Python 入门手札：从 0 到会--第二天Python的基础变量类型之字符串和数字类型
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（二） 数字类型 --- int, float, complex
昨天我们一起学习了python环境的搭建，希望大家已经顺利搭建环境并配置好工具，今天让我们一起来学习Python的基础知识--变量类型之字符串和数字类型~
在学习python的变量类型之前，我们还需要对怎么写下第一个python程序做一定的了解
首先介绍一个非常好用的工具就是我们python的官方文档：python官方文档
你可以在这里根据你的需要来选择了解学习的python版本，以及所有跟python有关的知识，后续学习中我们的学习笔记也都是基于官方文档的内容整理的~
让我们先简单了解一下python这门语言吧~
一、Python语言简介
Python是一种高级、解释型、通用的编程语言，以简洁易读的语法著称。由Guido van Rossum于1991年首次发布，支持多种编程范式（如面向对象、函数式编程），广泛应用于Web开发、数据分析、人工智能等领域。
1、核心特点
简洁性：Python通过缩进代替括号，语法接近自然语言。例如打印“Hello World”仅需一行代码：
print("Hello World")
跨平台：作为解释型语言，Python代码可在Windows、macOS、Linux等系统运行，无需重新编译。
丰富的库：标准库涵盖文件操作、网络请求等模块，第三方库（如NumPy、Django）扩展了科学计算和Web开发能力。
2、典型应用场景
- 数据分析：借助Pandas、Matplotlib等库快速处理和分析数据。
- 自动化脚本：编写脚本来简化重复性任务，如文件批量重命名。
- 机器学习：TensorFlow、PyTorch等框架降低了AI模型的开发门槛。
3、学习资源推荐
- 官方文档（python.org）提供语言规范和教程。
- 交互式学习平台（如Codecademy）适合新手实践基础语法。
Python的低学习曲线和强大生态使其成为初学者的理想选择，同时也满足企业级开发需求。
二、Python必备操作
1、Python注释操作
Python中的注释分为单行注释和多行注释两种形式。
单行注释使用#符号，从该符号开始到行尾的内容都会被解释器忽略：
# 这是一个单行注释
print("Hello World") # 注释也可以放在代码行尾
多行注释使用三引号（单引号或双引号），适用于需要跨多行的注释内容：
'''
这是多行注释
可以跨越多行
'''
print("Multiline comment")
2、输入输出操作
Python的输入输出主要通过print()和input()函数实现。
print()函数用于输出内容到标准输出：
print("Hello") # 简单输出
print(1, 2, 3, sep="|") # 自定义分隔符
print("Line1", end=" ") # 修改结束符
print("Line2")
input()函数用于获取用户输入，返回字符串类型：
name = input("请输入姓名：") # 获取用户输入
age = int(input("请输入年龄：")) # 类型转换
print(f"姓名：{name}，年龄：{age}")
3、格式化输出
Python提供多种格式化输出方式：
f-string格式化（推荐Python 3.6+使用）：
name = "Alice"
print(f"Hello, {name}!")
format方法格式化：
print("Hello, {}!".format("Bob"))
print("{1} {0}".format("World", "Hello"))
百分号格式化（旧式）：
print("Name: %s, Age: %d" % ("Charlie", 25))
现在可以输出你的第一个python程序啦
从print（“hello world”）开始~
print("hello world")
当我们刚开始学习 Python 编程时，首先接触到的内容之一就是 变量类型。Python 支持多种数据类型，其中最常用的包括 字符串 和 数字类型（整数和浮点数）。今天我们就来详细介绍这两个变量类型，并通过代码示例帮助初学者更好地理解。
三、变量
1、 变量
在 Python 中，变量用来存储值，它是数据的引用标识符，具有动态性和可变性。你无需声明变量类型，Python 会自动根据赋给它的值来决定类型。
1.1 变量声明与赋值
声明与赋值：变量通过赋值语句来创建。
-
语法：
变量名 = 值 -
变量名 = 数字类型
变量名 = 表达式
变量名1 = 变量名2 = 变量名3 = 数字类型
变量名1, 变量名2, 变量名3 = 数字类型1, 数字类型2, 数字类型3 -
示例：
counter = 100 # 整型变量 miles = 1000.0 # 浮点型变量 name = "nihao" # 字符串变量
1.2 变量命名规则
-
变量名由字母、数字和下划线组成。
-
不能以数字开头。
-
变量名区分大小写。
-
不能使用 Python 保留字，下图为Python的33个保留字，均不能用于变量命名。
-
# 合法的变量名
name = "Alice"
age = 25
one_hundred = 100
# 不合法的变量名
# 1st_name # 不能以数字开头
# class # 保留字1.3 变量命名规范
1.3.1 小写字母与下划线组合
变量名通常使用小写字母，多单词时用下划线分隔（匈牙利命名法），例如 get_name_age。函数名遵循相同规则，优先使用动词+名词结构，如 update_phone。
1.3.2 驼峰命名法适用场景
类名采用大驼峰形式（Pascal Case），如 MyClass。小驼峰（camel Case）如 getNameAge 可在特定语言（如Java）中使用，但Python推荐下划线分隔。
1.3.3 常量命名规则
全大写字母表示常量，单词间用下划线连接，例如 MAX_SIZE = 100。此类命名需明确不可变性。
1.3.4 命名语义化要求
名称需简短且表达完整含义，避免单字符（除循环变量）。变量名多用名词（如 student_count），函数名强调动作（如 calculate_score）。
1.3.5 特殊前缀/后缀
单下划线前缀（如 _internal_var）暗示内部使用，双下划线前缀（如 __private_var）触发Python名称改写机制。后缀避免与语言关键字冲突。
代码示例对比
# 变量命名
user_age = 25 # 匈牙利命名法
studentName = "Tom" # 小驼峰（不推荐Python）
# 函数命名
def get_user_info(): # 动词+名词
pass
# 类命名
class DatabaseConfig: # 大驼峰
pass
2、基础数据类型
Python中的变量就是变量，它没有类型，我们所说的"类型"是变量指向的内存中对象的类型。 Python 中的基本数据类型包括：字符串、数字（整数、浮点数、布尔值）、容器类型（列表、元组、字典等）。
python中的数据类型：
字符串 str
数字
整数 int
浮点数 float
布尔数 bool
容器
列表 list
元组 tuple
字典 dict
集合 set / 固定集合 frozenset
字节串 bytes / 字节数组 bytearray
按照是否可修改划分分为：
不可变数据：Number（数字）、String（字符串）、Tuple（元组）
可变数据：List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）
（一）字符串
2.1字符串类型
用引号引起来的就是字符串，即便是空或者空格。
2.1.1基本特征
- 引号包括单引号、双引号、三引号（支持多行和嵌套引号）。
- 三引号保留格式，所见即所得。
- 转义字符如
\'、\"、\n、\\、\t。- 原始字符串前缀r忽略转义（后续小结会对r进行详细介绍）
- 字符串前加r表示原始字符串，不转义；
# 单引号字符串
str1 = 'Hello, World!'
# 双引号字符串
str2 = "Python is fun."
# 多行字符串（三重引号）
str3 = '''This is a
multiline string.'''
r'c:\windows\user' #引用地址此类特殊字符串避免转移需要加上'r'2.1.2字符串输入与输出
1、输入字符串
input() 函数
input() 用于从标准输入读取用户输入，返回字符串类型（str）。语法为 input([prompt])，其中 prompt 为可选提示信息。
name = input("请输入你的名字：") # 用户输入 "Alice"
print(f"你好，{name}！") # 输出：你好，Alice！
多行输入
可通过循环或 split() 处理多行输入。
# 方法1：循环读取
lines = []
while True:
line = input("输入内容（空行结束）：")
if not line:
break
lines.append(line)
print("输入的内容：", "\n".join(lines))
# 方法2：一次输入多行（用特定符号分隔）
data = input("输入多个单词（用空格分隔）：").split()
print("单词列表：", data) # 如输入 "hello world"，输出：['hello', 'world']
2、输出字符串
print() 函数
print() 用于向标准输出打印内容，支持多参数、分隔符（sep）、结束符（end）。
print("Hello", "World") # 输出：Hello World（默认空格分隔）
print("Hello", "World", sep="-") # 输出：Hello-World（自定义分隔符）
print("Hello", end=" ") # 打印 "Hello" 后不换行，用空格结尾
print("World") # 接着上一行的空格输出 "World"
2.1.3字符串的运算
-
字符串拼接：我们可以用
+运算符来连接两个字符串。
'Py'+'thon' # 输出'Python'-
字符串重复：使用
*运算符来重复字符串
'abc' * 3 # 输出'abcabcabc'-
字符串索引：字符串是有序的，可以通过索引来访问某个字符。索引从
0开始，也支持负数索引，从后往前取值。 -
切片操作：通过切片语法来获取字符串的子串。
2.2字符串的切片
2.2.1基本形式
sequence[start:stop:step]
开区间：左闭右开
start：起始索引（包含），默认为 0。
stop：结束索引（不包含），默认为序列长度。
step：步长（可选），默认为 1，可以是负数（表示反向切片）。
切片操作 说明
s[start:stop] 取 [start, stop) 范围的元素
s[start:] 从 start 到末尾
s[:stop] 从开头到 stop-1
s[::step] 按 step 步长取值
s[::-1] 反转序列
s[-n:] 取最后 n 个元素2.2.2常见切片操作
(1) 基本切片
s = "abcdefghij"
print(s[2:5]) # 'cde'（索引 2~4，不包含 5）
print(s[:5]) # 'abcde'（从头到索引 4）
print(s[5:]) # 'fghij'（从索引 5 到末尾）
print(s[:]) # 'abcdefghij'（完整复制，相当于 s.copy()）
(2) 步长（step）
s = "abcdefghij"
print(s[::2]) # 'acegi'（每隔 1 个取 1 个）
print(s[1::2]) # 'bfh'（从索引 1 开始，每隔 1 个取 1 个）(3) 负索引
Python 允许使用负数索引（从末尾开始计数，-1 是最后一个元素）：
s = "abcdefghij"
print(s[-3:]) # 'hij'（最后 3 个字符）
print(s[:-3]) # 'abcdef'（除了最后 3 个字符）(4) 反向切片（step = -1）
s = "abcdefghij"
print(s[::-1]) # 'jihgfedcba'（反转字符串）
print(s[5:2:-1]) # 'fed'（从索引 5 反向取到索引 3）来做一个关于切片的小练习吧~
练习：
写程序，输入一个字符， 打印字符串的如下内容
-
打印这个字符串的第一个字符
-
打印这个字符串的最后一个字符串
-
如果这个字符串的长度是 奇数，则打印中间这个字符 用 len(x) 求字符串的长度
答案：
s = input("请输入一段文字: ")
print('第一个字符是:', s[0])
print('最后一个字符是:', s[-1])
if len(s) % 2 == 1:
print('中间的字符是', s[len(s) // 2])2.3原始字符串--‘r’
原始字符串：
在 Python 中，`r` 前缀表示原始字符串（Raw String），它会让字符串中的 反斜杠 `\` 不被解释为转义字符，而是作为普通字符处理。
例如：
path = "c:\windows\user\data" # 错误！\u 会被解析为 Unicode 转义
print(path) # 报错：SyntaxError: (unicode error) ...而使用 r 前缀后，Python 会直接按照字面含义处理字符串：
path = r"c:\windows\user\data" # 正确！\ 不会被转义
print(path) # 输出：c:\windows\user\data2.3.1常见用途
-
文件路径（Windows 系统） Windows 路径包含大量
\，用r可以避免手动转义：file_path = r"C:\Program Files\Python\script.py" -
正则表达式 正则表达式中常有
\d、\w等特殊字符，用r保持原始含义：import re pattern = r"\d+" # 匹配数字 -
避免转义混乱 例如打印反斜杠本身：
print(r"反斜杠是 \ ") # 输出：反斜杠是 \
2.3.2注意事项
-
r仅影响反斜杠的转义行为，不影响字符串的其他部分（如引号仍需配对）。 -
即使使用
r，字符串末尾也不能是单个\（因为 Python 仍会尝试转义），例如：print(r"C:\windows\") # 错误！SyntaxError: EOL while scanning string literal解决方法：
print(r"C:\windows" + "\\") # 拼接一个普通字符串的 \
2.4格式化表达式
2.4.1 占位符
-
作用
生成具有一定格式的字符串
-
语法规则
格式化字符串 % 参数1 # 或者 格式化字符串 % (参数1, 参数2, 参数3)
-
占位符和类型码
占位符和类型码 说明 %s 转成字符串, 使用 str(x) 函数转换(常用) %d 转成十进制的整数(常用) %o 转成八进制的整数 %x,%X 转成十六进制的整数 %e,%E 转成指数格式的浮点数 %f,%F 转成小数格式的浮点数(常用) %g,%G 转成指数格式或小数格式的浮点数 %% 转成一个% %m.nf m是指总宽度，默认右对齐，加个 - 表示左对齐，n 是指保留的小数点位数
-
示例1
-
代码
fmt = """ 甲方:_____%s_____ 乙方:_____%s_____ ....... 金额:_%d__ """ s = fmt % ("小王", '华清', 10000) b = fmt % ("小红", '华清', 10000) print(s) -
输出效果：
甲方:_____小王_____ 乙方:_____华清_____ ....... 金额:_10000__ -
示例2
-
代码
print("------%F------" % 3.1415) print("------%g------" % 3.1415) print("------%e------" % 3.1415) print("------%e------" % 31.415) print("------%g------" % 3141523274812374281342374324.23748123742183472) # 按照指定的宽度打印，并保留指定的小数位数 print("------%30.2f------" % 3141523274814.23748123742183472) print("------%30.2f------" % 3144814.3472) print("------%-30.2f------" % 14) -
输出结果
------3.141500------ ------3.1415------ ------3.141500e+00------ ------3.141500e+01------ ------3.14152e+27------ ------ 3141523274814.24------ ------ 3144814.35------ ------14.00 ------
-
2.4.2 f-string
f-string 格式化字符串以 $f$ 开头，字符串中的表达式用 {} 包起来。
x = 1
y = 2.3
print(f'{x+1}') #2
x = 1
print(f'{x+1=}') #x+1=2
d = 12
print(f'abc{d}') # 其中的{}中为变量或表达式
# 可以使用:对变量进一步格式化
pi = 3.1415
print(f'{s:.2f}') # 3.14字符串就介绍到这里，让我们再做个练习巩固一下~
练习：
写一个程序，输入三行文字， 按最长的一行， 打印如下图形方框
请输入: hello
请输入: welcome to beijing
请输入: aaaaaaa
打印:
+--------------------+
| hello |
| welcome to beijing |
| aaaaaaa |
+--------------------+
答案：
# 输入三行文字
line1 = input("请输入: ")
line2 = input("请输入: ")
line3 = input("请输入: ")
# 找到最长的一行的长度
max_len = max(len(line1), len(line2), len(line3))
# 打印顶部边框
print('+' + '-' * (max_len + 2) + '+')
# 打印每一行，确保每行的宽度和最大宽度一致，居中对齐
print('|', line1.center(max_len), '|')
print('|', line2.center(max_len), '|')
print('|', line3.center(max_len), '|')
# 打印底部边框
print('+' + '-' * (max_len + 2) + '+')
（二） 数字类型 --- int, float, complex
数字类型概述
Python 中有三种基本的数字类型：
整数（int）
浮点数（float）
复数（complex）
此外，布尔值（bool） 属于整数的子类型，即
True和False实际上是整数1和0。
1. 整数（int）
-
特性：
-
整数具有无限精度，只有机器的内存限制。
-
支持普通的算术运算（+、-、*、/、**、//、%）。
-
支持按位运算（&、|、^、~、<<、>>）。
-
可以表示十进制、二进制、八进制和十六进制。
-
-
常用函数：
-
int(x)：将x转换为整数。 -
x.bit_length()：返回整数的二进制位数，不包括符号位和前导零。 -
x.bit_count()：返回整数的二进制表示中 1 的个数。 -
int.to_bytes(length, byteorder='big', signed=False)：返回整数的字节表示。
-
-
示例：
n = 37
print(n.bit_length()) # 输出 6，表示 37 的二进制长度
print(bin(n)) # 输出 '0b100101'
-
进制表示：
-
二进制：以
0b开头，例如：0b101。 -
八进制：以
0o开头，例如：0o11。 -
十六进制：以
0x开头，例如：0x1f。
-
位权表示法--进制之间的转换方法：
可以参考：最强干货】详解二进制，八进制，十进制，十六进制的相互转换
2. 浮点数（float）
-
特性：
-
浮点数表示实数，通常使用 C 中的
double来实现。 -
浮点数的精度与机器有关，可以通过
sys.float_info查看当前机器的浮点数精度和表示方式。 -
浮点数可以表示无穷大、NaN（非数字）。
-
自动转换：当浮点数与整数运算时，整数会转换为浮点数，得到的结果也是浮点数。
-
-
常用函数：
-
float(x)：将x转换为浮点数。 -
float.is_integer()：判断浮点数是否为整数。 -
float.hex()：返回浮点数的十六进制表示。 -
float.fromhex(s)：将十六进制字符串s转换为浮点数。 -
float.as_integer_ratio()：返回浮点数的最简整数比。
-
-
示例：
n = 3.14 print(n.is_integer()) # 输出 False print(n.hex()) # 输出 '0x1.91eb86p+1'
3. 复数（complex）
-
特性：
-
复数包含实部和虚部，均为浮点数。
-
可以使用
j或J来表示虚部，例如：1 + 2j。 -
可以通过
z.real获取复数的实部，通过z.imag获取复数的虚部。
-
-
常用函数：
-
complex(re, im)：创建一个复数re + im * j，其中re为实部，im为虚部，默认为 0。 -
z.real：返回复数z的实部。 -
z.imag：返回复数z的虚部。 -
z.conjugate()：返回复数z的共轭复数。
-
-
示例：
z = 3 + 4j print(z.real) # 输出 3.0 print(z.imag) # 输出 4.0 print(z.conjugate()) # 输出 (3-4j)4. 布尔类型（bool）
-
特性：
-
bool是int的子类，True和False分别等同于整数1和0。 -
可用于逻辑运算（
and、or、not），但也支持按位运算（&、|、^）。 -
推荐：使用逻辑运算符（
and、or）而不是按位运算符（&、|）来处理布尔值。
-
5. 数字类型构造函数
int()、float() 和 complex() 是 Python 中用于构造特定类型数字的内置函数。
- int(x)：将 x 转换为整数。如果 x 是浮点数，会截断小数部分。
- float(x)：将 x 转换为浮点数。
- complex(re, im)：构造一个复数，re 为实部，im 为虚部（默认为 0）。
6. 数字运算
所有数字类型（复数除外）支持以下运算：
|
运算 |
结果： |
备注 |
完整文档 |
|---|---|---|---|
|
|
x 和 y 的和 |
||
|
|
x 和 y 的差 |
||
|
|
x 和 y 的乘积 |
||
|
|
x 和 y 的商 |
||
|
|
x 和 y 的商数 |
(1)(2) |
|
|
|
|
(2) |
|
|
|
x 取反 |
||
|
|
x 不变 |
||
|
|
x 的绝对值或大小 |
||
|
|
将 x 转换为整数 |
(3)(6) |
|
|
|
将 x 转换为浮点数 |
(4)(6) |
|
|
|
一个带有实部 re 和虚部 im 的复数。im 默认为0。 |
(6) |
|
|
|
复数 c 的共轭 |
||
|
|
|
(2) |
|
|
|
x 的 y 次幂 |
(5) |
|
|
|
x 的 y 次幂 |
(5) |
注意事项
地板除法 (
//) 的结果类型取决于操作数类型。对于int操作数结果为int，对于float操作数结果为float。复数不支持
//和%运算。从
float转换为int会截断小数部分。
float可以接受字符串"nan"和"inf"表示非数字和无穷。
pow(0, 0)和0 ** 0定义为 1。数字字面值可以包含 Unicode 数字字符（具有 Nd 属性的码位）。
7. 按位运算
按位运算直接对整数在二进制位级别进行操作。这些运算适用于所有整数类型，包括正数和负数，采用二的补码表示法。
按位或运算 |
对两个整数的每一位进行或操作。只要对应位中有一个为1，结果位即为1。
a = 5 # 0101
b = 3 # 0011
a | b # 结果为7 (0111)
按位异或运算 ^
对两个整数的每一位进行异或操作。对应位不同时结果为1，相同时为0。
a = 5 # 0101
b = 3 # 0011
a ^ b # 结果为6 (0110)
按位与运算 &
对两个整数的每一位进行与操作。只有对应位都为1时，结果位才为1。
a = 5 # 0101
b = 3 # 0011
a & b # 结果为1 (0001)
左移运算 <<
将二进制位向左移动指定位数，低位补0。每左移一位相当于乘以2。
x = 4 # 0100
x << 2 # 结果为16 (10000)
右移运算 >>
将二进制位向右移动指定位数，高位补符号位（算术右移）。每右移一位相当于整除2。
x = 8 # 1000
x >> 2 # 结果为2 (0010)
x = -8
x >> 2 # 结果为-2 (保留符号位)
按位取反运算 ~
对整数所有二进制位取反（包括符号位），相当于 -(x+1)。
x = 5 # 0101
~x # 结果为-6 (1010)
注意事项
移位位数限制：移位数必须为非负整数，否则引发
ValueError。溢出处理：Python整数无固定位数限制，不会发生传统溢出。
效率特性：位运算通常比算术运算效率更高，适合底层优化。
优先级规则
按位运算符优先级按以下顺序递增：
| → ^ → & → << → >> → ~
所有按位运算优先级低于算术运算，但高于比较运算。
8. 数字类型转换方法
二进制、八进制、十六进制表示法
数字前缀使用0b表示二进制（如0b1010），0o表示八进制（如0o12），0x表示十六进制（如0xA）。
二进制转换bin(x)函数将十进制整数x转换为二进制字符串，例如：
bin(10) # 返回 '0b1010'
八进制转换oct(x)函数将十进制整数x转换为八进制字符串，例如：
oct(10) # 返回 '0o12'
十进制转换int(x[, base=10])函数将字符串或数字x转换为十进制整数。可选参数base指定进制（2-36），例如：
int('0b1010', 2) # 返回 10
int('0xA', 16) # 返回 10
十六进制转换hex(x)函数将十进制整数x转换为十六进制字符串，例如：
hex(10) # 返回 '0xa'
浮点数转换float(x)函数将整数或字符串x转换为浮点数，例如：
float('3.14') # 返回 3.14
复数转换complex(x)生成实部为x、虚部为0的复数；complex(x, y)生成实部为x、虚部为y的复数，例如：
complex(3) # 返回 (3+0j)
complex(2, 3) # 返回 (2+3j)
布尔值转换bool(x)函数根据x的真值返回True或False。非零数字、非空序列等为True，否则为False，例如：
bool(0) # 返回 False
bool(1) # 返回 True
小编有感，写在最后：学习一门编程语言，真的不容易呀，知识盘根交错，环环相扣，希望今天的笔记可以帮助你更好的了解Python的基础变量类型之字符串和数字类型，我们一起加油~
Agent 垂直技术社区，欢迎活跃、内容共建。
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