从零开始学Python（三）：数据类型与变量

从零开始学Python（三）：数据类型与变量

本系列教程将带你从零开始学习Python编程，无需任何编程基础。

数学运算

Python可以像计算器一样进行各种数学运算。

基本运算符

加法5 + 3结果为8，减法10 - 4结果为6，乘法6 * 7结果为42，除法15 / 3结果为5.0（除法总是返回浮点数），整除17 // 5结果为3（整除，去掉小数部分），取余17 % 5结果为2（取余数），幂运算2 ** 3结果为8（2的3次方）。

运算优先级

和数学一样，Python运算也有优先级。括号()优先级最高，幂运算**次之，然后是乘、除、整除、取余*、/、//、%，最后是加、减+、-。

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print(2 + 3 * 4)     # 14（先乘后加）
print((2 + 3) * 4)   # 20（先算括号）
print(2 ** 3 * 4)    # 32（先幂算，再乘法）

数学函数

Python内置了一些数学函数。abs(-10)返回绝对值10。round(3.7)四舍五入为4，round(3.2)为3，round(3.14159, 2)保留2位小数为3.14。max(1, 5, 3)返回最大值5，min(1, 5, 3)返回最小值1。

字符串操作

字符串是文本数据，Python提供了丰富的字符串操作方法。

字符串拼接

使用+拼接字符串：

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first_name = "张"
last_name = "三"
full_name = first_name + last_name
print(full_name)  # 张三

使用*重复字符串：

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echo = "你好" * 3
print(echo)  # 你好你好你好

字符串长度

使用len()函数获取字符串长度：

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text = "Hello, Python!"
print(len(text))  # 14（包含空格和标点）

字符串索引

字符串中的每个字符都有一个位置（索引），从0开始：

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word = "Python"
print(word[0])  # P（第一个字符）
print(word[1])  # y
print(word[-1]) # n（最后一个字符）

字符串切片

使用切片获取字符串的一部分：

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word = "Python"
print(word[0:2])   # Py（从索引0到2，不包括2）
print(word[2:5])   # tho
print(word[:3])    # Pyt（从开始到索引3）
print(word[3:])    # hon（从索引3到结束）
print(word[::2])   # Pto（每隔一个字符）

字符串方法

Python提供了很多字符串方法。

text.upper()转换为大写”HELLO, WORLD!”，text.lower()转换为小写”hello, world!”，text.title()转换为首字母大写”Hello, World!”。

text.strip()去除两端空格。

text.find("World")查找”World”的起始位置7，text.replace("World", "Python")替换为”Hello, Python!”。

text.split(",")分割字符串为列表['apple', 'banana', 'orange']。

字符串格式化

字符串格式化让我们可以在字符串中插入变量。

使用f-string（推荐，Python 3.6+）：

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name = "张三"
age = 25
print(f"我叫{name}，今年{age}岁")
# 输出：我叫张三，今年25岁

# 可以进行运算
print(f"明年我{age + 1}岁")
# 输出：明年我26岁

使用format()：

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name = "张三"
age = 25
print("我叫{}，今年{}岁".format(name, age))
# 输出：我叫张三，今年25岁

使用%（旧式）：

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name = "张三"
age = 25
print("我叫%s，今年%d岁" % (name, age))
# 输出：我叫张三，今年25岁

布尔值和逻辑运算

布尔值只有两个：True（真）和False（假）。

比较运算符

==等于（5 == 5为True），!=不等于（5 != 3为True），>大于（5 > 3为True），<小于（3 < 5为True），>=大于等于（5 >= 5为True），<=小于等于（3 <= 5为True）。

逻辑运算符

and与：两个都为True才为True。or或：有一个为True就为True。not非：取反。

实际应用

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age = 20
has_ticket = True

# 判断是否可以进入电影院
if age >= 18 and has_ticket:
    print("可以进入")
else:
    print("不能进入")

实战示例：简易计算器

让我们用所学知识创建一个简单的计算器程序。

完整代码

创建文件calculator.py：

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# 简易计算器

print("=" * 35)
print("      简易计算器")
print("=" * 35)
print()

# 获取用户输入
num1 = float(input("请输入第一个数字："))
operator = input("请输入运算符（+、-、*、/）：")
num2 = float(input("请输入第二个数字："))

# 进行计算
result = 0
if operator == "+":
    result = num1 + num2
elif operator == "-":
    result = num1 - num2
elif operator == "*":
    result = num1 * num2
elif operator == "/":
    if num2 != 0:
        result = num1 / num2
    else:
        print("错误：除数不能为0！")
        exit()
else:
    print("错误：不支持的运算符！")
    exit()

# 显示结果
print()
print("=" * 35)
print("计算结果")
print("=" * 35)
print(f"{num1} {operator} {num2} = {result}")
print("=" * 35)

常见错误

错误1：字符串和数字直接拼接

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age = 25
print("我的年龄是：" + age)  # TypeError

正确做法：

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age = 25
print("我的年龄是：" + str(age))  # 转换为字符串
# 或使用 f-string
print(f"我的年龄是：{age}")

错误2：索引越界

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word = "Python"
print(word[10])  # IndexError：字符串只有6个字符

正确做法：

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word = "Python"
print(word[5])  # n（最后一个字符的索引是5）

错误3：混淆赋值和比较

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if age = 25:  # SyntaxError：应该是 ==
    print("年龄是25")

正确做法：

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if age == 25:  # 使用 == 进行比较
    print("年龄是25")

错误4：除以零

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result = 10 / 0  # ZeroDivisionError

正确做法：

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divisor = 0
if divisor != 0:
    result = 10 / divisor
else:
    print("除数不能为0")

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