# 03-python-number-list-string ## 3. Python基础之:数字字符串和列表 ## 简介 Python的主要应用是进行科学计算，科学计算的基础就是数字，字符串和列表。本文将会详细的给大家介绍一下这三个数据类型的使用情况。 ## 数字 数字是任何科学计算中非常中要的类型，在Python中最常见的数字类型就是int和float。 看几个基本的数字操作： ```shell In [8]: 1+1 Out[8]: 2 In [9]: 3*2 + 10 Out[9]: 16 In [10]: (65 + 23) / 4 Out[10]: 22.0 ``` 上面我们可以看到，没有小数的是int类型，带有小数的是float类型。 除法运算 (`/`) 永远返回浮点数类型。如果要做 floor division得到一个整数结果（忽略小数部分）你可以使用 `//` 运算符；如果要计算余数，可以使用 `%` ```shell In [11]: 54 / 4 Out[11]: 13.5 In [12]: 54 // 4 Out[12]: 13 In [13]: 54 % 4 Out[13]: 2 ``` \*\* 可以表示乘方运算： ```shell In [14]: 4 ** 3 Out[14]: 64 ``` 我们可以将数字的运算赋值给特定的变量，并且可以使用该变量进行后续的运算。 ```shell In [15]: a = 12 In [16]: b = 14 In [17]: a * b Out[17]: 168 ``` 在交互式环境中，\_表示上一个输出： ```shell In [17]: a * b Out[17]: 168 In [18]: 100 + _ Out[18]: 268 ``` 除了int和float，Python还支持其他的数据类型，比如Decimal和Fraction，甚至还支持复数。 ## 字符串 Python中字符串有三种表示形式，可以使用单引号，双引号和三引号来表示。 ```shell In [19]: site1 = 'www.flydean.com' In [20]: site2= "www.flydean.com" In [21]: site3= """www.flydean.com""" ``` 三引号主要用于跨行输出，字符串中的回车换行会自动包含到字符串中，如果不想包含，在行尾添加一个 `\` 即可。如下: ```shell print("""\ Usage: thingy [OPTIONS] -h Display this usage message -H hostname Hostname to connect to """) ``` 如果需要转义的话，可以使用反斜杠 \\ ```shell In [22]: site4 = "www.\"flydean\".com" In [23]: site4 Out[23]: 'www."flydean".com' ``` 如果你不希望前置了 `\` 的字符转义成特殊字符，可以使用 *原始字符串* 方式，在引号前添加 `r` 即可: ```shell In [24]: print(r"www.\"flydean\".com") www.\"flydean\".com ``` 字符串通过 + 来进行连接，也可以使用 \* 来进行复制： ```shell In [25]: "www" + "flydean.com" Out[25]: 'wwwflydean.com' In [26]: "www.flydean.com" * 3 Out[26]: 'www.flydean.comwww.flydean.comwww.flydean.com' ``` 相邻的两个或多个 *字符串字面值* （引号引起来的字符）将会自动连接到一起. ```shell In [27]: "www" "flydean.com" Out[27]: 'wwwflydean.com' ``` > 注意，上面的自动连接操作，只能对两个字面量有效，如果是变量的话则会报错。 字符串会被看做是由字符组成的数组，所以可以通过string\[index]的形式来进行访问。 ```shell In [28]: site5 = "www.flydean.com" In [29]: site5[3] Out[29]: '.' ``` 如果索引是负数的话，会从右边开始计数： ```shell In [30]: site5[-3] Out[30]: 'c' ``` 因为-0 和 0 是一样的，所以负数是从 -1 开始的。 除了索引，字符串还支持 *切片*。索引可以得到单个字符，而 *切片* 可以获取子字符串: ```shell In [31]: site5[1:5] Out[31]: 'ww.f' ``` 注意切片的开始总是被包括在结果中，而结束不被包括。这使得 `s[:i] + s[i:]` 总是等于 `s` ```shell In [33]: site5[:4]+site5[4:] Out[33]: 'www.flydean.com' ``` 切片的索引有默认值，省略开始索引时默认为0。 如果索引超出了字符串的范围就会发送越界错误。 ```shell In [34]: site5[100] --------------------------------------------------------------------------- IndexError Traceback (most recent call last) in () ----> 1 site5[100] IndexError: string index out of range ``` 但是，切片中的越界索引会被自动处理: ```shell In [36]: site5[:100] Out[36]: 'www.flydean.com' ``` 因为字符串是不可变的，所以我们不能通过索引的形式来对字符串进行修改： ```shell In [37]: site[2] = "A" --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) in () ----> 1 site[2] = "A" TypeError: 'str' object does not support item assignment ``` len用来统计字符串的长度： ```shell In [38]: len(site5) Out[38]: 15 ``` ## 字符串对象str 字符串的本质是字符串对象str。 可以看下str的基本方法： ```shell In [39]: site5. capitalize() encode() format() isalpha() islower() istitle() lower() replace() rpartition() splitlines() title() casefold() endswith() format_map() isdecimal() isnumeric() isupper() lstrip() rfind() rsplit() startswith() translate() center() expandtabs() index() isdigit() isprintable() join() maketrans() rindex() rstrip() strip() upper() count() find() isalnum() isidentifier() isspace() ljust() partition() rjust() split() swapcase() zfill() ``` 感兴趣的同学可以自行去研究。 ## 列表 列表是用方括号表示的数据的集合。列表中的数据可以是多种数据类型，但是一般情况下，我们在一个列表中使用同一个数据类型。 ```shell In [40]: ages = [ 10, 14, 18, 20 ,25] In [41]: ages Out[41]: [10, 14, 18, 20, 25] ``` 和字符串一样，列表也支持索引和切片。事实上，只要是 [sequence](https://docs.python.org/zh-cn/3.9/glossary.html#term-sequence) 类型的数据类型，都支持索引和切片。 ```shell In [42]: ages[3] Out[42]: 20 In [43]: ages[:2] Out[43]: [10, 14] In [44]: ages[:] Out[44]: [10, 14, 18, 20, 25] ``` > 注意，列表的切片会返回一个新的列表。但是这个新的列表是浅拷贝，意味着新列表的元素是原列表中元素的引用。 列表还支持拼接操作： ```shell In [45]: ages + [9, 11] Out[45]: [10, 14, 18, 20, 25, 9, 11] ``` 和String的不可变性不同，列表是可变的，这就意味着我们可以通过索引来修改列表的值： ```shell In [46]: ages[0] = 100 In [47]: ages Out[47]: [100, 14, 18, 20, 25] ``` 列表的底层类型是list，我们可以看下list中的方法： ```shell In [51]: ages. append() count() insert() reverse() clear() extend() pop() sort() copy() index() remove() ``` 我们可以使用append来附加list的值，也可以使用count来统计list的元素个数等等。 上面我们提到了，列表的切片是原列表的引用，所以我们可以通过给切片赋值，来修改原始列表的值： ```shell >>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g'] >>> letters ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g'] >>> # replace some values >>> letters[2:5] = ['C', 'D', 'E'] >>> letters ['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g'] >>> # now remove them >>> letters[2:5] = [] >>> letters ['a', 'b', 'f', 'g'] >>> # clear the list by replacing all the elements with an empty list >>> letters[:] = [] >>> letters [] ``` 列表还可以进行嵌套，构建多层的列表： ```shell >>> a = ['a', 'b', 'c'] >>> n = [1, 2, 3] >>> x = [a, n] >>> x [['a', 'b', 'c'], [1, 2, 3]] >>> x[0] ['a', 'b', 'c'] >>> x[0][1] 'b' ``` > 本文已收录于 [www.flydean.com](http://www.flydean.com) > > 最通俗的解读，最深刻的干货，最简洁的教程，众多你不知道的小技巧等你来发现！ > > 欢迎关注我的公众号:「程序那些事」,懂技术，更懂你！ --- # Agent Instructions: Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://docs.flydean.com/www.flydean.com/docs/python/01-python-base/03-python-number-list-string.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.