基本数据类型
2.1 数字类型
2.1.1 整数类型
Python 中的整数类型与数学中的整数概念相对应。整数类型没有大小的限制。
在 Python 中整数可以使用四种进制表示。不做任何标识即为十进制数据，如：1010，-345。如果以 0B 或 0b 开头表示二进制数据：如 0B101110，-0b11100。八进制数据以 0O 或 0o 开头，如 0O345，-0o233。十六进制数据以 0X 或 0x 开头，如 0X56E，0Xbc2。不同进制的整数之间可以直接运算。
2.1.2 浮点数类型
浮点数类型与数学中的实数概念一致，它是指带有小数点的数字，小数部分可以是 0。与整数类型不同，浮点数类型在 Python 中有大小及精度限制。但对于高精度科学计算以外的*大部分运算来说，浮点数类型的数值范围和小数精度都足够 “可靠”。
浮点数有 2 种表示方法：十进制形式的一般表示和科学计数法表示。除十进制外，浮点数没有其他进制表示形式。科学计数法使用字母 e 或者 E 作为幂的符号，以 10 为基数。含义如下：<a>e<b> = a×10b。如 1.01e3 值为 1010.0，1.01E-3 值为 0.00101。
浮点数在计算机内部编码是存在误差的，对很多浮点数来说计算机只能使用二进制编码无限趋近于该数据。因此在进行浮点数计算时可能会存在 “不确定尾数” 问题。
>>> 0.1 + 0.2
0.30000000000000004
>>> 0.1 + 0.2 == 0.3
False
如果想解决这个问题，可以使用 round(x, d) 函数，它可以实现对小数进行四舍五入。参数 x 是被执行四舍五入的小数，参数 d 用来确定保留的小数位数。
>>> round(0.1 + 0.2, 1) == 0.3
True
不确定尾数问题通常发生在 10-16 的位置，也就是在一个十进制数的小数点后 16 位通常才会出现此问题。在进行浮点数的运算和比较时，round() 函数有时将十分有用。
2.1.3 复数类型
复数类型对应于数学中的复数。在众多编程语言中，Python 对其提供了很好的支持。
Python 语言中，复数可以看作是二元有序实数对 (a, b)，表示为：a+bj，其中，a 是实部，b 是虚部。虚数部分通过后缀 j 或者 J 来表示。需要注意，当 b 为 1 时，1 不能省略，因为 1j 表示复数，而 j 则表示 Python 程序中的一个变量。
下面是在 Python 中表示复数的一些例子：
>>> 34+2.5j
(34+2.5j)
>>> 2e-5+3.2j
(2e-05+3.2j)
如果想获取一个复数 z 的实部和虚部，可以使用 z.real 和 z.imag，Python 将以浮点数的形式返回复数的实部或虚部。
>>> (1.23e4+5.67e4j).real
12300.0
>>> (1.23e4+5.67e4j).imag
56700.0
>>> 1.23e4 + 5.67e4j.imag
69000.0
2.1.4 在数中使用下划线
书写很大的数时，可以使用下划线将其中的数字分组，使其更清晰易读：
>>> unverse_age = 140_0000_0000
14000000000
当打印使用下划线定义的数时，Python 不会打印其中的下划线。此外，将数字分组时，不管是将几位分成一组，都不会影响*终的值。在 Python 看来，1000 和 1_000、10_00 没什么不同。这种表示方法适用于整数和浮点数，但只有 Python 3.6 和更高的版本支持。
2.2 数字类型的运算
2.2.1 数值运算操作符
Python 中的运算操作符有：+、-、*、/、//、%、**。
+、-、*、/ 分别用来进行加、减、乘、除运算，其中 +、- 也可以用来表示正负号。除法运算的结果总是以浮点数形式给出，即便这两个数都是整数且能整除。例如 10 / 2 的结果是 5.0，而不是 5。
// 用来进行整数除运算，该运算将给出除法运算结果的整数部分，但不会进行四舍五入，而是直接给出整数部分。
% 用于取余运算，如 10 % 3 的结果是 1，2 % 5 的结果是 2。
** 用于幂运算，如 3 ** 2 的结果是 9，3 ** 0.5 则相当于是在计算根号 3。
以上的二元操作符还有与之对应的增强型赋值操作符，包括：+=、-=、*=、/=、//=、%=、**=。
在 Python 中允许不同类型的数据同时运算，运算过程会自动进行类型扩展。具体的扩展原则是：整数和浮点数混合运算，运算结果是浮点数；整数之间运算，产生结果类型与操作符相关，/ 运算的结果一定是浮点数；整数或浮点数与复数运算，运算结果是复数。
>>> 1010 / 10
101.0
>>> 1010.0 // 3
336.0
>>> 1010.0 % 3
2.0
>>> 10 – 1 + 1j
(9+2j)
2.2.2 数值运算函数
除了使用操作符，还可以使用数值运算函数来完成指定计算。
abs(x)：返回 x 的*对值，如果 x 是复数，则返回复数的模。
divmod(x, y)：同时获得商和余数，并以元组的形式返回运算结果。
pow(x, y[, z])：先计算 x 的 y 次幂然后模以 z，并返回*终的运算结果。如果没有参数 z 的话便只进行幂运算，和 ** 运算符的效果一样。
round(x[, d])：按四舍五入规则保留指定的小数位数。如果不加入参数 d 的话便只保留整数位。
max(x1, x2, … xn)：返回数字序列中的*大值。
min(x1, x2, … xn)：返回数字序列中的*小值。
2.3 字符串的格式化
2.3.1 format() 方法的基本使用
format() 方法用于解决字符串和变量同时输出时的格式安排问题，其基本使用格式是：
<模板字符串>.format(<逗号分隔的参数>)
其中，模板字符串是一个由字符串和槽组成的字符串，用来控制字符串和变量的显示效果。槽用大括号 {} 表示，对应 format() 方法中逗号分隔的参数。
>>> “{} 曰：学而时习之，不亦说乎。”.format(“孔子”)
‘孔子曰：学而时习之，不亦说乎。’
如果模板字符串有多个槽，且槽内没有指定序号，则按照槽出现的顺序分别对应 format() 方法中的不同参数。
>>> “{} 曰：学而时习之，不亦 {}。”.format(“孔子”, “说乎”)
‘孔子曰：学而时习之，不亦说乎。’
也可以通过 format() 参数的顺序在模板字符串槽中指定序号，序号从 0 开始编号。
>>> “{1} 曰：学而时习之，不亦 {0}。”.format(“说乎”, “孔子”)
‘孔子曰：学而时习之，不亦说乎。’
如果需要打印花括号 {} 本身，则应该使用双重花括号 {{}}进行转义，这样解释器才不会将其和作为槽位使用的花括号混淆。
>>> “{1} 曰：{{学而时习之，不亦 {0}}}。”.format(“说乎”, “孔子”)
‘孔子曰：{学而时习之，不亦说乎}。’
2.3.2 format() 方法的格式控制
format() 方法中模板字符串的槽除了包括参数序号，还可以包括格式控制信息：{<参数序号>:<格式控制标记>}。
其中，冒号为引导符号，<格式控制标记> 用来控制参数显示时的格式。<格式控制标记> 包括：<填充><对齐><宽度>,<.精度><类型> 6 个字段，这些字段都是可选的，可以组合使用。
<填充>、<对齐>和 <宽度> 主要用于对显示格式的规范。<填充> 指明了用于填充的单个字符，默认以空格字符填充。对齐字段分别使用 <、> 和 ^ 三个符号表示左对齐、右对齐和居中对齐。如果不指定对齐方式的话，数字将采用右对齐，字符串则采用左对齐。宽度指当前槽设定的输出字符宽度，如果该槽参数的实际值比宽度设定值大，则使用参数实际长度。如果该值的实际位数小于指定宽度，则按照指定的对奇方式在宽度内对齐。
>>> s = “天道酬勤”
>>> “{:25}”.format(s)
‘天道酬勤 ‘
>>> “{:^25}”.format(s)
‘ 天道酬勤 ‘
>>> “{:>25}”.format(s)
‘ 天道酬勤’
>>> “{:*^25}”.format(s)
‘**********天道酬勤***********’
>>> “{:+^25}”.format(s)
‘++++++++++天道酬勤+++++++++++’
>>> “{:^1}”.format(s)
‘天道酬勤’
剩下的三个字段 ,<.精度><类型> 用于对数值本身的规范。逗号 , 为数字的千位分隔符，适用于整数和浮点数。<.精度> 由小数点 . 开头。对于浮点数，精度表示小数部分输出的有效位数。对于字符串，精度表示输出的*大长度。小数点可以理解为对数值的有效截断。
>>> “{:,}”.format(1234567)
1,234,567
>>> “{:.2f}”.format(12345.67890)
‘12345.68’
>>> “{:>25.3f}”.format(12345.67890)
‘ 12345.679’
>>> “{:.5}”.format(“逝者如斯夫，而未尝往矣。”)
‘逝者如斯夫’
<类型> 表示输出整数和浮点数类型的格式规则。对于整数类型，输出格式包括 6 种：b 表示输出整数的二进制方式；c 表示输出整数对应的 Unicode 字符；d 表示输出整数的十进制方式；o 表示输出整数的八进制方式；x 表示输出整数的小写十六进制方式；X 表示输出整数的大写十六进制方式。
>>> “{0:b},{0:c},{0:d},{0:o},{0:x},{0:X}”.format(425)
‘110101001,Ʃ,425,651,1a9,1A9’
对于浮点数类型，输出格式包括 4 种：e 表示输出浮点数对应的小写字母 e 的指数形式；E 表示输出浮点数对应的大写字母 E 的指数形式；f 表示输出浮点数的标准浮点形式；% 表示输出浮点数的百分形式。
>>> “{0:e},{0:E},{0:f},{0:%}”.format(3.14)
‘3.140000e+00,3.140000E+00,3.140000,314.000000%’
>>> “{0:.2e},{0:.2E},{0:.2f},{0:.2%}”.format(3.14)
‘3.14e+00,3.14E+00,3.14,314.00%’
2.3.3 f 字符串
Python 3.6 引入了 f 字符串，可以使用 f 或 F 替换 format() 函数。与 format() 方法相比，f 字符串的语法更加简洁明了。示例如下：
first_name = ‘ada’
last_name = ‘lovelace’
full_name = f'{first_name} {last_name}’
print(f’Hello, {full_name.title()}!’)
————————————————————————
Hello, Ada Lovelace!
2.3.4 字符串操作符
针对字符串，Python 提供了三个字符串操作符，分别是：+、*、in。
x + y 用于连接 x、y 两个字符串；x * n 或 n * x 将会复制 n 次字符串 x；x in s 将会判断 x 是否是 s 的字串，并返回对应的布尔值。
2.3.5 字符串处理函数
除了使用操作符来处理字符串，Python 也提供了一些字符串处理函数。
len(x)：返回字符串 x 的长度，也可返回其他组合数据类型的元素个数。
str(x)：返回任意类型 x 所对应的字符串形式。
chr(x)：返回 Unicode 编码 x 对应的单字符。
ord(x)：返回单字符 x 对应的 Unicode 编码。
bin(x)：返回整数 x 对应的以“0b”为前缀的二进制字符串。
oct(x)：返回整数 x 对应的以“0o”为前缀的八进制字符串。
hex(x)：返回整数 x 对应的以“0x”为前缀的十六进制字符串。
2.3.6 字符串处理方法
方法也是一个函数，但调用方式不同。函数采用 func(x) 方式调用，而方法则采用 <a>.func(x) 形式调用。方法仅作用于前导对象 <a>。Python 提供了以下字符串处理方法。
str.lower()：返回字符串 str 的副本，全部字符小写。
str.upper()：返回字符串 str 的副本，全部字符大写。
str.title()：返回字符串 str 的副本，每个单词的首字母大写。
str.split(sep)：返回一个由字符串内单词组成的列表，使用 sep 作为分隔字符串，省略 sep 时以空格分隔。
>>> “Python is an excellent language.”.split()
[‘Python’, ‘is’, ‘an’, ‘excellent’, ‘language.’]
>>> “Python is an excellent language.”.split(‘a’)
[‘Python is’, ‘n excellent l’, ‘ngu’, ‘ge.’]
>>> “Python is an excellent language.”.split(‘an’)
[‘Python is ‘, ‘ excellent l’, ‘guage.’]
str.count(sub)：返回 sub 子串出现的次数。
>>> “Python is an excellent language.”.count(‘a’)
str.replace(old, new)：返回字符串 str 的副本，所有 old 子串被替换为 new，old 和 new 的长度可以不同。
>>> “Python is an excellent language.”.replace(‘a’, ‘#’)
‘Python is #n excellent l#ngu#ge.’
>>> “Python is an excellent language.”.replace(‘Python’, ‘C’)
‘C is an excellent language.’
str.center(width, fillchar)：字符串居中函数，返回长度为 width 的字符串，str 处于新字符串中心位置，两侧新增字符采用单个字符 fillchar 填充。当 width 小于字符串长度时，返回 str。省略 fillchar 时以空格填充。
>>> “Python”.center(20, “=”)
‘=======Python=======’
>>> “Python”.center(2, “=”)
‘Python’
str.strip(chars)：从字符串 str 中去掉在其左侧和右侧 chars 中列出的字符。chars 是一个字符串，其中列出的每个字符都会被去掉。如果省略 chars，将删除字符串开头和结尾的空白。空白泛指任何非打印字符，如空格、制表符和换行符。注意：该方法只能删除开头或是结尾的字符，不能删除中间部分的字符。
>>> “==Python==”.strip()
‘==Python==’
>>> “==Python==”.strip(‘=’)
‘Python’
>>> “==Python==”.strip(‘=n’)
‘Pytho’
与 strip() 方法类似，Python 还提供了 lstrip() 和 rstrip()。它们将分别从从字符串 str 中去掉在其左侧和右侧 chars 中列出的字符。
str.join(iter)：将 str 字符串插入 iter 变量的元素之间，形成新的字符串副本。其中，iter 是一个具备迭代性质的变量。
>>> “”.join(‘PYTHON’)
‘P Y T H O N’
>>> “,”.join(‘12345’)
‘1,2,3,4,5’
>>> “,”.join([‘1’, ‘2’, ‘3’, ‘4’, ‘5’]) # 列表中的元素必须都是字符串类型
‘1,2,3,4,5’
上述的字符串方法执行后并不会改变原本的字符串，如果要使用处理后的字符串，可以将操作后的结果关联到新的变量。
2.4 类型判断与转换
2.4.1 类型判断
Python 语言提供 type(x) 函数对变量 x 进行类型判断，适用于任何数据类型。
>>> type(123)
<class ‘int’>
>>> type(1+2j)
<class ‘complex’>
2.4.2 类型转换
数值运算操作符可以隐式地转换输出结果的数字类型。例如，两个整数采用运算符 / 进行除法运算时输出的数字类型是浮点数。
此外，通过内置的数字类型转换函数可以显式地在数字类型之间进行转换。
int(x)：将 x 转换为整数，x 可以是浮点数或整数字符串。在将浮点数转换成整数时，不会进行四舍五入，而是直接去除小数部分。
>>> int(34.7)
34
>>> int(‘123’)
123
>>> int(‘23.0’) # 错误的写法，字符串内的数字必须是整数
>>> int(float(‘23.0′)) # 正确的写法
23
float(x)：将 x 转换为浮点数，x 可以是整数或字符串。
>>> float(89)
89.0
>>> float(’89’)
89.0
str(x)：将 x 转换为等值的字符串类型。
>>> str(90)
’90’
>>> str(91.0)
‘91.0’
>>> str([1, 2, 3])
‘[1, 2, 3]’