一、变量1.1 变量的定义与使用messageHello Python world!print(message)messageHello Python Crash Course world!print(message)输出Hello Python world! Hello Python Crash Course world!1.2 变量命名规则# ✅ 有效的变量名messageHellomessage_1Hello_messageHello# ❌ 无效的变量名会报错1_messageHello# 不能以数字开头message-1Hello# 不能包含连字符greeting messageHello# 不能包含空格命名规则总结只能包含字母、数字和下划线不能以数字开头不能包含空格不能使用Python关键字区分大小写1.3 Python关键字不能用作变量名False,None,True,and,as,assert,break,class,continue,def,del,elif,else,except,finally,for,from,global,if,import,in,is,lambda,nonlocal,not,or,pass,raise,return,try,while,with,yield1.4 与Java变量对比Java变量是容器类型固定基本类型存值、对象存引用Python变量是标签类型动态一切皆对象、一切皆引用1.4.1 变量本质最核心差异Java变量是固定类型的内存盒子变量本身有类型盒子里存数据值基本类型或者对象引用地址引用类型。声明时必须指定类型变量类型终身固定不能再存别的类型。// Javainta10;// a 是int类型盒子只能放整数Stringshi;// s存对象的地址Python变量是标签 / 名字贴在对象上对象才有类型变量本身没有类型。a10ahello# 合法把标签a撕下来贴到字符串对象上a只是名字没有类型真正有类型的是右边的对象10、hello。同一个变量名可以反复绑定不同类型对象。1.4.2 声明与赋值Java显式类型声明先声明再赋值声明必须写类型局部变量不会自动初始化不赋值不能使用。// 基本类型intage25;doubleprice19.99;booleanisActivetrue;chargradeA;// 引用类型StringnameAlice;ListStringlistnewArrayList();MapString,ObjectmapnewHashMap();// 变量类型一旦声明不能改变intx10;xhello;// ❌ 编译错误不兼容的类型Python无类型声明没有单独声明步骤赋值即创建变量没有变量预先声明语法# 无需声明类型直接赋值age25price19.99is_activeTruegradeAnameAlicemy_list[]my_dict{}# 变量可以重新指向不同类型x10xhello# ✅ 完全合法x[1,2,3]# ✅ 完全合法1.4.3 赋值语义差异Java基本数据类型int,double,boolean…值拷贝引用类型类、数组拷贝引用地址两个变量指向同一个对象// 1. 基本类型赋值值复制inta10;intba;// b 10复制值b20;System.out.println(a);// 10// 2. 对象类型赋值引用复制ListStringlist1newArrayList();list1.add(A);ListStringlist2list1;// list2 获得 list1 的引用list2.add(B);System.out.println(list1);// [A, B]list1 也被修改// 3. 字符串赋值不可变对象Strings1hello;Strings2s1;// s2 获得 s1 的引用s2s2 world;// 创建新对象s1 不受影响System.out.println(s1);// helloPython一切皆对象没有原生基本类型所有赋值都是引用赋值。不可变对象重新赋值不是修改对象是更换标签绑定。# 1. 不可变对象int, float, str, tuplea10ba# b 指向 a 指向的对象 10b20# b 指向新对象 20a 不受影响print(a)# 10# 2. 可变对象list, dict, setlist1[1,2,3]list2list1# list2 指向 list1 指向的同一个列表list2.append(4)print(list1)# [1, 2, 3, 4]# 3. 字符串不可变s1hellos2s1# s2 指向 s1 指向的字符串对象s2 world# 创建新字符串对象s1 不受影响print(s1)# hello1.4.4 常量Javafinal修饰变量引用不可修改// final 变量只能赋值一次finalintMAX_SIZE100;// MAX_SIZE 200; // ❌ 编译错误// final 引用引用不能变但对象内容可以变finalListStringlistnewArrayList();list.add(A);// ✅ 可以修改对象内容// list new ArrayList(); // ❌ 编译错误// 真正不可变使用不可变类finalStringshello;// s s world; // ❌ 编译错误String 不可变Python约定 机制# Python 没有真正的常量机制# 约定全大写表示常量MAX_SIZE100# 仍然可以修改只是约定MAX_SIZE200# ✅ 不会报错# 模拟不可变性使用元组defget_config():return(host,localhost,port,8080)# 返回元组# 使用 property 实现只读属性classCircle:def__init__(self,radius):self._radiusradiuspropertydefradius(self):returnself._radiuspropertydefarea(self):return3.14*self._radius**2cCircle(5)print(c.radius)# 5print(c.area)# 78.5# c.radius 10 # ❌ AttributeError: cant set attribute冻结对象frozenset, tuple# frozenset不可变集合sfrozenset([1,2,3])# s.add(4) # ❌ AttributeError# tuple不可变列表t(1,2,3)# t[0] 10 # ❌ TypeError# 注意tuple中的可变元素仍可修改t([1,2],3)t[0].append(4)# ✅ 可以修改print(t)# ([1, 2, 4], 3)1.4.5 多变量赋值Javainta,b,c;abc10;// 支持链式赋值Python# 链式赋值abc10# 序列解包Java没有x,y10,20x,yy,x# 交换变量不需要临时变量1.4.6 类型系统差异Java静态类型系统强制转换变量类型不变// 编译时类型检查Stringshello;inti10;// 类型转换需要显式进行Objectobjhello;Stringstr(String)obj;// 需要强制类型转换// 自动装箱/拆箱Integerboxed10;// 自动装箱intunboxedboxed;// 自动拆箱Python动态类型系统转换产生新对象变量本身类型不受限制# 运行时类型检查shelloi10# 无需类型转换直接重新赋值objhellostr_valobj# 无需转换直接引用# 没有基本类型和包装类型的区分# Python中 int 就是对象没有 int vs Integer 的区别x10# x 是 int 对象print(type(x))# class int1.4.7 变量作用域Java块级作用域{ }就会产生新作用域{intx10;}// x 外面不可见Python没有块级作用域if/for/while 不会新建作用域只有函数、类、模块作用域foriinrange(3):num100print(num)# 可以访问for的块不隔离变量1.4.8 内存模型对比Java 特点基本类型int, double, boolean等值直接存储在栈中对象类型String, List等引用存储在栈中对象存储在堆中赋值给另一个变量时基本类型复制值对象类型复制引用// Javainta10;intba;// b 获得 a 的值副本b20;System.out.println(a);// 10a 不受影响Strings1hello;Strings2s1;// s2 获得 s1 的引用副本// s1 和 s2 指向同一个字符串对象// 但 String 是不可变的所以修改 s2 不会影响 s1Python 特点没有基本类型所有数据都是对象存储在堆中变量只是名字/标签指向堆中的对象赋值操作只是让变量指向新的对象类似Java的对象引用赋值使用引用计数进行内存管理# Pythona10ba# b 指向 a 指向的同一个对象b20# b 现在指向新的对象 20print(a)# 10a 仍然指向 10# 但注意对于可变对象list1[1,2,3]list2list1# list2 指向 list1 指向的同一个列表对象list2.append(4)print(list1)# [1, 2, 3, 4]list1 也被修改了1.5 可变对象 vs 不可变对象1.5.1 与Java对比类型JavaPython不可变String, Integer, Double包装类int, str, tuple, float, bool可变ArrayList, HashMap, StringBuilderlist, dict, set特点基本类型值传递对象引用传递一切皆引用可变性决定行为1.5.2 可变对象# 可变对象创建后可以修改# list, dict, set# 示例1列表lst[1,2,3]print(id(lst))# 4389562048lst.append(4)# 原地修改print(id(lst))# 4389562048相同地址# 示例2字典d{a:1}print(id(d))# 4389562048d[b]2# 原地修改print(id(d))# 4389562048相同地址# 示例3集合s{1,2,3}print(id(s))# 4389562048s.add(4)# 原地修改print(id(s))# 4389562048相同地址1.5.3 不可变对象# 不可变对象创建后不能被修改# int, float, bool, str, tuple, frozenset# 示例1整数x10print(id(x))# 140735892123456x1# x 指向新的对象 11print(id(x))# 140735892123488不同地址# 示例2字符串shelloprint(id(s))# 4389562048s world# 创建新字符串print(id(s))# 4389563088不同地址# 示例3元组t(1,2,3)# t[0] 10 # ❌ TypeError: tuple object does not support item assignment1.6 深拷贝与浅拷贝1.6.1 与Java对比操作JavaPython引用赋值List b a;b a浅拷贝new ArrayList(a)a[:] 或 a.copy()深拷贝手动递归或使用序列化copy.deepcopy(a)1.6.2 深拷贝Deep Copy深拷贝特点完全独立不影响原始对象importcopy original[1,2,[3,4]]deepcopy.deepcopy(original)deep[0]100deep[2][0]300print(original)# [1, 2, [3, 4]]print(deep)# [100, 2, [300, 4]]1.6.3 浅拷贝Shallow Copy浅拷贝特点创建新对象但只复制最外层嵌套对象仍然是引用importcopy# 方式1切片shallow1original[:]# 方式2list()构造函数shallow2list(original)# 方式3copy模块shallow3copy.copy(original)original[1,2,[3,4]]shalloworiginal.copy()# 或 original[:]shallow[0]100# 不影响 originalshallow[2][0]300# 影响 original因为嵌套列表是引用print(original)# [1, 2, [300, 4]]print(shallow)# [100, 2, [300, 4]]二、字符串2.1 字符串的定义方式# 单引号nameAlice# 双引号nameAlice# 三引号多行字符串messageThis is a multi-line string.# 包含引号的字符串descriptionHe said, Python is awesome!descriptionIts a beautiful day.2.2 字符串常用方法text Hello, Python World! # 大小写转换print(text.upper())# HELLO, PYTHON WORLD! print(text.lower())# hello, python world! print(text.title())# Hello, Python World! print(text.capitalize())# hello, python world! print(text.swapcase())# hELLO, pYTHON wORLD! # 去除空白print(text.strip())# Hello, Python World!print(text.lstrip())# Hello, Python World! print(text.rstrip())# Hello, Python World!# 查找与替换print(text.find(Python))# 9索引位置print(text.index(Python))# 9索引位置找不到会报错print(text.replace(Python,Java))# Hello, Java World! print(text.count(o))# 3出现次数# 分割与连接wordstext.split()# [Hello,, Python, World!]joined-.join(words)# Hello,-Python-World!# 判断print(text.startswith( Hello))# Trueprint(text.endswith(! ))# Trueprint(123.isdigit())# Trueprint(abc.isalpha())# Trueprint(abc123.isalnum())# Trueprint( .isspace())# True2.3 f-string格式化first_nameadalast_namelovelacefull_namef{first_name}{last_name}print(fHello,{full_name.title()}!)# 输出Hello, Ada Lovelace!# 格式化数字pi3.1415926print(fPi {pi:.2f})# Pi 3.14print(fPi {pi:.4f})# Pi 3.1416# 对齐和填充print(f{left:10})# left print(f{right:10})# rightprint(f{center:^10})# center print(f{center:*^10})# *center***# 千分位分隔符number1234567print(f{number:,})# 1,234,567旧式格式化方法nameAliceage25# format()方法print(My name is {} and I am {} years old..format(name,age))# 位置参数print(My name is {0} and I am {1} years old..format(name,age))# 关键字参数print(My name is {n} and I am {a} years old..format(nname,aage))# %格式化最古老print(My name is %s and I am %d years old.%(name,age))三、数字3.1 整数# 整数运算23# 53-2# 12*3# 63/2# 1.5Python 3中/总是返回浮点数3//2# 1整除类似Java的/3%2# 1取余2**3# 8乘方10**6# 10000003.2 浮点数0.10.2# 0.30000000000000004浮点数精度问题# 处理精度问题fromdecimalimportDecimal,getcontext getcontext().prec6resultDecimal(0.1)Decimal(0.2)print(result)# 0.33.3 类型转换# 字符串转数字ageint(25)pricefloat(19.99)# 数字转字符串str_agestr(25)str_pricestr(19.99)# 浮点数转整数截断小数int(3.7)# 3int(-3.7)# -3# 四舍五入round(3.7)# 4round(3.2)# 3round(3.14159,2)# 3.14
变量和简单数据类型
一、变量1.1 变量的定义与使用messageHello Python world!print(message)messageHello Python Crash Course world!print(message)输出Hello Python world! Hello Python Crash Course world!1.2 变量命名规则# ✅ 有效的变量名messageHellomessage_1Hello_messageHello# ❌ 无效的变量名会报错1_messageHello# 不能以数字开头message-1Hello# 不能包含连字符greeting messageHello# 不能包含空格命名规则总结只能包含字母、数字和下划线不能以数字开头不能包含空格不能使用Python关键字区分大小写1.3 Python关键字不能用作变量名False,None,True,and,as,assert,break,class,continue,def,del,elif,else,except,finally,for,from,global,if,import,in,is,lambda,nonlocal,not,or,pass,raise,return,try,while,with,yield1.4 与Java变量对比Java变量是容器类型固定基本类型存值、对象存引用Python变量是标签类型动态一切皆对象、一切皆引用1.4.1 变量本质最核心差异Java变量是固定类型的内存盒子变量本身有类型盒子里存数据值基本类型或者对象引用地址引用类型。声明时必须指定类型变量类型终身固定不能再存别的类型。// Javainta10;// a 是int类型盒子只能放整数Stringshi;// s存对象的地址Python变量是标签 / 名字贴在对象上对象才有类型变量本身没有类型。a10ahello# 合法把标签a撕下来贴到字符串对象上a只是名字没有类型真正有类型的是右边的对象10、hello。同一个变量名可以反复绑定不同类型对象。1.4.2 声明与赋值Java显式类型声明先声明再赋值声明必须写类型局部变量不会自动初始化不赋值不能使用。// 基本类型intage25;doubleprice19.99;booleanisActivetrue;chargradeA;// 引用类型StringnameAlice;ListStringlistnewArrayList();MapString,ObjectmapnewHashMap();// 变量类型一旦声明不能改变intx10;xhello;// ❌ 编译错误不兼容的类型Python无类型声明没有单独声明步骤赋值即创建变量没有变量预先声明语法# 无需声明类型直接赋值age25price19.99is_activeTruegradeAnameAlicemy_list[]my_dict{}# 变量可以重新指向不同类型x10xhello# ✅ 完全合法x[1,2,3]# ✅ 完全合法1.4.3 赋值语义差异Java基本数据类型int,double,boolean…值拷贝引用类型类、数组拷贝引用地址两个变量指向同一个对象// 1. 基本类型赋值值复制inta10;intba;// b 10复制值b20;System.out.println(a);// 10// 2. 对象类型赋值引用复制ListStringlist1newArrayList();list1.add(A);ListStringlist2list1;// list2 获得 list1 的引用list2.add(B);System.out.println(list1);// [A, B]list1 也被修改// 3. 字符串赋值不可变对象Strings1hello;Strings2s1;// s2 获得 s1 的引用s2s2 world;// 创建新对象s1 不受影响System.out.println(s1);// helloPython一切皆对象没有原生基本类型所有赋值都是引用赋值。不可变对象重新赋值不是修改对象是更换标签绑定。# 1. 不可变对象int, float, str, tuplea10ba# b 指向 a 指向的对象 10b20# b 指向新对象 20a 不受影响print(a)# 10# 2. 可变对象list, dict, setlist1[1,2,3]list2list1# list2 指向 list1 指向的同一个列表list2.append(4)print(list1)# [1, 2, 3, 4]# 3. 字符串不可变s1hellos2s1# s2 指向 s1 指向的字符串对象s2 world# 创建新字符串对象s1 不受影响print(s1)# hello1.4.4 常量Javafinal修饰变量引用不可修改// final 变量只能赋值一次finalintMAX_SIZE100;// MAX_SIZE 200; // ❌ 编译错误// final 引用引用不能变但对象内容可以变finalListStringlistnewArrayList();list.add(A);// ✅ 可以修改对象内容// list new ArrayList(); // ❌ 编译错误// 真正不可变使用不可变类finalStringshello;// s s world; // ❌ 编译错误String 不可变Python约定 机制# Python 没有真正的常量机制# 约定全大写表示常量MAX_SIZE100# 仍然可以修改只是约定MAX_SIZE200# ✅ 不会报错# 模拟不可变性使用元组defget_config():return(host,localhost,port,8080)# 返回元组# 使用 property 实现只读属性classCircle:def__init__(self,radius):self._radiusradiuspropertydefradius(self):returnself._radiuspropertydefarea(self):return3.14*self._radius**2cCircle(5)print(c.radius)# 5print(c.area)# 78.5# c.radius 10 # ❌ AttributeError: cant set attribute冻结对象frozenset, tuple# frozenset不可变集合sfrozenset([1,2,3])# s.add(4) # ❌ AttributeError# tuple不可变列表t(1,2,3)# t[0] 10 # ❌ TypeError# 注意tuple中的可变元素仍可修改t([1,2],3)t[0].append(4)# ✅ 可以修改print(t)# ([1, 2, 4], 3)1.4.5 多变量赋值Javainta,b,c;abc10;// 支持链式赋值Python# 链式赋值abc10# 序列解包Java没有x,y10,20x,yy,x# 交换变量不需要临时变量1.4.6 类型系统差异Java静态类型系统强制转换变量类型不变// 编译时类型检查Stringshello;inti10;// 类型转换需要显式进行Objectobjhello;Stringstr(String)obj;// 需要强制类型转换// 自动装箱/拆箱Integerboxed10;// 自动装箱intunboxedboxed;// 自动拆箱Python动态类型系统转换产生新对象变量本身类型不受限制# 运行时类型检查shelloi10# 无需类型转换直接重新赋值objhellostr_valobj# 无需转换直接引用# 没有基本类型和包装类型的区分# Python中 int 就是对象没有 int vs Integer 的区别x10# x 是 int 对象print(type(x))# class int1.4.7 变量作用域Java块级作用域{ }就会产生新作用域{intx10;}// x 外面不可见Python没有块级作用域if/for/while 不会新建作用域只有函数、类、模块作用域foriinrange(3):num100print(num)# 可以访问for的块不隔离变量1.4.8 内存模型对比Java 特点基本类型int, double, boolean等值直接存储在栈中对象类型String, List等引用存储在栈中对象存储在堆中赋值给另一个变量时基本类型复制值对象类型复制引用// Javainta10;intba;// b 获得 a 的值副本b20;System.out.println(a);// 10a 不受影响Strings1hello;Strings2s1;// s2 获得 s1 的引用副本// s1 和 s2 指向同一个字符串对象// 但 String 是不可变的所以修改 s2 不会影响 s1Python 特点没有基本类型所有数据都是对象存储在堆中变量只是名字/标签指向堆中的对象赋值操作只是让变量指向新的对象类似Java的对象引用赋值使用引用计数进行内存管理# Pythona10ba# b 指向 a 指向的同一个对象b20# b 现在指向新的对象 20print(a)# 10a 仍然指向 10# 但注意对于可变对象list1[1,2,3]list2list1# list2 指向 list1 指向的同一个列表对象list2.append(4)print(list1)# [1, 2, 3, 4]list1 也被修改了1.5 可变对象 vs 不可变对象1.5.1 与Java对比类型JavaPython不可变String, Integer, Double包装类int, str, tuple, float, bool可变ArrayList, HashMap, StringBuilderlist, dict, set特点基本类型值传递对象引用传递一切皆引用可变性决定行为1.5.2 可变对象# 可变对象创建后可以修改# list, dict, set# 示例1列表lst[1,2,3]print(id(lst))# 4389562048lst.append(4)# 原地修改print(id(lst))# 4389562048相同地址# 示例2字典d{a:1}print(id(d))# 4389562048d[b]2# 原地修改print(id(d))# 4389562048相同地址# 示例3集合s{1,2,3}print(id(s))# 4389562048s.add(4)# 原地修改print(id(s))# 4389562048相同地址1.5.3 不可变对象# 不可变对象创建后不能被修改# int, float, bool, str, tuple, frozenset# 示例1整数x10print(id(x))# 140735892123456x1# x 指向新的对象 11print(id(x))# 140735892123488不同地址# 示例2字符串shelloprint(id(s))# 4389562048s world# 创建新字符串print(id(s))# 4389563088不同地址# 示例3元组t(1,2,3)# t[0] 10 # ❌ TypeError: tuple object does not support item assignment1.6 深拷贝与浅拷贝1.6.1 与Java对比操作JavaPython引用赋值List b a;b a浅拷贝new ArrayList(a)a[:] 或 a.copy()深拷贝手动递归或使用序列化copy.deepcopy(a)1.6.2 深拷贝Deep Copy深拷贝特点完全独立不影响原始对象importcopy original[1,2,[3,4]]deepcopy.deepcopy(original)deep[0]100deep[2][0]300print(original)# [1, 2, [3, 4]]print(deep)# [100, 2, [300, 4]]1.6.3 浅拷贝Shallow Copy浅拷贝特点创建新对象但只复制最外层嵌套对象仍然是引用importcopy# 方式1切片shallow1original[:]# 方式2list()构造函数shallow2list(original)# 方式3copy模块shallow3copy.copy(original)original[1,2,[3,4]]shalloworiginal.copy()# 或 original[:]shallow[0]100# 不影响 originalshallow[2][0]300# 影响 original因为嵌套列表是引用print(original)# [1, 2, [300, 4]]print(shallow)# [100, 2, [300, 4]]二、字符串2.1 字符串的定义方式# 单引号nameAlice# 双引号nameAlice# 三引号多行字符串messageThis is a multi-line string.# 包含引号的字符串descriptionHe said, Python is awesome!descriptionIts a beautiful day.2.2 字符串常用方法text Hello, Python World! # 大小写转换print(text.upper())# HELLO, PYTHON WORLD! print(text.lower())# hello, python world! print(text.title())# Hello, Python World! print(text.capitalize())# hello, python world! print(text.swapcase())# hELLO, pYTHON wORLD! # 去除空白print(text.strip())# Hello, Python World!print(text.lstrip())# Hello, Python World! print(text.rstrip())# Hello, Python World!# 查找与替换print(text.find(Python))# 9索引位置print(text.index(Python))# 9索引位置找不到会报错print(text.replace(Python,Java))# Hello, Java World! print(text.count(o))# 3出现次数# 分割与连接wordstext.split()# [Hello,, Python, World!]joined-.join(words)# Hello,-Python-World!# 判断print(text.startswith( Hello))# Trueprint(text.endswith(! ))# Trueprint(123.isdigit())# Trueprint(abc.isalpha())# Trueprint(abc123.isalnum())# Trueprint( .isspace())# True2.3 f-string格式化first_nameadalast_namelovelacefull_namef{first_name}{last_name}print(fHello,{full_name.title()}!)# 输出Hello, Ada Lovelace!# 格式化数字pi3.1415926print(fPi {pi:.2f})# Pi 3.14print(fPi {pi:.4f})# Pi 3.1416# 对齐和填充print(f{left:10})# left print(f{right:10})# rightprint(f{center:^10})# center print(f{center:*^10})# *center***# 千分位分隔符number1234567print(f{number:,})# 1,234,567旧式格式化方法nameAliceage25# format()方法print(My name is {} and I am {} years old..format(name,age))# 位置参数print(My name is {0} and I am {1} years old..format(name,age))# 关键字参数print(My name is {n} and I am {a} years old..format(nname,aage))# %格式化最古老print(My name is %s and I am %d years old.%(name,age))三、数字3.1 整数# 整数运算23# 53-2# 12*3# 63/2# 1.5Python 3中/总是返回浮点数3//2# 1整除类似Java的/3%2# 1取余2**3# 8乘方10**6# 10000003.2 浮点数0.10.2# 0.30000000000000004浮点数精度问题# 处理精度问题fromdecimalimportDecimal,getcontext getcontext().prec6resultDecimal(0.1)Decimal(0.2)print(result)# 0.33.3 类型转换# 字符串转数字ageint(25)pricefloat(19.99)# 数字转字符串str_agestr(25)str_pricestr(19.99)# 浮点数转整数截断小数int(3.7)# 3int(-3.7)# -3# 四舍五入round(3.7)# 4round(3.2)# 3round(3.14159,2)# 3.14
