一、学习知识点概要
目录
· 变量、运算符与数据类型
- 注释
- 运算符
- 变量和赋值
- 数据类型和转换
- print()函数
· 位运算
- 原码、反码和补码
- 按位非操作 ~
- 按位与操作 &
- 按位或操作 |
- 按位异或操作 ^
- 按位左移操作 <<
- 按位右移操作 >>
- 利用位运算实现快速计算
- 利用位运算实现整数集合
二、学习内容
· 变量、运算符与数据类型
1、注释
重要性：在代码出错的时候，注释可以给你更快的找到错误的位置，方便找到更好的解决方法！
- 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
注：引号需用英文输入法输入
2、运算符
算数运算符
即小学数学中的加减乘除四则运算
以下假设变量： 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 |
注意最后三个余数，幂，整除的运算符号
比较运算符
即用于进行数值大小的比较
以下假设变量a为10，变量b为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 | (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。 |
注意不等号有两种输入方式
逻辑运算符
即高中数学所学的命题p∧q，p∨q，非p的真假判断
以下假设变量 a 为 10, b为 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
按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。
下表中变量 a 为 60，b 为 13，二进制格式如下：
a = 0011 1100 b = 0000 1101 ----------------- a&b = 0000 1100 a|b = 0011 1101 a^b = 0011 0001 ~a = 1100 0011
| 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。 | (a | b) 输出结果 61 ，二进制解释： 0011 1101 |
| ^ | 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 |
（以上表格来源网络）
三元运算符
语法为:条件表达式?表达式1:表达式2。
说明:问号前面的位置是判断的条件，判断结果为bool型，为true时调用表达式1，为false时调用表达式2。
其逻辑为:"如果条件表达式成立或者满足则执行表达式1，否则执行第二个。"常用在设置默认值,例如某个值不一定存在,则判断这个值是否存在,不存在给默认值(表达式2)。
其他运算符
运算符的优先级
3、变量和赋值
- 在使用变量之前，需要对其先赋值。
- 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。
- Python 变量名是大小写敏感的，foo != Foo。
4、数据类型和转换
- int | 整型 `<class 'int'>`| `-876, 10`
- float | 浮点型`<class 'float'>`| `3.149, 11.11`
通过 `print()` 可看出 `a` 的值，以及类 (class) 是`int`/`float`
- bool | 布尔型`<class 'bool'>` | `True, False`
布尔 (boolean) 型变量只能取两个值，`True` 和 `False`。当把布尔型变量用在数字运算中，用 `1` 和 `0` 代表 `True` 和 `False`。
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
- 基本类型：整型、浮点型、布尔型
- 容器类型：字符串、元组、列表、字典和集合
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`。
- 对于数值变量，`0`, `0.0` 都可认为是空的。
- 对于容器变量，里面没元素就是空的。
5、print()函数
- 将对象以字符串表示的方式格式化输出到流文件对象file里。其中所有非关键字参数都按`str()`方式进行转换为字符串输出；
- 关键字参数`sep`是实现分隔符，比如多个参数输出时想要输出中间的分隔字符；
- 关键字参数`end`是输出结束时的字符，默认是换行符`\n`；
- 关键字参数`file`是定义流输出的文件，可以是标准的系统输出`sys.stdout`，也可以重定义为别的文件；
- 关键字参数`flush`是立即把内容输出到流文件，不作缓存。
· 位运算
1、原码、反码和补码
原码：就是其二进制表示（注意，最高位是符号位，其中0为正，1为负）。
反码：正数的反码就是原码，负数的反码是符号位不变，其余位取反（对应正数按位取反）。
补码：正数的补码就是原码，负数的补码是反码+1。
2. 按位非操作 ~
`~` 把`num`的补码中的 0 和 1 全部取反（0 变为 1，1 变为 0）有符号整数的符号位在 `~` 运算中同样会取反。
3. 按位与操作 &
只有两个对应位都为 1 时才为 1
4. 按位或操作 |
只要两个对应位中有一个 1 时就为 1
5. 按位异或操作 ^
只有两个对应位不同时才为 1
6. 按位左移操作 <<
`num << i` 将`num`的二进制表示向左移动`i`位所得的值。
7. 按位右移操作 >>
`num >> i` 将`num`的二进制表示向右移动`i`位所得的值。
8. 利用位运算实现快速计算
通过 `<<`，`>>` 快速计算2的倍数问题。
通过 `^` 快速交换两个整数。
通过 `a & (-a)` 快速获取`a`的最后为 1 位置的整数。
9. 利用位运算实现整数集合
一个数的二进制表示可以看作是一个集合（0 表示不在集合中，1 表示在集合中）。
元素与集合的操作：
```
a | (1<<i) -> 把 i 插入到集合中
a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除
a & (1<<i) -> 判断 i 是否属于该集合（零不属于，非零属于）
```
集合之间的操作：
```c
a 补 -> ~a
a 交 b -> a & b
a 并 b -> a | b
a 差 b -> a & (~b)
```
注意：整数在内存中是以补码的形式存在的，输出自然也是按照补码输出。
三、学习问题与解答
学习过程中遇到一些不认识的英文缩写，例如
# ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__',
# '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__',
# '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__',
# '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__',
# '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__',
# '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__',
# '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__',
# '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
# '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__',
# '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__',
# '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__',
# '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__',
# 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag',
# 'numerator', 'real', 'to_bytes']
对【例子】`getcontext()` 显示了 `Decimal` 对象的默认精度值是 28 位 (`prec=28`)。的操作流程不是很懂。
四、学习思考与总结
在参考一些文献资料时学到了很多大佬的编辑思路，模式，让第一次学习python的我倍感信心，很多问题在网上有多种解决方式，帮助我从多个角度去解决问题，希望在接下来的学习中能进一步扎实python的基础知识。
**练习题**：
1. 怎样对python中的代码进行注释？
`#` 注释整行。
- `''' '''` 或者 `""" """` 注释在三引号之间的所有内容
2. python有哪些运算符，这些运算符的优先级是怎样的？
算数、比较、逻辑、位、三元运算符及其他运算符。
优先级：先算数运算，再位运算，再逻辑运算
3. python 中 `is`, `is not` 与 `==`, `!=` 的区别是什么？
- 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
4. python 中包含哪些数据类型？这些数据类型之间如何转换？
整形、浮点型、布尔型、字符串型
转换为整形int(a,base=a)
转换为浮点型float(x)
转换为字符串型str(object=' ')