day2

君埋泉下泥销骨，我寄人间雪满头。

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语言漫话

寻根溯源

冯·诺依曼结构

如今大多数的计算机硬件系统仍然是基于冯·诺依曼结构建立的。
冯·诺伊曼结构主要有两个方面

• 存储设备与中央处理器分开
• 数据以二进制方式编码

因此，计算机的硬件系统通常由五大部件构成，包括：运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备。其中，运算器和控制器放在一起就是我们通常所说的中央处理器，它的功能是执行各种运算和控制指令以及处理计算机软件中的数据。我们所说的程序就是指令的集合，程序就是将一系列的指令按照某种方式组合到一起，然后通过这些指令去控制计算机来做我们想让他做的事情。

变量和类型

变量本质上就是计算机的一块内存空间，一般具有读写操作。计算机处理的数据有许多种，除了数值之外，还包括文本，图形，音频，视频等多种数据。python中的数据类型有许多种，与其他语言一样，用户也可以自定义新的数据类型。接下里，先介绍几个新伙伴。

• 整型：python中可以处理任意大小的整数，(python2中有int和long两种类型的整数区分，但这种区分在python3中就消失了，最后整数就只剩下了int老大哥留下来了，因此以后写大整数加减乘除的时候，知道用什么了吧)，在python中二进制，八进制，十进制，十六进制表示的方法如下(这里统一表示16)

进制	表示方法
二进制	以0b开头，0b10000
八进制	以0o开头，0o20
十进制	直接写就可以了,16
十六进制	以0x开头，0x10

• 浮点型：浮点数就是小数，与定点数相对，定点数就是小数点是固定的，浮点数就是小数点是不固定，因为浮点数的表示方式采用的是科学计数法，因此小数点的位置是可以变化的。

a = 1.234 # 定点数
b = 12e34 # 浮点数

• 字符串型：字符串是以单引号or双引号or三引号括起来的任意文本，比如'abc'，"abc"，'''abc'''，"""abc"""，当然还包括原始字符串r'/n'（这时候输出的不是换行，而是原先的文本内容/n，也就是说会输出原本的内容，而不是转义过后的内容），字节字符串，Unicode字符串有兴趣的可以自行了解。注意这之中只有三引号是支持多行形式，其他不行的。
• 布尔型：python中只有True和False两种值。注意这边的大小写，python是对大小写敏感的语言。当然也可以通过返回值为布尔值的表达式来进行赋值，比如1 < 2或者1 == 2等。
• 复数型：1 + 1j，这种形式就是复数的表示方式，注意这边的虚数单位使用j而不是用i，其他的表达方式与以前学过的数学知识匹配。

变量命名

你的名字是我读过最短的情诗

变量的命名遵循以下硬性规则(给解释器大哥一个面子)：

• 变量名由字母(广义的Unicode字符，不包括特殊字符)、数字和下划线组成，数字不能开头
• 大小写敏感(大写的A和小写的a是不一样的变量)
• 不要跟关键字(有特殊含义的单词)和系统保留字(如函数、模块等的名字)冲突

人为要求如下（可以不遵守，只是建议）

• 用小写字母拼写，多个单词用下划线连接
• 受保护的实例属性用单个下划线开头
• 私有的实例属性用两个下划线开头

当然如今合作编程独占鳌头，所以变量命名做到见名知意也是非常重要的。

变量的使用

python和别的语言不一样，不需要再为记不住变量类型而烦恼了，其自动匹配变量类型。也就是变量的定义加声明直接a = 123就是定义了一个整型变量a，前面不用加int。所以，如果a = 1, b = 2, a/b在python中输出的结果是0.5可不是像C中的0。

a = 321
b = 123
print(a + b)
print(a - b)
print(a * b)
print(a / b)

在python中可以使用type函数对变量的类型进行检查。这里的函数概念是通用的，笔者这里不表。

a = 100
b = 12.345
c = 1 + 5j
d = 'hello, world'
e = True
print(type(a))
print(type(b))
print(type(c))
print(type(d))
print(type(e))
"""
output:
<class 'int'>
<class 'float'>
<class 'complex'>
<class 'str'>
<class 'bool'>
"""

进行类型转换，可以使用python中内置的函数对变量类型进行转换。注意由于python中的变量类型不是我们定义的，所以如果是

a = 123
b = 12.3
a = b

这里可不会像C中进行强制类型转换，而是直接将a也变成12.3，所以python中的类型转换推荐使用python自带的类型转换函数，否则容易出现一些奇怪的错误。

函数	作用
int()	将一个数值或字符串转换成整数，可以指定进制(这里多是字符串指定什么进制转换成十进制)
float()	将一个字符串转换成浮点数
str()	将指定的对象转换成字符串形式，可以指定编码
chr()	将整数转换成该编码对应的字符串（一个字符）
ord()	将字符串（一个字符）转换成对应的编码（整数）
bool()	转换成布尔类型
complex()	转换成复数类型

填鸭来了：input()表示从键盘读取数据，括号中可以填入字符串，表示输出到输出设备上，作为提示

a = int(input('a = '))
b = int(input('b = '))
print('%d + %d = %d' % (a, b, a+b))
print('%d - %d = %d' % (a, b, a-b))
print('%d * %d = %d' % (a, b, a*b))
print('%d / %d = %f' % (a, b, a/b))
print('%d // %d = %d' % (a, b, a//b))
print('%d %% %d = %d' % (a, b, a%b))
print('%d ** %d = %d' % (a, b, a**b))

注意：看到input()就会了解到python对于字符串的优待了。其首先是将键盘上输入的信息转化为字符串形式存储，如果没有类型转换，那么默认就是str类型，所以使用input一般要配套使用前面的类型转换函数。这边前面的是占位符，和C/C++的类似，这里不再赘述。注意python中的格式化输出语句的格式，是通过%来分割的，不是,，逗号是用来分割语句的，而所需要占位的数据都是写在小括号中，通过逗号分离。

ps：这里的//是python中将整除和除法分离出来的产物，//代表整除，/代表正常的除法，**表示幂运算。

运算符

老生常谈的大魔王级别的运算符优先级表格(这年头能不能用括号区分优先级了)

运算符	描述
[],[:]	下标，切片
**	指数
~,+,-	按位取反，正负号
*,/,%,//	乘，除，模，整除
+,-	加，减
>>,<<	右移，左移
&	按位与
^,|	按位异或，按位或
<=,<,>,>=	小于等于，小于，大于，大于等于
==,!=	等于，不等于
is,is not	身份运算符
in,not in	成员运算符
not,or,and	逻辑运算符
=,+=,-=,*=,/=,%=,//=,**=,&=,|=,^=,>>=,<<=	各种赋值运算符

建议用括号来保证运算的执行顺序

赋值运算符

就是将右边的值赋值给左边，也是区分=和==的开始

a = 10
b = 3
a += b
a *= a + 2
print(a)

a *= a + 2因为+的优先级高于*=，没办法，赋值运算符的优先级是最低的，最卑微的。因此该语句实际上等价于a = a * (a + 2)

比较运算符和逻辑运算符

比较运算符所组成的表达式的值是布尔类型的，包括==,!=,<,<=,>,>=，注意这边判断是否相等不是数学上的=，而是==。

逻辑运算符有三个，and,or和not。

• and就是与运算，只有左右两边的布尔值都是True的时候表达式才会返回True，否则返回False。如果and左边的布尔值是False的时候，那么无论右边是什么值，其最终的结果都是False，因此在做运算的时候右边的值会被跳过(短路处理)，即and左边的值为False的时候，右边的表达式根本不会执行，这点和C/C++非常相似。
• or就是或运算，只有左右两边的布尔值都是False的时候，最终的结果才会是False，否则都为True。or一样也有短路运算，只要左边的布尔值是True，那么右边的表达式一样也根本不会执行。
• not就是非运算。其只在后面添加一个布尔值，也就是单目运算符，作用就是返回和后面的布尔值相反的布尔值，比如后面是True，返回就是False。

a = 1==1
b = 3 > 2
c = 2 < 1
d = a and c
e = a or c
f = not(1 != 2)
print(a)
print(b)
print(c)
print(d)
print(e)
print(f)
'''
output:
True
True
False
False
True
False
'''

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课后练习

• 这里%.1f和C/C++中的占位符的含义一样，也是输出小数，保留小数点后一位
• 关于print(f'{f:.1f}')输出的解释：在字符串之前添加f表示格式化字符串，也就是此时我们原来的占位符此时可以替换成大括号，大括号包围的区域就是所需要替换的区域。
• 跨行写代码可以借助()也可以借助’/’，但是对于//一定要是有一个运算符在前面否则会报错或者得到错误答案，因为此时系统不认为你在跨行写表达式

关于str类型的补充

函数	功能
len()	获取字符串的长度，len(str)
title()	将字符串中每个单词的首字母变成大写，str.title()
upper()	将字符串中的字母全部变成大写，str.upper()
lower()	将字符串中的字母全部变成小写，str.lower()
startwith(str1)	字符串是不是以str1开头的，str.startwith(str1)
endwith(str1)	字符串是不是以str1结尾的，str.endwith(str1)

这里字符串和字符串可以直接进行拼接，即str1 + str2就可以了，如果str * int，那么就是str重复int遍