【Python数据魔术】：揭秘类型奥秘，赋能代码创造

🚀一.运算符

🌈1. 算术运算符

下面以a=10 ,b=20为例进行计算

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
//	向下取整	返回商的整数部分 9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0
%	取模(余)	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

🌈2. 身份运算符

• 身份运算符

运算符	描述	详解
is	同一性运算符	变量ID是否相同，ID即变量的唯一标识，变量值可能相同但ID不一定相同
is not	非同一性	判断两个变量的引用是否来之不同对象

• 使用is注意python对于小整数使用对象池存贮问题(交互式模式或者说命令行模式)

"""
1.举个例子，在python命令行模式下：为什么同样值a,b与c,d的结果却不一样呢？
"""
>>> a = 1000
>>> b = 1000
>>> a is b
False
>>> c = 10
>>> d = 10
>>> c is d
True# 注意，因为python对小整数在内存中直接创建了一份，不会回收，所有创建的小整数变量直接从对象池中引用即可。
# 但是注意Python仅仅对比较小的整数对象进行缓存（范围为范围[-5, 256]）缓存起来，而并非是所有整数对象。
# 也就说只有在这个[-5,256]范围内创建的变量值使用is比较时候才会成立。

• 而保存为文件执行，结果是不一样的，这是因为解释器做了一部分优化。即使整数超过256，使用is也是成立的。
• 使用is注意python关于字符串的intern机制存储

# 注意: python中创建两个内容一样的变量时（变量名不一样），
#       一般都会在内存中分配两个内存地址(id地址)分别给这两个变量。
#       即两个变量的内容虽然一样，但是变量的引用地址不一样。
#       所以两个变量使用==比较成立，但是使用 is比较不成立。# 但是在python中有两个意外情况：
# 1.使用python命令行时对于小整数[-5,256]区间内的整数,python会创建小整数对象池，这些对象一旦创建，
#     就不会回收，所有新创建的在这个范围的整数都是直接引用他即可。
#     所以造成在[-5,256]区间内的整数不同变量只要值相同，引用地址也相同。
#     此范围外的整数同样遵循新建一个变量赋予一个地址。# 2.python中虽然字符串对象也是不可变对象,但python有个intern机制，
#     简单说就是维护一个字典，这个字典维护已经创建字符串(key)和它的字符串对象的地址(value),
#     每次创建字符串对象都会和这个字典比较,没有就创建，重复了就用指针进行引用就可以了。
#     相当于python对于字符串也是采用了对象池原理。
#     (但是注意：如果字符串（含有空格），不可修改，没开启intern机制，不共用对象。
#     比如"a b"和"a b",这种情况使用is不成立的形式 只有在命令行中可以。
#     使用pycharm同样是True，因为做了优化)# 交互式模式（命令行模式）
>>> a ='abc'   #没有空格内容一样的两个变量，在命令行模式下is 结果True
>>> b = 'abc'
>>> a ==b
True
>>> a is b
True
>>> c ='a b '   #有空格内容一样的两个变量，在命令行模式下is 结果false
>>> d= 'a b '
>>> c ==d
True
>>> c is d
False# pycharm自己实践

🌈3. 成员运算符

运算符	描述
in	如果在指定序列中找到值就返回True，否则返回False
not in	如果在指定序列中没有找到值就返回True，否则返回False

str1 = [1, 2, 3, '哈哈哈']print(1 in str1)  # True
print(1 not in str1)  # False

⭐4. 增量运算符

运算符	实例
+=	c += a 等效于 c = c + a
-=	c -= a 等效于 c = c - a
*=	c *= a 等效于 c = c * a
/=	c /= a 等效于 c = c / a
%=	c %= a 等效于 c = c % a
**=	c ** = a 等效于 c = c ** a
//=	c //= a 等效于 c = c // a

a = 1a += 1  # 展开形式：a = a + 1print(a)  # 2

⭐5. 比较运算符

运算符	描述
==	比较两个对象的值是否相同，这里要与is区别出来,==是不识别ID的
!=	比较两个对象值是否不相同
>	大于
<	小于
>=	大于等于
<=	小于等于

print(2 > 1)  # True# 比较结果为布尔值（True， False）

⭐6. 逻辑运算符

运算符	逻辑表达式	描述
and	x and y	同时满足x和y两个条件返回True，否则返回False
or	x or y	只需要满足x或y中的任意一个条件就返回True，两个都不满足时返回False
not	not x	满足条件x时返回False,不满足条件x时返回True

• 优先级： not and or

a = 1
b = 1
c = 2# and 两边为真则为真，其余情况为假
print(a > 0 and a < c)  # True
print(a > 1 and a < c)  # False# or 两边为假则为假， 其余情况为真
print(a > 0 and a < b)  # False
print(a == 1 and a < c)  # True# not: 取反
print(not c < a)  # True# 优先级： not and or
a = 1
b = 1
c = 2print(a > 1 and c < 3 or not a == 1) # False

🚀二.可变与不可变

• 不可变(immutable)：数值类型（int, bool, float,complex）, 字符串（str），元组（tuple）
• 可变(mutable)：列表(list), 集合（set），字 典（dict）

🚀三.字符串转义

# 字符前存在\，在特定情况下字符就不再表示本身的意思

常见：

符号	解释	案例
\n	换行符	print(‘s\nd’)
\t	水平制表符	print('ss\t’dd)
\b	退格（删除一格）	print(‘帅 \b 不帅’)
\r	当前位置移到本行开头	print(‘d\rhahahs’)
\\	反斜杠	print(‘\\’)
\‘’	一个双引号
\0	一个空格符
\a	系统提示音(交互界面)

字符串前面加上r就可以防止转义

# --- 交互界面 ---
>>> print('a\000c')
a c
>>> print('a\0c')
a c

🚀四.编码与解码

💥1. 基础使用

统一码（Unicode），也叫万国码、单一码，由统一码联盟开发，是计算机科学领域里的一项业界标准，包括字符集、编码方案等。
统一码是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的，它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。

encode() 和 decode() 是常用的字符串编码和解码方法，用于将 Unicode 字符串按照指定的编码格式转换为二进制数据，并将二进制数据按照指定的编码格式解析为 Unicode 字符串。

下面是两个方法的详细说明：

1. encode([encoding='utf-8', errors='strict'])

   该方法用于将 Unicode 字符串进行编码，生成一个包含了字符编码后的字节串对象。其中，可选参数 encoding 表示指定的字符集，如果不指定则默认采用 utf-8 编码；errors 参数用于设置错误处理方式，取值范围为 'strict'、'ignore' 和 'replace'。

   示例代码如下：

s = "Hello, 你好"
b = s.encode(encoding="utf-8", errors="strict")
print(b)    # 输出： b'Hello, \xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd'

2. decode([encoding='utf-8', errors='strict'])

   该方法用于将已经编码的二进制数据解码为 Unicode 字符串。其中，可选参数 encoding 表示待解码的字符编码，如果不指定，则默认采用 utf-8 解码；errors 参数用于设置错误处理方式，取值范围为 'strict'、'ignore' 和 'replace'。

   示例代码如下：

b = b'Hello, \xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd'
s = b.decode(encoding="utf-8", errors="strict")
print(s)    # 输出：Hello, 你好

需要注意的是，字符串编码和解码涉及到多种字符编码方式和错误处理方式，如果不正确地进行设置和使用，可能会导致字符集转换错误、乱码等问题。因此，在实际开发中，应该根据具体情况选择合适的编码和解码方式，并对数据的合法性进行严格的校验和处理。

🚀五.进制转化

💥1.python进制转化

在 Python 中，可以使用内置的 bin()、oct()、hex() 函数将十进制数转化为二进制、八进制和十六进制字符串。

示例代码如下：

dec = 255# 十进制转二进制
bin_str = bin(dec)
print(bin_str)   # 输出 '0b11111111'# 十进制转八进制
oct_str = oct(dec)
print(oct_str)   # 输出 '0o377'# 十进制转十六进制
hex_str = hex(dec)
print(hex_str)   # 输出 '0xff'

需要注意的是，这些函数返回的结果都是字符串类型，并且带有对应进制的前缀，即 '0b' 表示二进制，'0o' 表示八进制，'0x' 表示十六进制。如果需要去除前缀并获取整数值，可以使用 int() 函数。

以下是一个示例代码：

# 字符串转整数（删除前缀 -- 通过切片处理）
int_val = int(bin_str[2:], 2)
print(int_val)   # 输出 255int_val = int(oct_str[2:], 8)
print(int_val)   # 输出 255int_val = int(hex_str[2:], 16)
print(int_val)   # 输出 255

如上所示，使用 int() 函数时可以指定第二个参数 base 来指定进制，例如 base=2 表示二进制，base=8 表示八进制，base=16 表示十六进制。在实际应用中，可以根据需要选择合适的函数和参数来进行进制转换。

# ord() 是 Python 内置函数之一，用于将ASCII字符转换为对应的 Unicode 码点。具体而言，ord() 接受一个字符串参数，表示要转换为码点的字符，然后返回该字符所对应的 Unicode 码点。
# 将字符转换为 Unicode 编码
print(ord('A'))    # 输出 65
print(ord('a'))    # 输出 97
print(ord('€'))   # 输出 8364# chr() 是 Python 内置函数之一，用于将 Unicode 码点转换为对应的ASCII字符。具体而言，chr() 接受一个整数参数，表示 Unicode 码点（介于 0 到 0x10ffff 之间），并返回与该码点相对应的字符。
# 将 Unicode 编码转换为字符
print(chr(65))    # 输出 'A'
print(chr(97))    # 输出 'a'
print(chr(8364))  # 输出 '€'

🚀六.深浅拷贝（复制）

❤️1. 浅拷贝

外层不受影响，内层会受影响

l1 = [1234, 5678, 910]l2 = ['a', l1]l3 = l2.copy()l1.append('帅')>>> id(l1)
1750917116360
>>> id(l2)
1750917140744
>>> id(l2[1])
1750917116360
# 内层id地址相同print(id(l2))  # 2429073232384
print(id(l2[1]))  # 2104199485056
print(id(l3))  # 2429073240128
print(id(l3[1]))  # 2104199485056# 浅复制 外层不同，内层id相同

❤️2. 深拷贝

内外层都不影响

import copy
l1 = [1234, 5678, 910]l2 = ['a', l1]l4 = copy.deepcopy(l2)l1.append('帅')print(id(l1))  # 1633334532096
print(id(l2))  # 1633334532352
print(id(l4))  # 1633334448384
print(id(l2[1]))  # 1633334532096print(id(l2[0]))  # 1633303890928
print(id(l4[0]))  # 1633303890928
print(id(l4[1]))  # 1633334532672l2[0] = 1234
print(id(l4[0]))  # 外层地址不同
print(id(l2[0]))  # 内外层都不同

🚀七.运算升级

运算符	Python 表达式	结果	描述	支持的数据类型
+	[1, 2] + [3, 4]	[1, 2, 3, 4]	合并	字符串、列表、元组
*	‘Hi!’ * 4	[‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’]	复制	字符串、列表、元组
in	3 in (1, 2, 3)	True	元素是否存在	字符串、列表、元组、字典
not in	4 not in (1, 2, 3)	True	元素是否不存在	字符串、列表、元组、字典

注意，in在对字典操作时，判断的是字典的键而不是值

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🚀八.常用方法

函数名	描述
sum(item)	计算容器中元素值的和
len(item)	计算容器中元素个数
max(item)	返回容器中元素最大值
min(item)	返回容器中元素最小值
del(item)	删除变量

# 当然还有 id，type这些常见方法# isinstance(x, A_tuple) --- 判断 x 是否是 A_tuple类型；注意A_tuple也可以是元组包多个，案例如下：print(isinstance('a', list)) # False# isinstance(x, (A, B, ...))  相当于isinstance(x, A) or isinstance(x, B) or ...

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🚀九.操作扩展

链式赋值

a = b = c = [1, 2, 3, 4]# 其id相同，引用的同一组数据
# 改变其中一组， 另外一组也会改变

序列解包

a = [1, 2]
b, c = a
# a--1   b--2# 注意： 常规解包， 多少个元素就需要多少变量去解demo = [1, 2, 3, 4]
data, *lets = demo# data -- 1   lets -- [2, 3, 4]# 注意： 这里利用了不定长参数中的 * ， 不限接收数据多少

交换变量

a = 1
b = 2b, a = a, b
# a -- 2    b -- 1