第2章數據類型和常用內置函數學習目標(1)理解標識符和關鍵字的含義；掌握標識符的命名規(guī)則，識別Python常用關鍵字。(2)理解變量的基本概念，掌握變量的聲明和賦值操作方法。(3)掌握常用內置數據類型的使用方法和適用范圍。(4)掌握常用運算符使用方法和運算規(guī)則。(5)理解程序預定義內置函數的意義，掌握常用內置函數的使用方法。(6)學習內置模塊的調用方法，掌握調用模塊中的函數、類或常量的方法。(7)通過課程中的實例學習，培養(yǎng)學生的工匠精神和精益求精的工作態(tài)度。1第2章數據類型和常用內置函數學習重點熟練掌握變量、常用內置數據類型、運算符、內置函數和模塊的使用方法。學習難點理解標識符、關鍵字和變量的概念，區(qū)分內置數據類型的特點和適用范圍，掌握運算符、內置函數和模塊的使用方法，培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度。22.1標識符和關鍵字2.1.1標識符標識符是用于表示變量、函數、類、模塊等程序元素的名稱。在Python中，標識符的命名需遵循以下規(guī)則。(1)標識符的第一個字符必須是字母或下畫線。(2)標識符的其他字符可以包含字母、數字或下畫線。(3)Python嚴格區(qū)分大小寫。例如，myVariable和myvariable被視為不同的標識符。(4)標識符不能與Python的保留關鍵字沖突。32.1.2關鍵字Python中的關鍵字是一組預定義的保留字，具有固定含義和特殊用途。關鍵字的使用方法將在后續(xù)章節(jié)中詳細講解。為避免引起語法錯誤或混淆，關鍵字不應用作標識符。4FalseclassfinallyisreturnNonecontinueforlambdatryTruedeffromnonlocalwhileanddelglobalnotwithaselififoryieldassertelseimportpass

breakexceptinraise

Python中常見關鍵字2.2變量2.2.1變量的聲明和賦值在Python中，變量是引用內存中數據地址的名字，稱標記變量的字符序列為變量名，變量名由用戶定義。變量聲名和賦值的基本格式如下所示。變量名=變量值其中稱“=”為賦值運算符，完成右側的值賦給左側的變量的運算。52.2.1變量的聲明和賦值賦值運算符的示例代碼如下所示。>>>x=10在上述示例中，x是變量的名稱，10是被賦給變量的值。Python根據賦值的值類型來推斷變量的類型。在這個例子中，x被推斷為整數類型。6變量x和整數10在內存中的關系2.2.1變量的聲明和賦值Python在執(zhí)行每條賦值語句時都由以下3個步驟組成。第一步：分配內存空間，存儲整數10。第二步：檢查變量x是否存在，若不存在則創(chuàng)建該變量。第三步：內存中變量x存儲10的單元地址。由此可見，賦值運算符的運算順序是自右向左。72.2.1變量的聲明和賦值Python是一種動態(tài)類型語言，即變量的值在程序執(zhí)行過程中可隨時變化，示例代碼如下所示。>>>x=10>>>print(x)#輸出：10>>>x="誠信">>>print(x)#輸出：誠信在這個示例中，變量x首先被賦值為整數10，然后被重新賦值為字符串“誠信”82.2.1變量的聲明和賦值

下面以變量i、j、m、n為例，變量i、m指向同一個數值3，它們存儲的對象地址相同；j、n指向同一個數值4，它們存儲的對象地址相同。>>>i=3>>>j=4>>>m=3>>>n=j9變量與變量值的內存關系2.2.2變量鏈式賦值鏈式賦值允許同時為多個變量賦予相同的值，其基本語法格式如下所示。變量1=變量2=…=變量n=變量值鏈式賦值的示例代碼如下所示。>>>x=y=z=10示例中變量x、y和z都被賦予了整數10。102.2.3變量多重賦值變量多重賦值方法允許為多個變量賦予不同的值，其基本語法格式如下所示。變量1,變量2,…,變量n=變量值1,變量值2,…,變量值n變量多重賦值的示例代碼如下所示。>>>x,y,z=10,20,30示例中變量x、y和z的賦予的值分別是整數10、20和30。112.2.4序列解包賦值序列解包賦值方法允許從一個序列（如列表或元組）中提取值賦給多個變量，基本語法格式如下所示。變量1,變量2,…,變量n=包含n個元素的序列序列解包賦值的示例代碼如下所示。>>>x,y,z=[1,2,3]示例中列表中的元素1、2、3依次賦值給變量x、y和z。122.2.5交換變量在Python中，可以通過多重賦值的方法交換兩個變量的值，無須使用臨時變量。交換變量的示例代碼如下所示。>>>x=10>>>y=20>>>x,y=y,x #變換變量執(zhí)行上述代碼后，x的值為20，y的值為10。132.2.6刪除變量Python具有垃圾自動回收機制，可以自動回收不再使用的變量所占用的內存。若需要顯式刪除變量，可以使用del語句刪除變量，其基本語法格式如下所示。del變量1,變量2,…,變量n刪除變量的示例代碼如下所示。>>>

delx#刪除變量x，回收其內存空間。再次使用會提示報錯信息“NameError:name'x'isnotdefined”>>>dela,b #刪除變量a、b，回收其內存空間142.3內置數據類型Python內置了多種數據類型，用以表示和處理各類數據。Python常用的內置數據類型包括數值類型、布爾類型、字符串類型、列表類型、元組類型、集合類型、字典類型、二進制序列類型等。152.3.1數值類型Python數值類型是用于表示數字的類型，包含整數型（int）、浮點數型（float）和復數型（complex）。162.3.1數值類型1)整數整數是不包含小數和小數點的數字，可以用十進制、二進制、八進制和十六進制數表示。十進制整數是基數為10的數字系統(tǒng)，是Python默認的整數類型。例如，41、100、-3等。二進制整數是基數為2的數字系統(tǒng)，只包含0和1的整數。在Python中使用0b或0B作為前綴來表示二進制數。例如，0b101001、0B1100100等。八進制整數是基數為8的數字系統(tǒng)，包含0到7共8個數字的整數。在Python中使用0o或0O作為前綴表示八進制數。例如，0o51、0O144等。十六進制整數是基數為16的數字系統(tǒng)，包含數字0~9和字母A~F（或a~f）共16個數字的整數。在Python中使用0x或0X作為前綴表示十六進制數。例如，0x29、0X64等。172.3.1數值類型2)浮點數包含小數的數字會生成浮點數。例如，3.14、-0.5等。浮點數也可以使用科學記數法來表示，其中使用字母e或E表示指數部分以10為底。例如，1.23e6表示1.23×106、2.5E-3表示2.5×10-3。3)復數復數由實數部分和虛數部分構成。在Python中用形如a+bj、a+bJ或者complex(a,b)的形式表示，其中a是實部，b是虛部，j表示虛數單位。例如，1+2j、complex(1,2)等。182.3.2布爾類型

布爾（bool）類型包含True（邏輯真）和False（邏輯假）兩個邏輯值。在Python中，布爾類型是基于整數類型實現的，True對應整數值1，False對應整數值0。在邏輯運算中，0被視為False，非零值被視為True。192.3.3字符串類型字符串（str）類型由字符序列組成的不可變序列，其中可以包含字母、數字、符號和空格等字符。字符串常量可以通過一對單引號（'）、雙引號（"）、三重單引號（'''）或三重雙引號（"""）定義，其中三重引號定義的字符串可以跨越多行。示例代碼如下所示。>>>s1='中國空間站‘ #定義變量s1,初始值是字符串'中國空間站'>>>s2="ChineseDream“ #定義變量s2,初始值是字符串'ChineseDream'202.3.3字符串類型

接上頁>>>s3='''ShenzhouXIII''' #定義變量s3,初始值是字符串'Shenzhou\nXIII'>>>s3 #顯示字符串變量s3，其中包含轉義字符\n'Shenzhou\nXIII'>>>print(s3) #輸出字符串變量s3，轉義字符\n在輸出過程中實現換行ShenzhouXIII212.3.3字符串類型

在字符串中，特殊字符如換行符和制表符可以用轉義字符來表示。轉義字符以反斜線（\）開頭，在字符串中進行轉義。22轉義字符含義\\反斜杠（\）\'單引號（'）\"雙引號（"）\bASCII退格符\fASCII換頁符\nASCII換行符\rASCII回車符\tASCII水平制表符\0oo八進制數字符oo字符\xhh十六進制數hh字符常用的轉義字符2.3.3字符串類型

轉義字符的使用示例代碼如下所示。>>>#使用print函數輸出包含單引號和水平制表符的字符串>>>print('China\'s\t\'NewEra\'')China's 'NewEra'232.3.4列表類型列表類型（list）是由0到多個元素構成的可變序列，每個元素允許是任意數據類型。列表使用方括號（[]）表示，每個元素之間用逗號（,）分隔。

示例代碼如下所示。>>>L1=[1,2,3] #定義列表型變量L1,每個元素均為整數>>>L2=[] #包含0個元素的列表稱為空列表>>>L3=[3.14,True,['a','b']] #包含不同類型元素的列表>>>print(L1,L2,L3) #使用print函數輸出三個變量的值[1,2,3][][3.14,True,['a','b']]242.3.5元組類型元組類型（tuple）是由0到多個元素構成的不可變序列集合，與列表類似，但一旦創(chuàng)建就不能修改。元組用圓括號（()）表示，每個元素之間用逗號（,）分隔。定義元組變量的示例代碼如下所示。>>>t1=(2,4,'China',[True,6]) #

定義元組型變量t1,元組中的元素可以包含各種數據類型>>>t2=() #包含0個元素的元組稱為空元組>>>t3=(8,) #元組中只有1個元素時,后面的逗號不能省略>>>print(t1,t2,t3) #使用print函數輸出三個變量的值(2,4,'China',[True,6])()(8,)252.3.6集合類型集合類型（set）表示無序的元素集合，每個元素只能是不可變數據類型，如數值類型、字符串類型、元組類型等。集合類型使用花括號（{}）表示，每個元素之間用逗號（,）分隔，不允許出現重復元素。定義集合類型變量的示例代碼如下所示。>>>s1={1,"2",(3,4)}#定義集合類型變量s1,元素只能包含不可變數據類型>>>s2={} #包含0個元素的集合稱為空集合>>>s3={3,4,3,5} #集合中只保留第一個重復的元素>>>print(s1,s2,s3){'2',1,(3,4)}{}{3,4,5}262.3.7字典類型字典類型（dict）中的元素由鍵（key）和值（value）成對構成的數據結構，因此字典元素也被稱為鍵值對。字典類型使用花括號（{}）表示，每個鍵值對之間用逗號分隔，鍵和值之間用冒號（:）分隔。字典的鍵必須是不可變的數據類型，如字符串、數字或元組。同一個字典中的鍵不能重復，值可以是任意數據類型。定義字典類型變量的示例代碼如下所示。>>>d1={'name':'John','age':30} #定義字典類型變量d1,包含兩個鍵值對>>>d1 #字典類型變量d1的值{'name':'John','age':30}272.3.7字典類型接上頁>>>#定義字典類型變量d2,重復的鍵會覆蓋前面的鍵值對>>>d2={'name':'張三','age':30,'name':'李四','age':40}>>>d2

#字典類型變量d2的值{'name':'李四','age':40}282.3.8二進制序列類型二進制序列類型用于表示二進制數據，其中字節(jié)串（bytes）是一種不可變的二進制序列，由一系列的字節(jié)組成，每個字節(jié)的值范圍是0到255。字節(jié)串使用前綴字符b引導字符串。定義字節(jié)串常量的示例代碼如下所示。>>>#定義字節(jié)串常量，默認使用UTF-8編碼處理>>>b'\x4b\x75\x61\x46\x75\x20\x4e\x6f\x2e\x31'b'KuaFuNo.1'示例中b'KuaFuNo.1'表示字節(jié)串，其中每個字符都由一個字節(jié)表示。與字符串不同，字節(jié)串用于處理和傳輸二進制數據，常用于文件讀寫、網絡通信和加密等場景。292.4運算符

運算符是執(zhí)行各類操作的特殊符號或關鍵字，它們可以對變量、常量和表達式進行處理，以生成新的值或執(zhí)行特定的計算。Python提供了多種類型的運算符，包括算術運算符、賦值運算符、比較運算符、邏輯運算符等。302.4.1算術運算符用于處理四則運算的符號被稱為算術運算符，是加法、減法、乘法、除法、乘方等運算的統(tǒng)稱。Python的算術運算符如表2-2所示。31運算符功能表述優(yōu)先級+加法運算3級-減法運算*乘法運算2級/除法運算//整除運算%模運算**冪運算1級Python的算術運算符2.4.1算術運算符(1)加法（+）/減法（-）/乘法（*）/除法（/）運算符完成兩個數加、減、乘和除運算。當運算對象全為整數或浮點數時，+、-、*的運算結果分別為整數或浮點數；當運算對象混合，運算結果為浮點數；除法運算結果總是浮點數。示例代碼如下所示。>>>6+28>>>8-2.06.032>>>3*3.14159.4245>>>4/22.02.4.1算術運算符(2)整除（//）運算

一個數除以另一個數，運算結果為不大于商的最大整數部分。

示例代碼如下所示。>>>7//32>>>-7//-3233>>>-7//3-3>>>7//-3-32.4.1算術運算符(3)模（%）運算假設c=a//b，r=a%b，則r=a–c*b。示例代碼如下所示。>>>7%31>>>-7%-3-134>>>-7%32>>>7%-3-22.4.1算術運算符(4)冪（**）運算使用a**b計算ab，其中a、b可為整數或者浮點數。示例代碼如下所示。>>>2**38>>>2.5**26.25352.4.1算術運算符(4)冪（**）運算Python中的冪運算符與其余6個算術運算符運算方向不同，冪運算具有右結合性，因此連續(xù)多個冪運算時計算順序為自右向左。示例代碼如下所示。>>>2**3**2 #計算結果是512，先計算3**2，再計算2**9512362.4.2表達式和算術運算符的優(yōu)先級用變量、常量、運算符和函數調用組成的符合語法規(guī)則的組合被稱為表達式，主要用于計算和生成值。例如，算數表達式(3x+4y)/5+xy/7-((x-5)(2y-1))/x可以組合為的Python表達式為(3*x+4*y)/5+x*y/7-(x-5)*(2*y-1)/x。運算過程遵循算數運算規(guī)則，即首先執(zhí)行括號內的運算，括號可以嵌套，內層括號優(yōu)先被執(zhí)行。算術運算符中冪運算的優(yōu)先級最高，加、減運算符優(yōu)先級最低。372.4.3復合賦值運算符

復合運算符是一類結合算術運算和賦值運算的運算符，目的是簡化代碼。38運算符功能描述示例等價運算+=加法賦值復合運算y+=xy=y+x-=減法賦值復合運算y-=xy=y-x*=乘法賦值復合運算y*=xy=y*x/=除法賦值復合運算y/=xy=y/x//=整除賦值復合運算y//=xy=y//x%=取模賦值復合運算y%=xy=y%x**=冪賦值復合運算y**=xy=y**xPython的復合賦值運算符2.4.4關系運算符關系運算（也稱為比較運算）用于比較兩個實體之間的關系，運算結果反映兩個實體之間的關系是否成立，關系成立則運算結果為True，反之為False。Python中關系運算符優(yōu)先級相同，遵循從左到右的運算順序。39運算符功能描述示例等價運算==等于x==y如果x等于y，則返回True；否則返回False!=不等于x!=y如果x不等于y，則返回True；否則返回False>

大于x>y如果x大于y，則返回True；否則返回False<

小于x<y如果x小于y，則返回True；否則返回False>=大于或等于x>=y如果x大于或等于y，則返回True；否則返回False<=小于或等于x<=y如果x小于或等于y，則返回True；否則返回FalsePython中關系運算符2.4.4關系運算符示例代碼如下所示。>>>3.5>4False>>>True==1 #邏輯值True和False也可以參與數值類型關系運算，其對應的數值分別是1和0。True>>>False==0True>>>3>=FalseTrue402.4.4關系運算符關系運算符還可以對字符串類型進行比較，字符串的大小比較是基于字符的Unicode編碼值進行的。比較操作從兩個字符的第一個字符開始依次比較相同位置的字符的Unicode編碼值，若在比較過程中發(fā)現有字符的編碼值不相等，則比較操作返回相應的結果；如果兩個字符串的所有字符的編碼值都相等，但其中一個字符串的長度較短，則被認為較短的字符串小于較長的字符串。示例代碼如下所示。>>>'abc'<'aBc'False412.4.5邏輯運算符邏輯運算一般用于操作邏輯值（True和False）并生成新的邏輯值結果，邏輯運算可以在條件語句、循環(huán)和邏輯判斷等場景中使用，用于控制程序的流程和邏輯判斷。Python使用關鍵字and、or和not作為邏輯運算符，其中not運算符優(yōu)先級最高，or運算符優(yōu)先級最低。42運算符示例功能描述優(yōu)先級notnotx邏輯非運算，操作數x為True，運算結果為False；操作數x為False，運算結果為True1andxandy邏輯與運算，操作數x和y都為True時，運算結果為True，否則為False2orxory邏輯或運算，操作數x和y都為False時，運算結果為False，否則為True3邏輯運算符及運算規(guī)則2.4.5邏輯運算符

在Python中，除了布爾類型可以作為操作數，數值、字符串、元組、列表、集合、字典等類型也可以參與邏輯運算。0、空字符串和None視為False，其他數值、非空字符串視為True。

示例代碼如下所示。>>>x,y,z=True,True,False #布爾類型變量參與邏輯運算>>>print(notx,xandy,xandz,xory,zorFalse)FalseTrueFalseTrueFalse432.4.5邏輯運算符接上頁>>>x,y,z=0,"",None #0空字符串None參與邏輯運算>>>print(notx,noty,notz)TrueTrueTrue>>>xory #運算結果為變量y的值''442.4.5邏輯運算符在Python中and和or的計算方向是從左到右。如果邏輯運算符號左邊的表達式已經能夠確定整個邏輯運算的值，就不再繼續(xù)計算邏輯運算符號右面部分的表達式，稱這個過程為邏輯運算的短路邏輯。示例代碼如下所示。>>>0and4 #邏輯與運算的短路邏輯0>>>4or0 #邏輯或運算的短路邏輯4452.4.6成員運算符成員運算符用于檢查一個值是否屬于一個序列（如字符串、列表或元組）或者是否屬于一個集合（如字典或集合）。46運算符示例功能描述inainb如果a在序列b中，運算結果為True，否則為Falsenotinanotinb如果a不在序列b中，運算結果為True，否則為FalsePython中成員運算符2.4.6成員運算符成員運算符的示例代碼如下所示。>>>#定義三個變量，類型分別是數值類型、字符串類型和列表類型>>>x,str1,list1=1,'China',[2,'China',3.14]>>>xinlist1 #判斷變量x的值是否在列表類型變量list1中False>>>str1inlist1 #判斷字符串變量str1的值是否在列表類型變量list1中True472.4.7身份運算符

身份運算符用于判斷兩個標識符是否引用自同一個對象，運算結果為邏輯值。48運算符示例功能描述isainb如果變量a和b引用同一個內存空間，運算結果為True，否則為Falseisnotaisnotb如果變量a和b沒有引用同一個內存空間，運算結果為True，否則為FalsePython中身份運算符2.4.7身份運算符

身份運算符用于判斷兩個標識符是否引用自同一個對象，運算結果為邏輯值。使用身份運算符時可以利用id()函數來驗證兩個標識符引用對象是否相同，id函數是返回對象在內存中的地址。示例代碼見下頁492.4.7身份運算符>>>a,b=1,2>>>c=a>>>print(aisnotb,aisc) #變量a和b引用的內存空間不相同，變量a和c引用相同的內存空間TrueTrue>>>print(id(a),id(b),id(c)) #使用id函數查看變量引用內存空間的地址242300553860824230055386402423005538608502.4.7身份運算符

運算符is和==常?；煜?。運算符is用于判斷兩個變量引用的內存空間是否相同，==用于判斷兩個操作數的值是否相等。

示例代碼見下頁。512.4.7身份運算符>>>a=[0,1,2] #定義列表類型變量a>>>b=[1-1,2-1,3-1] #定義列表類型變量b>>>a==b #列表變量a和b的值相同True>>>aisb #列表變量a和b引用的內存空間不相同False522.4.8運算符的優(yōu)先級在Python的表達式中，多類運算符的運算次序取決于它們的優(yōu)先級。優(yōu)先級高的運算符先結合，優(yōu)先級低的運算符后結合。53優(yōu)先級運算符描述1()圓括號2**指數運算3+，-一元運算符，表示數值的正負屬性4*，/，//，%乘法、除法、整除和取模運算符5+，-加法、減法運算符6<，<=，>，>=，!=，==比較運算符7is，isnot身份運算符8in，notin成員運算符9not邏輯非運算符10and邏輯與運算符11or邏輯或運算符12=賦值運算符Python運算符優(yōu)先級2.5內置函數內置函數是編程語言中預先定義的函數，可以直接在程序中使用，無須進行額外的定義或導入。Python的內置函數覆蓋了字符串處理、數學運算、文件操作等領域。內置函數在Python解釋器的底層實現，執(zhí)行效率高于自定義函數，同時簡化了代碼。Python為開發(fā)人員提供了help()函數方便獲取內置函數的詳細用法信息，示例代碼如下所示。542.5內置函數help()函數示例代碼如下所示。>>>help('sys') #獲取sys模塊的幫助信息……顯示幫助信息……>>>help('int') #獲取整數類型的幫助信息……顯示幫助信息……>>>a=[1,2,3]>>>help(a) #獲取列表類型幫助信息……顯示幫助信息……>>>help(a.append) #獲取列表append方法的幫助信息……顯示幫助信息……552.5.1數學相關內置函數1.abs()該函數返回一個數的絕對值，可以接收一個整數或浮點數作為參數；如果參數是一個復數，則返回它的模。函數的基本語法格式如下所示。abs(x)

562.5.1數學相關內置函數1.abs()abs函數示例代碼如下所示。>>>n1=-9>>>n2=3.14>>>abs(n1)9>>>abs(n2)3.14572.5.1數學相關內置函數2.sum()該函數用于計算可迭代對象（例如列表、元組或集合）中所有元素的總和。函數的基本語法格式如下所示。sum(iterable[,number])其中，iterable參數是必選參數，表示可迭代對象，如列表、元組、集合等。參數number為可選參數，表示相加的數值，默認為0。582.5.1數學相關內置函數2.sum()

sum函數示例代碼如下所示。>>>numbers=[1,2,3,4,5]>>>sum(numbers) 15>>>sum(numbers,10)25592.5.1數學相關內置函數3.max()該函數返回給定可迭代對象中的最大值。函數的基本語法格式如下所示。max(x1[,x2][,x3,…])其中，x1為必選參數，其余為可選參數，所有參數要求為同一數據類型。602.5.1數學相關內置函數3.max()max函數示例代碼如下所示。>>>max(3,4,5)5>>>#對多個列表類型數據查找最大值>>>max([1,2,3],[3,4])[3,4]612.5.1數學相關內置函數4.min()該函數返回給定可迭代對象中的最小值。函數的基本語法格式如下所示。min(x1[,x2][,x3,…])其中x1，為必選參數，其余為可選參數，所有參數要求為同一數據類型。622.5.1數學相關內置函數4.min()

min函數示例代碼如下所示。>>>min(3,4,5)3>>>min([1,2,3],[3,4])[1,2,3]632.5.1數學相關內置函數5.divmod()該函數計算給定兩個非負數的商和余數。函數的基本語法格式如下所示。divmod(a,b)其中，參數a和b的商和余數構成的一個元組類型數據。642.5.1數學相關內置函數5.divmod()divmod函數示例代碼如下所示。>>>#10和3的商是3，余數是1，返回結果是元組類型數據>>>divmod(10,3)(3,1)652.5.1數學相關內置函數6.pow()該函數用于計算一個數的冪。函數的基本語法格式如下所示。pow(base,exp[,mod])其中，函數計算參數base的exp次冪；如果參數mod存在，則返回base的exp次冪對mod取余。662.5.1數學相關內置函數6.pow()pow函數示例代碼如下所示。>>>#2的3次冪為8>>>pow(2,3) 8>>>#(2**3)%5=8%5=3>>>pow(2,3,5) 3672.5.1數學相關內置函數7.round()

該函數用于對一個浮點數做四舍五入。

函數的基本語法格式如下所示。round(number[,ndigits])其中，參數number為計算對象；參數ndigits表示保留的小數位數，該參數為整數類型，默認值為0。682.5.1數學相關內置函數7.round()round函數示例代碼如下所示。>>>#對3.14159進行四舍五入，結果為3>>>round(3.14159) 3>>>#對3.14159進行四舍五入并保留兩位小數，結果為3.14>>>round(3.14159,2) 3.14692.5.1數學相關內置函數8.range()

該函數用于生成一個整數類型可迭代對象，它常用于迭代操作。

函數的基本語法格式如下所示。range([start,]stop[,step])其中，所有參數都為整數?？蛇x參數start指定序列的起始值，默認為0。必選參數stop指定序列的終止值，生成序列不包含終止值。可選參數step指定兩個相鄰數之間的間隔，默認為1，不可以為0。702.5.1數學相關內置函數8.range()range函數示例代碼如下所示。>>>a=range(5)

#等價range(0,5)>>>a #變量a是可迭代對象range(0,5)712.5.1數學相關內置函數Python中字符串、列表、元組、字典、文件對象等都是可迭代對象，可以通過迭代器順序訪問迭代對象中的元素。使用類型轉換函數可以將函數range()生成的可迭代對象轉換為其他可迭代對象。

示例代碼如下所示。>>>#變量a是可迭代對象，對象中包含5個整數元素，元素值分別是0到4>>>a=range(5) >>>list(a) #轉換為列表類型[0,1,2,3,4]>>>tuple(a) #轉換為元組類型(0,1,2,3,4)722.5.2類型轉換內置函數Python提供了一系列的類型轉換函數，用于將數據從一種類型轉換為另一種類型。這一類函數可以實現基本數據類型的轉換，Python中基本數據類型轉換函數如表所示。73基本格式功能描述及說明示例運行結果bool([x])功能：返回一個邏輯值說明：參數x可為數值、字符串、內置可迭代對象bool("中國")bool(False)TrueFalseint([x])功能：返回一個基于數值或字符串x生成的整數說明：參數x可為數值、整型數值字符串int("10")int(3.14)103float([x])功能：返回從數字或字符串x生成的浮點數說明：參數x可為數值、整型數值字符串float("3.14")3.14Python中基本數據類型轉換函數-12.5.2類型轉換內置函數74基本格式功能描述及說明示例運行結果str([x])功能：返回基于對象x所生成的字符串說明：參數x可為數值、內置可迭代對象str(3.14)str([1,2])'3.14''[1,2]'list([iterable])功能：返回基于可迭代對象iterable生成的列表list("神州")list({'one',1,2})['神','州']['one',1,2]tuple([iterable])功能：返回基于可迭代對象iterable生成的元組tuple("蛟龍")tuple(['two',3,4])('蛟','龍')('two',3,4)dict([iterable])功能：返回基于可迭代對象iterable生成的字典dict([('one',1),('two',2),('three',3)]){'one':1,'two':2,'three':3}set([iterable])功能：返回基于可迭代對象iterable生成的集合set([1,2,3])set("神州"){1,2,3}{'神','州'}Python中基本數據類型轉換函數-22.5.2類型轉換內置函數

在Python中，除了布爾類型可以作為操作數，數值、字符串、元組、列表、集合、字典等類型也可以參與邏輯運算。將0、空字符串和None視為False，其他數值、非空字符串視為True。

示例代碼如下所示。>>>print(bool(0),bool(None),bool(""),bool([]),bool({}))FalseFalseFalseFalseFalse>>>print(bool(-3),bool("龍"),bool((1,2)))TrueTrueTrue752.5.2類型轉換內置函數基本數據類型轉換函數的參數可以省略，省略返回默認值。示例代碼如下所示。>>>print(bool(),int(),float())False00.0>>>print(str(),list(),tuple())#print函數輸出字符串時只顯示界定符內的部分

[]()>>>str()''>>>print(dict(),set()){}set()762.5.2類型轉換內置函數Python提供了各進制之間的數值轉換函數，不同進制之間的數值轉換函數如表所示。77基本格式功能描述示例運行結果hex(x)將整數x轉換為以“0x”為前綴的小寫十六進制字符串x=254hex(x)0xfeoct()將整數x轉變?yōu)橐粋€前綴為“0o”的八進制字符串x=254oct(x)0o376bin()將整數x轉變?yōu)橐粋€前綴為“0b”的二進制字符串x=254bin(x)0b11111110不同進制之間的數值轉換函數2.5.2類型轉換內置函數Python提供了整數和Unicode碼轉換函數，整數和Unicode碼轉換函數如表所示。78基本格式功能描述及說明示例運行結果chr(x)返回整數x在Unicode碼對應字符的字符串格式chr(65)'A'ord(x)返回單個字符構成的字符串x在Unicode中對應的整數值ord('a')97整數和Unicode碼轉換函數2.5.2類型轉換內置函數示例代碼如下所示。>>>x=65>>>type(x) #使用type()函數查看變量x的數據類型<class'int'>>>>y=chr(x)>>>type(y) #查看變量y的數據類型<class'str'>792.5.3其他常用內置函數1.len()該函數獲取對象的長度或元素個數。函數的基本語法格式如下所示。len(seq)其中seq可以是字符串、列表、元組等可迭代對象。802.5.3其他常用內置函數1.len()示例代碼如下所示。>>>len("Hello,World!") #顯示字符串長度12>>>len((1,2,3,4,5)) #顯示元組元素個數5812.5.3其他常用內置函數2.reversed()該函數將序列的元素順序做反轉處理，并返回一個反向迭代器對象。如果需要使用反轉后的結果，可以將其轉換為列表或元組。函數的基本語法格式如下所示。reversed(seq)其中，序列seq可以是字符串、列表、元組等可迭代對象。822.5.3其他常用內置函數2.reversed()示例代碼如下所示。>>>list1=[1,2,3,4,5]>>>temp=reversed(list1) #反轉結果是一個反向迭代器對象，賦值給變量temp>>>reversed_list=list(temp) #將變量temp轉換為列表，賦值給變量reversed_list>>>reversed_list #顯示列表變量元素[5,4,3,2,1]832.5.3其他常用內置函數3.sorted()

該函數用于對可迭代對象進行排序。

函數的基本語法格式如下所示。sorted(iterable[,key=None][,reverse=False])其中，iterable可以是列表、元組、字符串等的迭代對象，該函數返回一個新的已排序的列表。參數key用于指定排序的鍵，默認值為None。參數reverse指定是否對對象iterable進行逆序排序，默認值為False。842.5.3其他常用內置函數3.sorted()

示例代碼如下所示。>>>str1="hello">>>list1=sorted(str1) #對字符串按照Unicode編碼進行升序排序，返回新列表

>>>list1 #顯示新列表元素['e','h','l','l','o']852.5.3其他常用內置函數3.sorted()

示例代碼如下所示。>>>list1=['tea','apple','pear']>>>sorted_list=sorted(list1,key=len,reverse=True)

#按照列表元素長度逆序排序>>>print(sorted_list) #顯示列表['apple','pear','tea']862.5.3其他常用內置函數4.eval()

該函數將具有表達式含義的字符串作為Python表達式進行求值，并返回結果。

函數的基本語法格式如下所示。eval(expression)其中，expression為字符串。872.5.3其他常用內置函數4.eval()

示例代碼如下所示。>>>x,y=2,3>>>exp="x*y">>>result=eval(exp) #將字符串轉換為表達式進行求值，計算結果賦值給變量result>>>print(result) #顯示變量result的值6882.5.3其他常用內置函數5.all()

該函數用于判斷可迭代對象中所有元素是否都為真。

函數的基本語法格式如下所示。all(iterable)其中，iterable可以是列表、元組、字符串等的迭代對象。如果所有元素都為真則返回True，否則返回False。如果可迭代對象為空，all()函數返回True。892.5.3其他常用內置函數5.all()

示例代碼如下所示。>>>tuple1=(2,3,4)>>>all(tuple1) #非0數值、非空字符串視為TrueTrue902.5.3其他常用內置函數接上頁5.all()>>>set1={0,1,2}>>>all(set1) #將0、空字符串和None視為FalseFalse>>>list1=[]>>>all(list1) #對于空的可迭代對象，all()函數返回True。True912.5.3其他常用內置函數6.any()

該函數用于判斷可迭代對象中任一元素是否為真。

函數的基本語法格式如下所示。any(iterable)其中，如果可迭代對象iterable中的任何一個元素為真，則any()函數返回True；如果所有元素都為假（零、空、False），則返回False。如果迭代器為空，返回False。922.5.3其他常用內置函數6.any()示例代碼如下所示。>>>set1={0,'',False,None,'Hello'}>>>any(set1) #非0數值、非空字符串視為TrueTrue932.5.3其他常用內置函數接上頁6.any()>>>tuple1=((0,'',False,None))>>>any(tuple1) #將0、空字符串和None視為FalseFalse>>>list1=[]>>>any(list1) #對于空的可迭代對象，any()函數返回False。False942.6內置模塊

內置模塊也被稱為標準庫，是Python官方提供的一系列功能豐富的函數庫。這些模塊在安裝Python時默認安裝，并通過import語句導入使用。相較于內置函數，內置模塊提供了更為專業(yè)和全面的標準解決方案，能夠應對更為復雜的編程需求。

常見的Python內置模塊如下。(1)math模塊。該模塊包含數學運算相關的函數，如數學函數（sqrt、sin、cos等）、數字運算（ceil、floor、round等）、常數（pi、e等）等。(2)random模塊：該模塊包含生成隨機數的相關函數，如生成隨機整數、隨機浮點數、隨機選取元素等。952.6內置模塊接上頁(3)tutle模塊：該模塊為用戶提供了圖形繪制工具，允許用戶通過簡單的命令繪制各種形狀和圖案，特別適合初學者學習編程和圖形繪制。(4)time模塊：該模塊包含時間相關的函數，如獲取時間戳、格式化時間字符串等。(5)re模塊：該模塊包含正則表達式相關的函數和類，用于在文本中進行模式匹配和搜索。(6)os模塊：該模塊提供與操作系統(tǒng)交互的函數，如文件和目錄操作、環(huán)境變量、進程管理等。(7)sys模塊：該模塊提供與Python解釋器和系統(tǒng)相關的變量和函數，如Python解釋器的版本信息、命令行參數、標準輸入輸出等。962.6.1導入模塊在使用某個模塊中的函數或方法時，首先需要導入該模塊。在Python中使用import語句實現模塊的導入。以下是導入模塊的常用方式。1.導入整個模塊該命名基本語法格式如下所示。importmodule_name該命令方式將整個模塊導入，導入后通過使用module_name.function_name或module_name.variable_name調用模塊中的函數、類或常量。972.6.1導入模塊import語句示例代碼如下所示。>>>importmath #導入math模塊>>>math.pow(3,2) #調用math模塊中pow方法9.0>>>math.pi #調用math模塊中常量pi3.141592653589793982.6.1導入模塊2.導入模塊的特定函數、類或常量

該命名基本語法格式如下所示。frommodule_nameimportfunction_name,class_name,variable_name

這種方式只導入模塊中指定的函數、類或變量，并可以直接使用它們，無須使用模塊名作為前綴。992.6.1導入模塊

示例代碼如下所示。>>>#從math模塊中導入pow方法和常量pi>>>frommathimportpow,pi >>>pow(3,2)9.0>>>pi3.1415926535897931002.6.1導入模塊3.導入指定模塊并指定別名

該命名基本語法格式如下所示。importmodule_nameasalias_name

這種方式將整個模塊導入，并指定一個別名alias_name，在代碼中可以使用別名來代替模塊名。1012.6.1導入模塊

示例代碼如下所示。>>>#導入math模塊，并指定別名為shuxue>>>importmathasshuxue >>>shuxue.sqrt(3) #用別名調用math模塊中sqrt方法1.73205080756887721022.6.1導入模塊4.導入模塊的所有內容

該命名基本語法格式如下所示。frommodule_nameimport*

這種方式將模塊中的所有函數、類和變量導入當前命名空間，可以直接使用它們，無須使用模塊名作為前綴。但是，這種導入方式可能導致命名沖突和不明確性，通常不推薦使用。1032.6.2math模塊math模塊是Python中用于數學運算的重要模塊。它包括數學函數（如sqrt、sin、cos等）、數字運算（如ceil、floor、round等）、常數（如pi、e等）等。一般情況下，返回值均為浮點數。調用該模塊的相關函數或常量，需要使用importmath導入。1042.6.2math模塊math模塊的常用函數和常量如下表所示。105基本格式功能描述及說明示例運行結果e自然對數的基數math.e2.718281828459045pi圓周率math.pi3.141592653589793ceil(x)返回大于等于x的最小整數math.ceil(2.1)3exp(x)返回e的x次冪math.exp(2)7.38905609893065fabs(x)返回x的絕對值math.fabs(-2)2.0factorial(n)返回關于正整數n的階乘math.factorial(4)24floor(x)返回小于等于x的最大整數math.floor(2.8)2fmod(x,y)返回x/y的余數math.fmod(7,3)1.0log(x)返回以e為底x的對數math.log(4)1.3862943611198906log(x,base)返回以base為底x的對數math.log(8,2)3.0math模塊的常用函數-12.6.2math模塊基本格式功能描述及說明示例運行結果log2(x)返回以2為底x的對數math.log2(8)3.0log10(x)返回以10為底x的對數math.log10(100)2.0pow(x,y)返回x的y次冪math.pow(3,4)81.0sqrt(x)返回x的平方根math.sqrt(16)4.0degrees(x)將角度x從弧度轉換為度數math.degrees(0.53)30.36676314193363radians(x)將角度x從度數轉換為弧度math.radians(30)0.5235987755982988cos(x)返回x弧度的余弦值math.cos(0)1.0sin(x)返回x弧度的正弦值math.sin(0.53)0.5055333412048469106math模塊的常用函數-22.6.2math模塊【例2.1】計算半徑長度為2的圓面積。

代碼如下所示。>>>importmath>>>r=2>>>s=math.pi*math.pow(r,2)>>>s12.5663706143591721072.6.3random模塊random模塊提供了一系列生成隨機數的函數，適用于各種隨機化場景。使用importrandom命令可導入該模塊。1.random()

該函數返回[0,1)的隨機浮點數。

示例代碼如下所示。>>>random.random()0.16264661156015836>>>random.random() #兩次調用生成的隨機浮點數不相同0.81783398810831121082.6.3random模塊2.uniform(a,b)

函數的基本語法格式如下所示。uniform(a,b)其中a，b為整數類型的變量或常量。該函數返回[a,b]（或者[b,a]）的隨機浮點數。示例代碼如下所示。>>>random.uniform(1,9)5.754725634589229>>>random.uniform(1,9)

#兩次調用生成的隨機浮點數不相同1.68988261220236421092.6.3random模塊3.randrange()

函數的基本語法格式如下所示。randrange(start,stop[,step])

該函數返回從range(start,stop,step)序列中隨機選擇的一個元素。

示例代碼如下所示。>>>random.randrange(1,10,2)#在1到9的奇數序列中生成隨機數71102.6.3random模塊4.random.randint()

函數的基本語法格式如下所示。random.randint(a,b)其中a，b為整數類型的變量或常量。該函數返回[a,b]范圍內的隨機整數，相當于randrange(a,b+1)。1112.6.3random模塊5.random.choice()

函數的基本語法格式如下所示。random.choice(seq)

該函數從非空序列seq中返回一個隨機元素。集合或字典類型數據不能直接作為參數使用，需要轉換成列表或元組。

示例代碼如下所示。>>>random.choice("Python程序設計")'序'>>>random.choice([1,'a',3.14])'a'1122.6.3random模塊6.random.shuffle()

函數的基本語法格式如下所示。random.choice(seq)該函數隨機打亂序列seq各元素位置。

示例代碼如下所示。>>>list1=list(range(1,8,2)) #生成列表[1,3,5,7]>>>random.shuffle(list1)>>>list1[7,3,5,1]1132.6.3random模塊7.random.seed()

函數的基本語法格式如下所示。random.seed(n=None)

該函數初始化隨機數生成器初始值。參數n用于初始化隨機數生成器的初始值。若n被忽略，則使用當前系統(tǒng)時間作為初始值。若n為相同數值，則隨機選擇對象相同。1142.6.3random模塊random.seed()函數示例代碼如下所示。>>>random.seed(3) #初始化隨機數生成器>>>random.randint(1,100)82>>>random.randint(1,100) #默認是使用時96>>>random.seed(3) #初始化相同的隨機數生成器>>>random.randint(1,100)821152.6.4time模塊time模塊提供了與時間相關的函數和方法，可以用于獲取當前時間、格式化時間、進行時間延遲等操作。使用importtime命令可導入該模塊。1162.6.4time模塊1.time()

該函數返回當前時間的時間戳，即自1970年1月1日以來的秒數。

示例代碼如下所示。>>>time.time() #當前時間為SatApr2710:06:4320241714183603.8019541172.6.4time模塊2.ctime(second)

該函數將時間戳second轉換為表示時間的字符串，參數second為空則返回當前時間的字符串。

示例代碼如下所示。>>>time.ctime(0)'ThuJan108:00:001970'>>>time.ctime()'SatApr2710:07:382024'1182.6.4time模塊3.sleep(second)

該函數可以在程序執(zhí)行過程中暫停指定的秒數，參數second表示暫停的描述。

示例代碼如下所示。>>>time.sleep(2) #暫停2秒1192.6.5turtle模塊turtle模塊為用戶提供圖形界面繪制圖形。該模塊允許用戶在窗口中創(chuàng)建一個畫布并通過控制畫筆來繪制圖形。用戶可以設置畫布屬性、畫筆屬性，并使用各種繪圖命令來創(chuàng)建圖形。使用importturtle命令可導入該模塊。1202.6.5turtle模塊1.設置畫布屬性

在turtle模塊中，畫布是用于繪制圖形的可視化矩形區(qū)域，畫筆可以在該區(qū)域內繪制圖形。模塊中turtle.setup()可以設置畫布的尺寸、位置和其他屬性。該函數的基本語法格式如下所示。turtle.setup(width,height,startx,starty)其中，參數width和height分別表示畫布的寬度和高度。參數如果為整數，表示對應尺寸為多少像素；如果浮點數，表示與計算機屏幕的占有比例，默認值為0.5和0.75。參數startx和starty為表示畫布左上角距屏幕左邊緣和上邊緣的偏移量。None表示窗口水平居中或垂直居中。1212.6.5turtle模塊

示例代碼如下所示。>>>#在屏幕左上角設置畫布，畫布寬為800像素，高為600像素>>>turtle.setup(800,600,0,0)>>>#設置畫布的寬度和高度屏占比為80%和60%，畫布位于屏幕中央>>>turtle.setup(0.8,0.6)1222.6.5turtle模塊2.設置繪圖窗口標題

為了讓繪圖窗口更符合使用者的需要，可以使用turtle.title()函數設置繪圖窗口的標題欄。該函數的基本語法格式如下所示。turtle.title(string)其中，參數string為一個字符串，顯示為繪圖窗口的標題文本。1232.6.5turtle模塊

示例代碼如下所示。>>>turtle.setup(400,300) #設置畫布尺寸和位置>>>turtle.title("HelloTurtle!") #設置繪圖窗口的標題欄124畫布所在的繪圖窗口2.6.5turtle模塊3.設置畫布顏色

使用turtle.bgcolor()函數可以設置畫布的顏色。該函數的基本語法格式如下所示。turtle.bgcolor(color)其中，參數color可以是表示顏色的單詞字符串或對應顏色的十六進制字符串，也可以表示彩色模式。1252.6.5turtle模塊

示例代碼如下所示。>>>turtle.bgcolor("orange") #設置畫布顏色為橘色>>>turtle.bgcolor("#ffff00") #設置畫布顏色為黃色>>>turtle.colormode(255) #設置r，g，b值在0到255之間>>>turtle.bgcolor(255,255,255) #設置畫布顏色為白色>>>turtle.colormode(1) #設置r，g，b值在0到1.0之間>>>turtle.bgcolor(1,0,0) #設置畫布顏色為紅色1262.6.5turtle模塊turtle.colormode(cmode)函數設置三原色r，g，b取值范圍在0到cmode之間，參數cmode可取1.0或者255。當cmode=255時三原色數值是cmode=1時對應值的255倍。

示例代碼如下所示。>>>turtle.colormode(255) #設置r，g，b值在0到255之間>>>turtle.bgcolor(255,192,203) #設置畫布顏色為粉色>>>turtle.colormode(1) #設置r，g，b值在0到1.0之間>>>turtle.bgcolor(255/255,192/255,203/255) #設置畫布顏色為粉色1272.6.5turtle模塊常見顏色單詞和對應十六進制字符串如下表所示。128顏色顏色單詞十六進制r,g,b

cmode=255紅色red#ff0000255,0,0綠色green#00ff000,255,0藍色blue#0000ff0,0,255白色