | 小于 - 返回 x 是否小于 y。所有比较运算符返回 1 表示真，返回 0 表示假。这分别与特殊的变量 True 和 False 等价 | (a < b) 返回 True |
>= | 大于等于 - 返回 x 是否大于等于 y | (a >= b) 返回 False |
<= | 小于等于 - 返回 x 是否小于等于 y | (a <= b) 返回 True |
赋值运算符
假设变量 a = 10, b = 20：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
= | 简单的赋值运算符 | c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c |
+= | 加法赋值运算符 | c += a 等效于 c = c + a |
-= | 减法赋值运算符 | c -= a 等效于 c = c - a |
*= | 乘法赋值运算符 | c *= a 等效于 c = c * a |
/= | 除法赋值运算符 | c /= a 等效于 c = c / a |
%= | 取模赋值运算符 | c %= a 等效于 c = c % a |
**= | 幂赋值运算符 | c \**= a 等效于 c = c ** a |
//= | 取整除赋值运算符 | c //= a 等效于 c = c // a |
逻辑运算符
假设变量 a = 10, b = 20：
| 运算符 | 逻辑表达式 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|---|
and | x and y | 布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 False，否则它返回 y 的计算值 | (a and b) 返回 20 |
or | x or y | 布尔"或" - 如果 x 是非 0，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值 | (a or b) 返回 10 |
not | not x | 布尔"非" - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True | not(a and b) 返回 False |
位运算符
假设变量 a = 60, b = 13：
按位运算符石将数字转换为二进制之后来进行计算的，则 a = 00111100、b = 00001101
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
& | 按位与运算符：参与运算的两个值,如果两个相应位都为 1,则该位的结果为 1,否则为 0 | (a & b) 输出结果 12 ，二进制解释： 0000 1100 |
| ` | ` | 按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为 1 时，结果位就为 1 |
^ | 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为 1 | (a ^ b) 输出结果 49 ，二进制解释： 0011 0001 |
~ | 按位取反运算符：对数据的每个二进制位取反,即把 1 变为 0,把 0 变为 1 。~x 类似于 -x-1 | (~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释： 1100 0011，在一个有符号二进制数的补码形式。 |
<< | 左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由 << 右边的数字指定了移动的位数，高位丢弃，低位补 0。 | a << 2 输出结果 240 ，二进制解释： 1111 0000 |
>> | 右移动运算符：把 ">>” 左边的运算数的各二进位全部右移若干位，>> 右边的数字指定了移动的位数 | a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释： 0000 1111 |
成员运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
in | 如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。 | x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True |
not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。 | x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True |
身份运算符
身份运算符用于比较两个对象的存储单元：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
is | is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象 | x is y, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True，否则返回 False |
is not | is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象 | x is not y ， 类似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True，否则返回 False |
总结
好了，文章到这里也算🈶️挺多内容了，赶紧去仔细看看，然后动手实践起来吧。
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贡献者
村雨遥