Python数据类型详解02

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  • 上文Python数据类型详解01中主要介绍了Python中的一些常用的数据类型
  • 这篇文章主要介绍一些Python中的一些常用的模块

Number(数字)

  • Python 中数学运算常用的函数基本都在 math 模块、cmath 模块中。
  • math 模块提供了许多对浮点数的数学运算函数。
  • cmath 模块包含了一些用于复数运算的函数。
  • cmath 模块的函数跟 math 模块函数基本一致，区别是 cmath 模块运算的是复数，math 模块运算的是数学运算。
  • 要使用 math 或 cmath 函数必须先导入：
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import math

# 或者
import cmath

Python数学常量

在math模块中定义了三个数学常量

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# 自然常数 e
e = 2.718281828459045
# 圆周率，一般以π来表示
pi = 3.141592653589793
# 2π
tau = 6.283185307179586

Python三角函数

要直接访问的，需要导入 math 模块, 然后通过 math 静态对象调用方法

函数 描述
acos(x) 返回x的反余弦弧度值。
asin(x) 返回x的反正弦弧度值。
atan(x) 返回x的反正切弧度值。
atan2(y, x) 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值。
cos(x) 返回x的弧度的余弦值。
hypot(x, y) 返回欧几里德范数 sqrt(x*x + y*y)。
sin(x) 返回的x弧度的正弦值。
tan(x) 返回x弧度的正切值。
degrees(x) 将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0
radians(x) 将角度转换为弧度

Python数学函数

函数 返回值 ( 描述 )
abs(x) 返回数字的绝对值，如abs(-12) 返回 12
ceil(x) 返回数字的上入整数(小数向上取整)，如math.ceil(4.1) 返回 5, math.ceil(4.0) 返回 4
cmp(x, y) 如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1; (Python在3.x中已经弃用)
exp(x) 返回e的x次幂, 如math.exp(2) 返回7.38905609893065
fabs(x) 返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0
floor(x) 返回数字的下舍整数(小数向下取整)，如math.floor(4.9)返回 4
log(x) 如math.log(math.e)返回1.0, math.log(100,10)返回2.0
log10(x) 返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0
max(x1, x2,…) 返回给定参数的最大值，参数可以为序列。
min(x1, x2,…) 返回给定参数的最小值，参数可以为序列。
modf(x) 返回x的整数部分与小数部分(元组形式)，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示; 如:math.modf(99.09), 返回(0.09000000000000341, 99.0)
pow(x, y) x**y 运算后的值。
round(x [,n]) 返回浮点数x的四舍五入值，如给出n值，则代表舍入到小数点后的位数; 如round(90.09, 1)输出:90.1; 如:round(90.09)输出:90
sqrt(x) 返回数字x的平方根, 如:math.sqrt(4)返回 2.0
  • 其中abs() 和 fabs() 区别
    • abs()是一个内置函数，而fabs()在math模块中定义的。
    • fabs()函数只适用于float和integer类型，而 abs() 也适用于复数

Python随机数函数

  • 随机数可以用于数学，游戏，安全等领域中，还经常被嵌入到算法中，用以提高算法效率，并提高程序的安全性。
  • 随机数函数需要导入 random 模块，然后通过 random 静态对象调用函数方法
  • Python包含以下常用随机数函数：

choice

从序列(元组, 列表, 字符串)的元素中随机挑选一个元素

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import random

random.choice( seq  )

# 测试用例
# 从序列的元素中随机挑选一个元素
print(random.choice((1, 3, 5, 2)))
print(random.choice([1, 2, 3, 4]))
# 随机返回一个字符
print(random.choice("titanjun"))

randrange

返回指定递增基数集合中的一个随机数，默认基数缺省值为1, 默认类型为int

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randrange(self, start, stop=None, step=1, _int=int)
  • 参数
    • start – 指定范围内的开始值，包含在范围内。
    • stop – 指定范围内的结束值，不包含在范围内。
    • step – 指定递增基数
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# 输出 100 <= number < 1000 间的随机偶数
print(random.randrange(100, 1000, 2))

random

随机生成的一个实数，它在[0,1)范围内

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print(random.random())

seed

该函数没有返回值, 改变随机数生成器的种子, 可生成同一个随机数

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random.seed(5)
print(random.random())
random.seed()
print(random.random())

shuffle

  • 将列表的所有元素随机排序, 没有返回值
  • 因元组不支持二次赋值, 所以元组不支持重新排列
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# 将序列的所有元素随机排序
list1 = [1, 2, 3, 4]
random.shuffle(list1)
print(list1)

uniform

  • 随机生成一个在[x, y)范围内的实数
  • 参数:
    • x – 随机数的最小值，包含该值。
    • y – 随机数的最大值，不包含该值。
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print(random.uniform(2, 5))

字符串

上一篇文章Python数据类型详解01介绍了字符串的一些基础知识, 这里就主要介绍字符创中常用的函数和语法

in 和 not in

判断字符串是否包含指定字符串

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# 判断字符串中是否包含某字符串
str = 'Hello Python'

if ('llo' in str):
    str += ' True'
else:
    str += ' False'
print(str)

# 判断字符串是否不包含某字符串
if ('py' not in str):
    str += ' not in'
else:
    str += ' in'
print(str)

// 分别输出
Hello Python True
Hello Python True not in

字符串格式化

把其他类型的数据格式化为字符串形式返回, 字符串和其他类型之间要有%分开

符号 描述
%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 格式化浮点数字，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
%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

使用方式

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print('che is %d' % 19)

// 跟C语言的写法
prin他("che is %d", 19)

str.format()函数

  • Python2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能。
    基本语法是通过 {} 和 : 来代替以前的 % 。
  • format 函数可以接受不限个参数，位置可以不按顺序。

简单使用

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# format函数
# 不设置指定位置，按默认顺序
str1 = '{} {}'.format('hello', 'python')
print(str1)
# 设置指定位置
str2 = '{0}{1}'.format('Python', '字符串')
print(str2)
# 设置指定位置
str3 = '{1} {0} {1}'.format('hello', 'che')
print(str3)

# 设置参数
print("姓名: {name}, 年龄: {age}".format(name='che', age=18))
# 设置字典参数
dic = {'name': 'jun', 'age': 20}
print("姓名: {name}, 年龄: {age}".format(**dic))
# 设置列表参数
list0 = ['titan', 20]
print("姓名: {0[0]}, 年龄: {0[1]}".format(list0))

/*输出结果
hello python
Python字符串
che hello che
姓名: che, 年龄: 18
姓名: jun, 年龄: 20
姓名: titan, 年龄: 20
*/

格式化操作符辅助指令

相关操作符具体的使用后面再说

image description

数字格式化操作符

数字 格式 输出 描述
3.1415926 {:.2f} 3.14 保留小数点后两位
3.1415926 {:+.2f} +3.14 带符号保留小数点后两位
-1 {:+.2f} -1.00 带符号保留小数点后两位
2.71828 {:.0f} 3 不带小数
5 {:0>2d} 05 数字补零 (填充左边, 宽度为2)
5 {:x<4d} 5xxx 数字补x (填充右边, 宽度为4)
10 {:x<4d} 10xx 数字补x (填充右边, 宽度为4)
1000000 {:,} 1,000,000 以逗号分隔的数字格式
0.25 {:.2%} 25.00% 百分比格式
1000000000 {:.2e} 1.00e+09 指数记法
13 {:10d} 13 右对齐 (默认, 宽度为10)
13 {:<10d} 13 左对齐 (宽度为10)
13 {:^10d} 13 中间对齐 (宽度为10)

进制转换(以十进制数字11为例)

进制 格式 输出
二进制 '{:b}'.format(11) 1011
十进制 '{:d}'.format(11) 11
八进制 '{:o}'.format(11) 13
十六进制 '{:x}'.format(11) b
小写十六进制 '{:#x}'.format(11) 0xb
大写十六进制 '{:#X}'.format(11) 0XB 
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print('百分比: %d%%' % 23)
print('{}索引值: {{0}}'.format('jun'))
print('{:#x}'.format(9))
print('{:#X}'.format(9))

/*输出结果: 
百分比: 23%
jun索引值: {0}
0x9
0X9
*/

字符串的内建函数

下列方法实现了string模块的大部分方法，如下表所示列出了目前字符串内建支持的方法，所有的方法都包含了对Unicode的支持，有一些甚至是专门用于Unicode的

方法 返回结果 描述
'titan'.capitalize() Titan 把字符串的第一个字符大写
'hello\tpython'.expandtabs() hello python 把字符串 string 中的 tab 符号转为空格，tab 符号默认的空格数是 8
str5.find('irl') 11 检测 str 是否包含在 string 中，如果 beg 和 end 指定范围，则检查是否包含在指定范围内，如果是返回开始的索引值，否则返回-1
str5.rfind('irl') 11 同find方法, 从右向左查询
str5.index(‘gi’) 10 跟find()方法一样，只不过如果str不在 string中会报一个异常.
str5.rindex(‘gi’) 10 同index方法, 从右向左查询
'jun0929'.isalnum() True 至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返回 True,否则返回 False
'titan'.isalpha() True 至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回 True,否则返回 False
u'23e'.isdecimal() False 字符串只包含十进制字符返回True，否则返回False(只针对unicode对象)
"123456".isdigit() True 字符串只包含数字则返回 True 否则返回 False
'23e'.islower() True 字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写，则返回 True，否则返回 False
u"23443434"isnumeric() True 字符串中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False(只针对unicode对象)
" ".isspace() True 字符串中只包含空格，则返回 True，否则返回 False.
'JING'.isupper() True 字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是大写，则返回 True，否则返回 False
'-'.join( ['a', 's', 'd'] ) a-s-d 用于将序列中的元素以指定的字符连接生成一个新的字符串
'THIS'.lower this 返回将字符串中所有大写字符转换为小写后生成的字符串
"88this".lstrip('8') this 返回截掉字符串左边的空格或指定字符后生成的新字符串
'this88'.rstrip('8') this 返回截掉字符串右边的空格或指定字符后生成的新字符串
max('python') z 返回字符串中最大的字母
min('python') h 返回字符串中最小的字母
'https://www.titanjun.top'.partition('://') (‘https’, ‘://‘, ‘www.titanjun.top') 返回一个3元的元组，第一个为分隔符左边的子串，第二个为分隔符本身，第三个为分隔符右边的子串
'this'.startswith('th', 1, 4) False 检查字符串在制定范围内是否是以指定子字符串开头
"0jun0".strip('0') jun 返回移除字符串头尾指定的字符生成的新字符串
'Python'.swapcase() pYTHON 返回大小写字母转换后生成的新字符串
'hello python'.title() Hello Python 返回所有单词都是以大写开始
'jun'.upper() JUN 返回小写字母转为大写字母的字符串

除了以上方法外还有下列重要方法

count()方法

返回子字符串在字符串中出现的次数

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str.count(sub, start= 0,end=len(string))

//使用
print('hello world'.count('l', 1, 8))
print('hello world'.count('l'))

//输出: 
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  • 参数
    • sub – 搜索的子字符串
    • start – 字符串开始搜索的位置。默认为第一个字符,第一个字符索引值为0。
    • end – 字符串中结束搜索的位置。字符中第一个字符的索引为 0。默认为字符串的最后一个位置。

center()方法

返回一个原字符串居中,并使用空格填充至长度 width 的新字符串。默认填充字符为空格

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str.center(width, fillchar)

//使用
>>> str = 'titan'
>>> str.center(8, '-')
'--titan---'
>>> str.center(9)
'   titan   '
>>>
  • 不提供 fillchar 参数则默认为空格
  • 当 width 参数小于等于原字符串的长度时，原样返回
  • 无法使左右字符数相等时候，左侧字符会比右侧少 1

encode()方法

以 encoding 指定的编码格式编码字符串。errors参数可以指定不同的错误处理方案

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str.encode(encoding='UTF-8',errors='strict')

//示例
'titan'.encode('UTF-8','strict')

//输出: b'titan'
  • encoding – 要使用的编码，如”UTF-8”。
  • errors – 设置不同错误的处理方案。默认为 strict,意为编码错误引起一个UnicodeError。 其他可能得值有 ignore, replace, xmlcharrefreplace, backslashreplace 以及通过 codecs.register_error() 注册的任何值。

endswith()方法

用于判断字符串是否以指定后缀结尾，如果以指定后缀结尾返回True，否则返回False

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str.endswith(suffix[, start[, end]])

//使用示例
str5 = 'her is my girl friend haha!!'
print(str5.endswith('!!'))
print(str5.endswith('ha', 0, len(str5) - 2))

//输出结果: 都是True
  • suffix – 该参数可以是一个字符串或者是一个元素
  • start – 字符串中的开始位置, 可不传
  • end – 字符中结束位置, 可不传

ljust() 和 rjust()方法

  • ljust(): 返回一个原字符串左对齐,并使用空格填充至指定长度的新字符串。如果指定的长度小于原字符串的长度则返回原字符串
  • rjust(): 返回一个原字符串右对齐
  • 参数
    • width – 指定字符串长度。
    • fillchar – 填充字符，默认为空格
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str.ljust(width[, fillchar])
str.rjust(width[, fillchar])

//测试用例
str = "this is string example....wow!!!";
print str.ljust(50, '0');
print str.rjust(50, '0');

//输出:
this is string example....wow!!!000000000000000000
000000000000000000this is string example....wow!!!

replace()方法

返回字符串中的 old（旧字符串） 替换成 new(新字符串)后生成的新字符串，如果指定第三个参数max，则替换不超过 max 次

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str.replace(old, new[, max])

//测试
str = 'Python is a good language!'
print(str7.replace('o', 'i', 2))

//输出: 
Pythin is a giod language!

split()方法

通过指定分隔符对字符串进行切片，如果参数 num 有指定值，则仅分隔 num 个子字符串

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str.split(str="", num=string.count(str))

//测试
str7 = 'Python is a good language!'
print(str7.split(' '))
print(str7.split(' ', 3))

//输出:
['Python', 'is', 'a', 'good', 'language!']
['Python', 'is', 'a', 'good language!']

splitlines()方法

按照行('\r', '\r\n', \n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数 keepends 为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符

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str.splitlines([keepends])

//测试
str8 = 'ab c\n\nde fg\rkl\r\n'
print(str8.splitlines())

str9 = 'ab c\n\nde fg\rkl\r\n'
print(str9.splitlines(True))

//输出:
['ab c', '', 'de fg', 'kl']
['ab c\n', '\n', 'de fg\r', 'kl\r\n']
  • 对于Python语言, 我也正在努力学习中, 文中如有不足之处, 还望多多指教
  • 测试代码详见 GitHub地址
  • 后期会持续更新相关文章, 未完待续…