【天池龙珠计划寒假训练营】python学习笔记（一）：从变量到异常处理

一、变量、运算符与数据类型

1.1注释

在 Python 中，# 表示注释，作用于整行。
''' '''或者""" """表示区间注释，在三引号之间的所有内容被注释

例1.1.1

# 写下你的答案
print("hello world")

1.2运算符

- 算数运算符

- 比较运算符

- 逻辑运算符

- 位运算符

例1.2.1

print(bin(4))  # 0b100
print(bin(5))  # 0b101
print(bin(~4), ~4)  # -0b101 -5
print(bin(4 & 5), 4 & 5)  # 0b100 4
print(bin(4 | 5), 4 | 5)  # 0b101 5
print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5)  # 0b1 1
print(bin(4 << 2), 4 << 2)  # 0b10000 16
print(bin(4 >> 2), 4 >> 2)  # 0b1 1

问题1：按位取反？为什么~4=-5呢？

• 二进制数
  按位取反是位运算符，而位运算符是应用在两个数的运算上，会对数字的二进制所有位数进行从低到高的运算。所以需要把十进制数转换成二进制数再进行运算。
• 补码
  补码是属于计算机三种机械数的一种，机械数有原码、反码、补码。
  如果是正数，那么原码 = 反码 = 补码，正数的符号位为0（如 0 100，这里的0就是符号位，负数类似）；
  如果是负数，那么反码就是把原码的每一位取反，也就是0变成1,1变成0；补码就是在反码的基础上，末位+1，负数的符号位为1。
• 计算~4=-5
  第一步，把十进制数4转化成二进制数100；
  第二步，由于二进制数在内存中以补码的形式存储，所以将得到的二进制数转成补码，要成补码先要把原码转成反码（即0 100，正数原反补一样，第一个0就是符号位），然后反码得到补码（即0 100，正数原反补一样）；
  第三步，终于进行按位取反啦！把第二步得到的补码进行按位取反（即1 011）；
  第四步，把第三步的操作转为补码（因为敲重点：二进制数在内存中以补码的形式存储！！！，所以就需要把取反后的二进制数，转成补码），但是由于按位取反后变为负数，所以我们需要应用负数的原反补规则，先变成反码（即1 011），然后反码末位+1得到补码（即1 101）；
  第五步，把得到的补码101转成十进制数就是5，然后符号位是1，故~4结果为-5）。
• 快捷公式：~x = -(x+1)

（解决方法参考链接：https://www.cnblogs.com/jniantic/p/12189648.html）

问题2：位运算解释（详细示例转到“二、位运算”）

• &：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。
• |：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。
• ~：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 。
• <<：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。
• >>：右移动运算符，把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。

注：bin()函数
bin()函数用于将数字转换为二进制。如果将数字传递给该bin()函数，则它将返回该数字的二进制表示形式。
Python中的二进制数字以0b开头。该bin()函数的结果也以0b开头。

- 三元运算符
学会三元操作符的条件表达式，可以使用一条语句来完成以上的条件判断和赋值操作。

例1.2.2

x, y = 4, 5
if x < y:small = x
else:small = yprint(small)  # 4

x, y = 4, 5
small = x if x < y else y
print(small)  # 4

-其他运算符

例1.2.3

打印判断：

letters = ['A', 'B', 'C']
if 'A' in letters:print('A' + ' exists')
if 'h' not in letters:print('h' + ' not exists')# A exists
# h not exists

比较两个变量均指向不可变类型：

a = "hello"
b = "hello"
print(a is b, a == b)  # True True
print(a is not b, a != b)  # False False

比较的两个变量均指向可变类型：

a = ["hello"]
b = ["hello"]
print(a is b, a == b)  # False True
print(a is not b, a != b)  # True False

注意：

• is, is not 对比的是两个变量的内存地址
• ==, != 对比的是两个变量的值
• 比较的两个变量，指向的都是地址不可变的类型（str等），那么is，is not 和 ==，！= 是完全等价的。
• 对比的两个变量，指向的是地址可变的类型（list，dict，tuple等），则两者是有区别的。

-运算符的优先级

例1.2.4

print(-3 ** 2)  #= (-3)^2=-9
print(3 ** -2)  #=3^(-2)=0.1111111111111111
print(1 << 3 + 2 & 7)  # 0
print(-3 * 2 + 5 / -2 - 4)  # -12.5
print(3 < 4 and 4 < 5)  # True

1.3变量和赋值

1. 在使用变量之前，需要对其先赋值。
2. 变量名可以包括字母、数字、下划线、但变量名不能以数字开头。
3. Python 变量名是大小写敏感的，foo != Foo。

例1.3.1

x = "小白的程序人生"
print(x) # 小白的程序人生
x = "大白的程序人生"
print(x) # 大白的程序人生

first = 2
second = 3
third = first + second
print(third) # 5

x1 = "大白的程序人生"
x2 = "小白的程序人生"
x3 = x1 + x2
print(x3) # 大白的程序人生小白的程序人生

1.4数据类型与转换

- 整型 <class 'int'>

Python 里面万物皆对象（object），整型也不例外，只要是对象，就有相应的属性 （attributes） 和方法（methods）。

例1.4.1
找到一个整数的二进制表示，再返回其长度。

a = 1031
print(bin(a)) # 0b10000000111
print(a.bit_length()) # 11

- 浮点型 <class 'float'>

print(1, type(1))
# 1 <class 'int'>
print(1., type(1.))
# 1.0 <class 'float'>
a = 0.00000023
b = 2.3e-7
print(a) # 2.3e-07
print(b) # 2.3e-07

有时候我们想保留浮点型的小数点后 n 位。可以用 decimal 包里的 Decimal 对象和 getcontext() 方法来实现。

import decimal
from decimal import Decimal

Python 里面有很多用途广泛的包 (package)，用什么你就引进 (import) 什么。包也是对象，也可以用上面提到
的 dir(decimal) 来看其属性和方法。比如 getcontext() 显示了 Decimal 对象的默认精度值是 28 位 ( prec=28 )，
展示如下：

a = decimal.getcontext()
print(a)
# Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=
[], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])

那保留 4 位呢？用 getcontext().prec 来调整精度。

decimal.getcontext().prec = 4
c = Decimal(1) / Decimal(3)
print(c)
# 0.3333

- 布尔型 <class 'bool'>
布尔 (boolean) 型变量只能取两个值， True 和 False 。当把布尔变量用在数字运算中，用 1 和 0 代表 True 和False 。

print(True + True) # 2
print(True + False) # 1
print(True * False) # 0

除了直接给变量赋值 True 和 False ，还可以用 bool(X) 来创建变量，其中 X 可以是

1. 基本类型：整型、浮点型、布尔型
2. 容器类型：字符、元组、列表、字典和集

bool 作用在基本类型变量： X 只要不是整型 0 、浮点型 0.0 ， bool(X) 就是 True ，其余就是 False 。
bool 作用在容器类型变量： X 只要不是空的变量， bool(X) 就是 True ，其余就是 False 。
确定 bool(X) 的值是 True 还是 False ，就看 X 是不是空，空的话就是 False ，不空的话就是 True 。

1. 对于数值变量， 0 , 0.0 都可认为是空的。
2. 对于容器变量，里面没元素就是空的。

- 获取类型信息

1. 获取类型信息 type(object)

print(type(1)) # <class 'int'>
print(type(5.2)) # <class 'float'>
print(type(True)) # <class 'bool'>
print(type('5.2')) # <class 'str'>

2.获取类型信息 isinstance(object, classinfo)

print(isinstance(1, int)) # True
print(isinstance(5.2, float)) # True
print(isinstance(True, bool)) # True
print(