【Python】小甲鱼2022最新版课程p6-p12——数字类型及其运算&布尔类型&运算符及其优先级笔记

0.改进小游戏

第一个小游戏初始代码：

"""第一个小游戏：猜数字"""
temp = input("不妨猜一下小甲鱼现在心里想的是哪一个数字：")
guess = int(temp)
if guess == 8 :
	print("你是小甲鱼心里的蛔虫！")
   	print("哼，猜中了也没有奖励")
else:
   print("对不起，猜错啦，小甲鱼现在心里想的是8")
print("不玩啦，游戏结束")

改进游戏：

要求：

1. 当用户猜错时，应该给出相应提示大了或者小了
2. 应该提供多次机会给用户
3. 每次运行程序，答案应该是随机的

改进后的小游戏代码：

'''改进第一个游戏'''
import random # 引入random模块
count = 3
answer = random.randint(1, 10) # 生成1-10的伪随机数
while count > 0: #进入
    temp = input("不妨猜一下小甲鱼现在心里想的是哪一个数字(还有{}次机会)：".format(count)) #使用字符串格式或连接使count成为一个参数，guess()函数和print()不一样，不能直接使用拼接
    guess = int(temp)
    if guess == answer:
        print("你是小甲鱼心里的蛔虫！")
        print("哼，猜中了也没有奖励")
        break # 跳出当前循环（仅跳出一层循环）
    else:
        if guess < answer:
            print("小啦！")
        else:
            print("大啦！")
        count = count - 1
print("不玩啦，游戏结束！")

再次改进代码，不用break：

import random
answer = random.randint(1, 10)
# 这里先给guess附赋一个值，一个绝对不等于answer的值
guess = 0
count = 3
print("不妨猜一猜小甲鱼现在心里想的是哪一个数字：", end="")
while guess != answer and count > 0:
    guess = int(input())
    count = count - 1 #用户每输入一次，机会就-1
    if guess == answer :
        print("你是小甲鱼心里的蛔虫！")
        print("哼，猜中了也没有奖励")
    else:
        if guess < answer :
            print("小啦！")
        else:
            print("大啦！")
        if count > 0: # 猜错后判断当前是否还有机会
            print("再试一次吧：", end="")
        else:
            print("机会用光咯T_T")
print("不玩啦，游戏结束！")        

1.数据类型——数字类型

数字类型：整数、浮点数、复数

0.整数

即1、2、3、4、5…之类的整数，其长度是不受限制的，即其有无限大的精度，可以方便地进行大数运算

1.浮点数

即小数，但是需要注意的是：由于其采用IEE754标准来存储浮点数，所以是有一定精度上的误差的 。比如如下例子：

所以直接使用浮点数进行比较要特别注意，可能会出现如下情况：

对于如何精确地计算浮点数，可以使用decimal模块：

如法炮制，创建变量c，之后再进行比较，即可得到相等！

插曲：E记法（即科学计数法），如下图5e-05就是5*10^-5

2.复数

复数包含一个实部和一个虚部。

2.数字运算

其中，需要注意的是：

• x // y ：向下取整（地板除），是取比正常除法所得结果小的最大整数。
  
• 内置函数abs(x)：取绝对值，如果x为复数，则结果为复数的模。
  
• 内置函数int(x)：将x转换为整数，如果传入的x为浮点数，则是只截取整数部分；传入x为字符串，则只能传入包含的是整数的字符串。
  
• 内置函数float(x)：将x转换为浮点数
  
• complex(re, im)：返回一个复数，re是实部，im是虚部，也可以传入字符串，不过+左右不能由空格。
• pow(x, y)的运算结果通常与x ** y是一样的，都是求幂。但是pow(x, y)还支持第三个函数，即pow(x, y, z)，是x^y%z。
  

3.数据类型——布尔类型

布尔类型只有两个值就是True和False。
补充：在Python中，布尔类型就是特殊的整数类型，可以用1代替True，0代替False，如下：

4.逻辑运算符

0.真值测试

Python中任何对象都能直接进行真值测试（测试该对象的布尔类型值为True或者False【使用bool()函数】，用于if或者while语句的条件判断，也可以作为逻辑运算符的操作数。
只有以下内容的真值测试内容是False：
1）定义为False的对象：False, None
2）值为0的数字类型：0, 0.0, 0j,Decimal(0), Fraction(0,1)
3）空的序列和集合：‘’‘’, ‘’, ‘’‘’‘’, (), [], {},set(), range(0)
注：Fraction(0,1)是分子为0，分母为1的有理数。
其他都是当做真！

有图有真相：

1.and和or运算符的短路逻辑（具体见后面）课后作业T5、6

例子：

5.运算符优先级

上题去掉括号后：

如果是从左往右运算的话，答案应该是3呀，但是为啥是4呢？
运算符的运算是有优先级的，具体如下表格（1是优先级最小的，17是最大的）：

由上可知：not or and 的优先级是不同的：not > and > or，所以实际运算顺序，刚好就是像上题加了括号后一样的，所以答案也是4。
再举几个例子：

所以在运算时要考虑优先级，如果不确定就加上()，这样就不用考虑优先级啦！

6.课后作业

0.请问以下代码会打印多少次“我爱鱼C！”

while 'C':
    print('我爱鱼C!')

答：无数次，是个死循环，原因是 while 后边的条件永远为真(True)。
==注意：==在 Python 看来，只有以下内容会被看作假（注意冒号括号里边啥都没有，连空格都不要有！）：False None 0 0.0 0j Decimal(0) Fraction(0,1) ‘’‘’ ‘’ ‘’‘’‘’ () [] {} set() range(0) ，其他一切都被解释为真！

1. 请问以下代码会打印多少次“我爱鱼C！”

i = 10
while i:
    print('我爱鱼C!')
    i = i - 1

答：10次。

2.请写出与 10 < cost < 50 等价的表达式

答：(cost > 10) and (cost < 50)

3.Python3 中，一行可以书写多个语句吗？

可以，如下（语句之间用分号隔开）：

4.Python3 中，一个语句可以分成多行书写吗？

可以，一行过长的语句可以使用反斜杠或者括号分解成几行：

5.请问Python的 and 操作符 和C语言的 && 操作符 有何不同？【该题针对有C或C++基础的朋友】

相同点：
1）and和&&连接的表达式需要同时为真，结果才是真；否则得到的结果就为假。
2）都具有短路逻辑，即当连接多个表达式时只需计算必须要计算的值。可以这么理解，就是expr1 and expr2，如果表达式expr1的值为假，那么后面的表达式expr2不会被计算到，这个表达式的内容直接为假。如果expr1为真，那么会继续判断后面的expr2是否为真，如果为真，那么表达式为真。
不同点：
在C语言中，&&对于结果为真则返回1，对于结果为假则返回0。
比如：1 && 3 = 1,1 && 0 =0；
而在Python中，and并不一定会返回True或者False，而是得到最后一个表达式的值。（同样也应用与or上）
比如：1 and 3 = 3，3 and 1 = 1，1 && 0 =0，True and False = False，False and True = False。

6.听说过“短路逻辑（short-circuit logic）”吗？

答：上题5已经说过。 就是说逻辑操作符有个有趣的特性：在不需要求值的时候不进行操作。（即从左往右，只有当第一个操作数的值无法确定逻辑运算的结果时，才对第二个操作数进行求值。）
举个例子，表达式 x and y，需要 x 和 y 两个变量同时为真(True)的时候，结果才为真。因此，如果当 x 变量得知是假(False)的时候，表达式就会立刻返回 False，而不用去管 y 变量的值。 这种行为被称为短路逻辑（short-circuit logic）或者惰性求值（lazy evaluation），这种行为同样也应用于 or 操作符。实际上，Python 的做法是如果 x 为假，表达式会返回 x的值，否则它就会返回 y 的值（例子参考楼上那题）。

7.尝试写代码实现以下截图功能：

代码：

'''while循环'''
number = int(input("请输入一个整数："))
if number == 0:
    print(0)
elif number > 0:
    i = 1
    while i <= number:
        print(i)
        i = i + 1
else:
    i = -1
    while i >= number:
        print(i)
        i = i - 1

'''for循环'''
number = int(input("请输入一个整数："))
if number == 0:
    print(0)
elif number > 0:
    for i in range(1, number + 1):
        print(i)
else:
    for i in range(number, 0):
        print(number - i - 1)

8. 尝试写代码实现以下截图功能：

'''while循环'''
number = int(input("请输入一个整数："))
if number <= 0:
    print("请输入大于0的整数！")
else:
    while number > 0:
        print(" " * (number - 1), end="")
        print("*" * number)
        number = number - 1

'''for循环'''
number = int(input("请输入一个整数："))
if number <= 0:
    print("请输入大于0的整数！")
else:
    for i in range(number, 0, -1): #第三个参数表示，以-1为增量值【即递减1】，不加的话默认以1递增。
        print(" " * (i - 1), end="")
        print("*" * i)

9.你知道为什么布尔类型(bool)的 True 和 False 分别用 1 和 0 来代替吗？

答：因为计算机只能识别二进制数，所以所有的编程语言最终都会转换成简单的二进制序列给 CPU 按照一定的规则解析。 由于二进制只有两个数：0和 1，因此用 0 和 1 来表示 False 和 True 再适合不过了，因为不用浪费资源在转换的过程上。

10. 使用 int() 将小数转换为整数，结果是向上取整还是向下取整呢？

答：无论是正小数还是负小数，都是直接将小数点后的部分截断对于正小数，比如3.4，则int(3.4)==3，就是向下取整；对于负小数，比如-3.4，则int(-3.4)==-3，就是向上取整。
有图有真相：

11. 我们人类思维是习惯于“四舍五入”法，你有什么办法使得 int() 按照“四舍五入”的方式取整吗？

答：将需要“四舍五入取整”的数据加上0.5就行。
如下所示：

12.取得一个变量的类型，可以使用 type() 和 isinstance()，你更倾向于使用哪个？

答：建议使用 isinstance()，因为它的返回结果比较直接True/False，另外 type() 其实并没有你想象的那么简单。
补充：isinstance() 与 type() 区别：
type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。
如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()。

• isinstance()函数用法：
• type()函数用法：

13.Python3 可以给变量命名中文名，知道为什么吗？

答：Pyhton3 源码文件默认使用utf-8编码（支持中文），这就使得以下代码是合法的：

14.写一个程序，判断给定年份是否为闰年。

答：代码如下：

# 闰年：年份是400的倍数，或者年份是4的倍数但不是100的倍数
year = int(input("请输入年份："))
if year % 400 == 0 or (year % 4 == 0 and year % 100 != 0):
    print(year,"年是闰年！")
else:
    print(year,"年不是闰年！")

15. Python 的 floor 除法使用 “//” 实现，那 3.0 // 2.0 会显示什么内容呢？

答：Python 会义无反顾地执行 floor 除法原则，答案是：1.0。有图有真相：

16.不使用 IDLE，你可以轻松说出 5 ** -2 的值吗？那3 ** 2 ** 3呢？

0.04，也就是 1/25。，幂运算操作符比其左侧的一元操作符优先级高，比其右侧的一元操作符优先级低。例如：-3 ** 2 结果为-9 ，而3 ** -2结果为1/9
所以，python中幂运算符**如果是多个的话，应该先算右边再算左边，也就是从右往左计算。
再所以，print(2 ** 2 ** 32)，是先算后面的，最后算2的几十亿次幂，由于内存不够会导致溢出，程序崩溃；print((2 ** 2) ** 32)，是计算4的32次幂，可以直接算出来。
最后3 ** 2 ** 3 结果为6561。

17.还记得我们上节课那个求闰年的作业吗？如果还没有学到“求余”操作，还记得用什么方法可以“委曲求全”代替“%”的功能呢？

答：用“if year/400 == int(year/400)”这样的方式来“委曲求全”。

18.请写一个程序打印出 0~100 所有的奇数。

'''while循环'''
number = 1
while number <= 100:
    if(number % 2 != 0):
        print(number)
    number = number + 1

'''for循环'''
for i in range(1, 101):
    if i % 2 != 0:
        print(i)
    

19.爱因斯坦的难题。

爱因斯坦曾出过这样一道有趣的数学题：有一个长阶梯，若每步上2阶，最后剩1阶；若每步上3阶，最后剩2阶；若每步上5阶，最后剩4阶；若每步上6阶，最后剩5阶；只有每步上7阶，最后刚好一阶也不剩。
题目：请编程求解该阶梯至少有多少阶？

count = 1
while 1:
    if count % 2 == 1 and count % 3 == 2 and count % 5 == 4 and count % 6 == 5 and count % 7 == 0:
        print("一共有台阶数：", count)
        break
    else:
        count += 1

改进：
1）根据题意，count一定是7的倍数；
2）如果找不到，需要有相关提示呀，所以设置flag作为标志。

flag = 0 
count = 7
while not flag:
	# 因为保证了一定是7的倍数，所以不用加count % 7 == 0
    if count % 2 == 1 and count % 3 == 2 and count % 5 == 4 and count % 6 == 5:
        flag = 1
    else:
        count += 7 #直接+7
if flag == 1:
    print("一共有台阶数：", count)
else:
    print("无解！")

7.再次改进小游戏

要求：当用户输入错误类型的时候，及时提醒用户重新输入，防止程序崩溃。

...
temp = input("不妨猜一下小甲鱼现在心里想的是哪个数字：")
# 这种想法是因为type(1)会返回<class 'int'>，如果type(temp)返回结果一致说明输入是整数。
while type(temp) != type(1):
	print("抱歉，输入不合法，", end='')
    temp = input("请输入一个整数：")
...

或者可能这样：

...
temp = input("不妨猜一下小甲鱼现在心里想的是哪个数字：")
# not操作符的作用是将布尔类型的结果翻转：即取反的意思，not True == Flase
while not isinstance(temp, int):
	print("抱歉，输入不合法，", end='')
	temp = input("请输入一个整数：")
...

以上方法的思路是正确的，不过似乎忽略了一点儿：就是input()的返回值始终是字符串，所以type(temp)永远是<class ‘str’>！
这时候，可以使用字符串内置的一个函数：
s为字符串，s.isdigit() 判断字符串包含的所有字符是否都是数字，为真返回 Ture，否则返回 False。
所以，可以改造如下：

...
temp = input("不妨猜一下小甲鱼现在心里想的是哪个数字：")
while not temp.isdigit():
	print("抱歉，输入不合法，", end='')
	temp = input("请输入一个整数：")
...