前言

本篇主要介紹基本數(shù)據(jù)類型，以文本進(jìn)度條為例，介紹time庫的使用。
并在最后對蟒蛇繪制的代碼進(jìn)行分析。
（從本篇開始，出現(xiàn)的一些庫中函數(shù)介紹以及部分簡單代碼都將以圖片形式呈現(xiàn)）

讀完本篇，你將了解：
1.方法論
Python語言數(shù)字及字符串類型
2.實(shí)踐能力
初步學(xué)會(huì)編程進(jìn)行字符類操作

本篇將系統(tǒng)介紹：
1.數(shù)字類型及操作（整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、復(fù)數(shù)及相關(guān)函數(shù)）
2.字符串類型及操作（字符串及字符串序號(hào)、操作函數(shù)、類型的格式化）
3.模塊2: time庫的使用（時(shí)間獲取、格式化、程序計(jì)時(shí)應(yīng)用）
4.實(shí)例3:文本進(jìn)度條（簡單開始->單行動(dòng)態(tài)刷新->完整效果）

了解基本數(shù)據(jù)類型之后， 通過字符串、數(shù)字的組合，將能很容易的操作字符，使我們能更好的開展程序設(shè)計(jì)

一、數(shù)字類型及操作

1.整數(shù)類型

與數(shù)學(xué)中整數(shù)的概念一致，可正可負(fù)，沒有取值范圍限制
（1）pow(x,y)函數(shù)∶計(jì)算x的y次方，由于整數(shù)沒有限制，想算多大算多大
（2）4種進(jìn)制表示形式
①十進(jìn)制:1010,99,-217
②二進(jìn)制，以0b或0B開頭:0b010,-OB101
③八進(jìn)制，以0o或0O開頭:0o123,-OO456
④十六進(jìn)制，以0x或0X開頭:0x9a,-0X89

2.浮點(diǎn)數(shù)類型

與數(shù)學(xué)中實(shí)數(shù)的概念一致，帶有小數(shù)點(diǎn)及小數(shù)的數(shù)字
（1）注意:浮點(diǎn)數(shù)取值范圍和小數(shù)精度都存在限制，但常規(guī)計(jì)算可忽略
取值范圍數(shù)量級(jí)約-10^（308） 10^（308）
精度數(shù)量級(jí)：10^-16
（2）不確定尾數(shù)：浮點(diǎn)數(shù)間運(yùn)算存在不確定尾數(shù)，不是bug
①舉例：>>> 0.1 + 0.3輸出0.4
>>> 0.1 +0.2輸出0.30000000000000004
涉及到計(jì)算機(jī)對數(shù)字運(yùn)算的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理
②原理：計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制表達(dá)數(shù)字，Python中采用53位二進(jìn)制表示小數(shù)部分，約10^-16
由于計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制跟十進(jìn)制之間，不存在嚴(yán)格的對等關(guān)系，計(jì)算機(jī)只能截取53位，無限接近0.1
輸出時(shí)只保留16位，之后的并未輸出。故二進(jìn)制與十進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換出現(xiàn)不確定尾數(shù)
（3）round(x, d):對x四舍五入，d是小數(shù)截取位數(shù)
①浮點(diǎn)數(shù)間運(yùn)算及比較用round()函數(shù)輔助
②不確定尾數(shù)一般發(fā)生在10^-16左右，round()十分有效
（4）科學(xué)計(jì)數(shù)法
①格式：使用字母e或E作為冪的符號(hào)，以10為基數(shù)，格式如下:
（a）e（b）表示a*10b
②例如∶4.3e-3 值為0.0043或9.6E5值為960000.0

3.復(fù)數(shù)（僅Python提供）

與數(shù)學(xué)中復(fù)數(shù)的概念一致
（1）定義j=√(-1)，以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建數(shù)學(xué)體系
（2）a+bj被稱為復(fù)數(shù)，其中，a是實(shí)部，b是虛部
（3）z.real獲得實(shí)部、z.imag獲得虛部
（4）客觀說常規(guī)編程中很少使用，但是它卻是進(jìn)行空間變換，尤其是跟復(fù)變函數(shù)相關(guān)的科學(xué)體系中最常用的一種類型

4.數(shù)字類型及操作

操作符是完成運(yùn)算的一種符號(hào)體系
（1）一些基礎(chǔ)操作符

注意：/的結(jié)果保留小數(shù)

（2）對二元操作符的增強(qiáng)型操作符

（3）數(shù)字類型的關(guān)系
類型間可進(jìn)行混合運(yùn)算，生成結(jié)果為"最寬"類型
①三種類型存在一種逐漸"擴(kuò)展"或"變寬"的關(guān)系∶
整數(shù)->浮點(diǎn)數(shù)->復(fù)數(shù)
②例如:123 +4.0 = 127.0 (整數(shù)+浮點(diǎn)數(shù)=浮點(diǎn)數(shù))

5.數(shù)值運(yùn)算函數(shù)

（1）Python提供的一些函數(shù)

（2）數(shù)字類型轉(zhuǎn)換函數(shù)

二、字符串類型及操作

1.字符串類型的表示

（1）字符串：
由0個(gè)或多個(gè)字符組成的有序字符序列
①字符串由一對單引號(hào)或一對雙引號(hào)表示："請輸入帶有符號(hào)的溫度值: "或’C’
②字符串是字符的有序序列，可以對其中的字符進(jìn)行索引（從0開始）
如："請"是"請輸入帶有符號(hào)的溫度值:”的第O個(gè)字符

（2）字符串有2類共4種表示方法
①由一對單引號(hào)或雙引號(hào)表示，僅表示單行字符串
如：“請輸入帶有符號(hào)的溫度值: “或’℃’
②由一對三單引號(hào)或三雙引號(hào)表示，可表示多行字符串（作用而言，也可當(dāng)作注釋使用）
‘’’ Python
語言‘’‘
③如果希望在字符串中包含雙引號(hào)或單引號(hào)呢?
若字符串中出現(xiàn)雙引號(hào)，那么最外層的引號(hào)就要使用單引號(hào)，反之
如："這里有個(gè)雙引號(hào)(”)‘或者"這里有個(gè)單引號(hào)(’)”
④如果希望在字符串中既包括單引號(hào)又包括雙引號(hào)呢?
則用三個(gè)單引號(hào)表示
如：’‘’這里既有單引號(hào)(’)又有雙引號(hào)(")‘’‘
⑤故這4種方法存在冗余，使得字符串中出現(xiàn)單引號(hào)或者雙引號(hào)的處理更方便簡單

（3）字符串的序號(hào)
正向遞增序號(hào)和反向遞減序號(hào)

①使用[ ]獲取字符串中一個(gè)或多個(gè)字符
1）索引∶返回字符串中單個(gè)字符 <字符串>[M]
"請輸入帶有符號(hào)的溫度值: "[0]或者TempStr[-1]
2）切片:返回字符串中一段字符子串 <字符串>[M: N]
“請輸入帶有符號(hào)的溫度值:”[1:3]或者TempStr[0:-1]
（這里之前說過，不再多作贅述）

②字符串切片的高級(jí)用法
使用[M: N:K]根據(jù)步長對字符串切片
1）<字符串>[M: N]，M缺失表示至開頭，N缺失表示至結(jié)尾
如：“o一二三四五六七八九十”[:3]結(jié)果是"O一二"（從最開始到3前一個(gè)為止）
2）<字符串>[M: N: K]，根據(jù)步長K對字符串切片
“o一二三四五六七八九十”[1:8:2]結(jié)果是"一三五七"（從第一位置到第八位置前結(jié)束，步長為2?。?br /> 3）小技巧：將字符串逆序[::-1]
“o一二三四五六七八九十”[::-1]結(jié)果是"十九八七六五四三二一o"
（從最開始到結(jié)尾，步長-1（即從后向前逐一取出），相當(dāng)于逆序）

③轉(zhuǎn)義符
1）轉(zhuǎn)義符表達(dá)特定字符的本意
“這里有個(gè)雙引號(hào)(”)”結(jié)果為：這里有個(gè)雙引號(hào)(")
2）轉(zhuǎn)義符形成一些組合，表達(dá)一些不可打印的含義
如："/b"回退“ /n"換行(光標(biāo)移動(dòng)到下行首)“ /r”回車(光標(biāo)移動(dòng)到本行首)

2.字符串操作符

（1）由0個(gè)或多個(gè)字符組成的有序字符序列

（2）舉例：獲取星期字符串
輸入∶1-7的整數(shù)，表示星期幾
輸出∶輸入整數(shù)對應(yīng)的星期字符串
例如∶輸入3，輸出星期三

weekStr = "星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日"weekId = eval(input("請輸入星期數(shù)字（1-7）："))pos = (weekId-1)*3  # 算出起始索引的位置print(weekStr[pos:pos+3]) # 使用切片操作，將切片結(jié)果返回給用戶

利用操作符改進(jìn)

weekStr = "一二三四五六日"weekId = eval(input("請輸入星期數(shù)字（1-7）："))print("星期"+weekStr[weekId-1])

3.字符串處理函數(shù)

（1）一些以函數(shù)形式提供的字符串處理功能

str和eval是一對對應(yīng)的函數(shù)

這兩個(gè)函數(shù)也是一對對應(yīng)函數(shù)
（2）Unicode編碼
Python字符串的編碼方式
①統(tǒng)一字符編碼，即覆蓋幾乎所有字符的編碼方式
②從0到1114111(Ox10FFFF)空間，每個(gè)編碼對應(yīng)一個(gè)字符
③Python字符串中每個(gè)字符都是Unicode編碼字符，使得Python程序不限于中文英文韓文日文俄文等
④一些有趣的例子：
>>> "1 +1 = 2 " +chr( 10004)輸出’1 +1 = 2 √’

4.字符串處理方法

（1）方法
"方法"在編程中是一個(gè)專有名詞
①"方法"特指（a）.(b)風(fēng)格中的函數(shù)b()
②方法本身也是函數(shù)，但與a有關(guān)，是a能提供的函數(shù)，必須a.b()風(fēng)格使用（面向?qū)ο蟮囊环N使用風(fēng)格）
③字符串及變量也是a，存在一些方法

（2）8個(gè)常用方法（字符串及變量也是a，存在一些方法）

①split()函數(shù)：例子中用逗號(hào)分隔字符串，即只要出現(xiàn)逗號(hào)就會(huì)把字符串拆解為兩個(gè)部分
故A后的逗號(hào)就會(huì)將A多帶帶形成一個(gè)字符串，B同樣。然后將他們放成一個(gè)列表類型返回給用戶
②center()函數(shù)：（對字符串格式進(jìn)行處理）根據(jù)width居中，居中后剩余兩側(cè)填充為fillchar（使打印規(guī)則的輸出處理簡易）
③strip()函數(shù)：去除字符串左右兩側(cè)預(yù)定義字符

5.字符串類型的格式化

格式化是對字符串進(jìn)行格式表達(dá)的方式
（1）字符串格式化使用.format()方法，用法如下:
<模板字符串>.format(<逗號(hào)分隔的參數(shù)>)
（2）槽
相當(dāng)于一個(gè)占位信息符，它使用一對{}來表示，只在字符串中有用
①舉例

1）每一個(gè)槽中所要添加的內(nèi)容與.format方法中對應(yīng)的參數(shù)相一致
2）槽的3個(gè)順序在不指定的情況下默認(rèn)為012
3）將format方法中的參數(shù)按照對應(yīng)順序填到模板字符串的槽中
4）進(jìn)一步可在槽中指定需要添加的參數(shù)的位置

（3）Python語言使用槽機(jī)制加上format方法，來形成字符串的格式化
除參數(shù)序號(hào)之外，如果某一個(gè)槽中確定關(guān)聯(lián)的某一個(gè)參數(shù)，可以對參數(shù)的輸出格式進(jìn)行控制。
在槽內(nèi)部使用格式化的控制標(biāo)記來進(jìn)行格式控制

（4）format()方法的格式控制
①槽內(nèi)部對格式化的配置方式
通過一個(gè)冒號(hào)來引導(dǎo)一些參數(shù)，控制某一個(gè)變量在槽位置的輸出格式
Python一共提供了六種格式控制標(biāo)記

分為兩組記憶
②前三個(gè)參數(shù)為一組，這三個(gè)參數(shù)分別表達(dá)填充、對齊和寬度
基本模式：
1）給出一個(gè)輸出寬度
2）決定即將輸出的這個(gè)參數(shù)在這個(gè)寬度中的對齊方式
3）確定對齊方式之后，若還有空余空間，該填充什么字符
首先要給定填充，其次設(shè)定對齊，最后設(shè)定寬度
4）舉例

第一個(gè)例子中：
在一個(gè)模板字符串中，槽中給出“：=^20”。=指填充符號(hào)，空余空間中填=的單字符
^表明居中對齊（>指右對齊）指的是所放入槽中的format方法中的第0個(gè)參數(shù)以居中對齊方式來顯示
20指輸出寬度
第三個(gè)例子中：
省略填充、對齊，直接給出寬度。默認(rèn)情況下填充為空格，變量左對齊

③后三個(gè)都是與具體的數(shù)字有關(guān)（控制數(shù)字類型輸出）
1）<,>:數(shù)字的千位分隔符（這種情況只有在輸出字符串，但是當(dāng)作數(shù)字給人閱讀的時(shí)候才會(huì)使用）
2）<.精度>:浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)精度或字符串最大輸出長度
3)<類型>:我們以什么樣的類型將變量放到槽中
4）舉例

第一個(gè)例子中：
.2f表示保留兩位小數(shù)并使用千位分隔符
第二個(gè)例子中：
對425以:b的形式輸出二進(jìn)制格式，以:c的形式輸出字符形式（即Unicode編碼形式）
以:d的形式輸出十進(jìn)制格式， 以:o的形式輸出八進(jìn)制格式
以:x的形式輸出十六進(jìn)制格式， 以:X的形式輸出大寫十六進(jìn)制格式
第三個(gè)例子中：
以:e的形式采用科學(xué)計(jì)數(shù)法e形式表示浮點(diǎn)數(shù)， 以:E的形式采用科學(xué)計(jì)數(shù)法E形式表示浮點(diǎn)數(shù)，
以:f的形式采用通常的非科學(xué)計(jì)數(shù)法表示浮點(diǎn)數(shù)， 以:%的形式采用百分號(hào)形式表示浮點(diǎn)數(shù)。

三、time庫的使用

1.time庫基本介紹

（1）time庫是Python中處理時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)庫
①計(jì)算機(jī)時(shí)間的表達(dá)
②提供獲取系統(tǒng)時(shí)間并格式化輸出功能
③提供系統(tǒng)級(jí)精確計(jì)時(shí)功能，用于程序性能分析

（2）使用方法:
import time
time.b()
以此調(diào)用相關(guān)函數(shù)（最典型最直接Python庫的使用方法）

（3）time庫包括三類函數(shù)
①時(shí)間獲取:time() ctime() gmtime()
②時(shí)間格式化并輸出: strftime() strptime()
③程序計(jì)時(shí)（time庫的重要功能）: sleep(), perf_counter()

2.時(shí)間獲取

（1）一些函數(shù)

①時(shí)間戳是一個(gè)很長的浮點(diǎn)數(shù)，表示從1970年1月1日0:00開始，到當(dāng)前這一時(shí)刻為止的，一個(gè)以秒為單位的數(shù)值
②ctime()：給出一個(gè)具體的時(shí)分秒的時(shí)間（time庫中獲取人類譯讀方式時(shí)間的最簡單的函數(shù)）

③gmtime():獲取當(dāng)前時(shí)間，但獲取后生成的格式不一樣，生成的是一種計(jì)算機(jī)程序可以處理的時(shí)間格式
（2）這三個(gè)函數(shù)基本能對獲取來的時(shí)間做所有可能的后續(xù)處理

3.時(shí)間格式化

將時(shí)間以合理的方式展示出來
（1）格式化
①格式化:類似字符串格式化，需要有展示模板
②展示模板由特定的格式化控制符組成（告訴程序輸出的時(shí)間大概是什么樣子）
③實(shí)現(xiàn)時(shí)間格式化的方法：strftime()方法
（2）strftime()

（3）時(shí)間格式化很重要的一點(diǎn)
將計(jì)算機(jī)內(nèi)部時(shí)間中，表達(dá)的年月日時(shí)分秒等相關(guān)的與時(shí)間有關(guān)的信息，用一種變量的形式進(jìn)行合理組合，并合理輸出
通過控制來表達(dá)輸出格式
（4）time庫中的控制符
格式：%+字母

（可回顧剛剛的例子）

（5）strptime()

將一個(gè)字符串變成一個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部可操作的一個(gè)時(shí)間（特定程序中才會(huì)使用）

4.程序計(jì)時(shí)應(yīng)用

（1）程序計(jì)時(shí)應(yīng)用廣泛
①程序計(jì)時(shí)指測量起止動(dòng)作所經(jīng)歷時(shí)間的過程
②測量時(shí)間: perf_counter()（獲取計(jì)算機(jī)中CPU以其頻率運(yùn)行的時(shí)鐘，往往以納秒來計(jì)算,非常精準(zhǔn)）
③產(chǎn)生時(shí)間: sleep()（讓程序休眠或產(chǎn)生一定時(shí)間）

（2）perf_counter()

（3）sleep()

四、實(shí)例4:文本進(jìn)度條

1.需求分析

（1）文本進(jìn)度條
①采用字符串方式打印可以動(dòng)態(tài)變化的文本進(jìn)度條
②進(jìn)度條需要能在一行中根據(jù)程序的運(yùn)行逐漸變化（與時(shí)間有一定關(guān)系）
（2）如何獲得文本進(jìn)度條的變化時(shí)間?
采用sleep()模擬一個(gè)持續(xù)的進(jìn)度

2.“文本進(jìn)度條“簡單的開始

（1）代碼實(shí)現(xiàn)

# TextProBarV1import timescale = 10print("------執(zhí)行開始------")for i in range(scale+1):    a = "*" * i    b = "." * (scale-i)    c = (i/scale)*100    print("{:3.0f}%[{}->{}]".format(c, a, b))    time.sleep(0.1)print("------執(zhí)行結(jié)束------")

①該代碼完成了一個(gè)基本的文本進(jìn)度條框架
②執(zhí)行效果：生成一個(gè)有開始、結(jié)束標(biāo)記，且有一定進(jìn)度百分比表示的進(jìn)度條格式

（2）代碼簡單分析
①引入time庫，使用time庫的sleep()函數(shù)來生成一個(gè)持續(xù)不斷的時(shí)間
②打印“執(zhí)行開始”“執(zhí)行結(jié)束”作為標(biāo)簽
③定義變量scale=10，指文本進(jìn)度條的大概的寬度
④for循環(huán)模擬進(jìn)度：for i in range(n)結(jié)構(gòu)
⑤基本原理：定義休眠時(shí)間，每次循環(huán)都會(huì)打印當(dāng)前進(jìn)度條狀態(tài)，進(jìn)行一個(gè)簡單的休眠
⑥for循環(huán)中的相關(guān)工作：
1）a等于字符（乘號(hào)）與循環(huán)變量i的乘積（字符串與整數(shù)的乘積表示字符串被復(fù)制的次數(shù)）
指當(dāng)前百分比所表達(dá)的信息
2）b等于’."與當(dāng)前剩余的進(jìn)度條的比例之間的乘積
3）a與b構(gòu)成當(dāng)前進(jìn)度比例中，與已經(jīng)執(zhí)行的和未知執(zhí)行的之間的對應(yīng)的（星號(hào)）和‘."兩者之間的關(guān)系
4）變量c等于i除以scale乘以100，輸出與當(dāng)前進(jìn)度條與進(jìn)度相關(guān)的百分比
⑦print函數(shù)設(shè)置三個(gè)槽，在每個(gè)槽中增加了百分比以及相應(yīng)字符串
⑧指向效果如上圖

3.“文本進(jìn)度條“單行動(dòng)態(tài)刷新

（1）單行動(dòng)態(tài)刷新：
刷新的關(guān)鍵是/r
①刷新的本質(zhì)是:用后打印的字符覆蓋之前的字符
②不能換行:print()需要被控制（print()默認(rèn)輸出之后會(huì)換行到下一行）
③要能回退:需要讓打印后光標(biāo)退回到之前的位置/r（輸出字符串之后，光標(biāo)會(huì)移動(dòng)到字符串之后）
（2）代碼實(shí)現(xiàn)

# TextProBarV1import timefor i in range(101):    print("/r{:3}%".format(i), end="")    time.sleep(0.1)

①使用time庫及sleep()函數(shù)，101次的循環(huán)（0%到100%）
②代碼關(guān)鍵：print函數(shù)
輸出信息之后，增加,end=""這樣一個(gè)參數(shù)，可以改變每一次print輸出最后增加的那個(gè)信息
比如在這里我們使end賦值為空字符串，那么print函數(shù)每一次輸出字符串之后，不會(huì)增加換行
只會(huì)把光標(biāo)停留在當(dāng)次輸出字符串的后面
③總結(jié)：若希望輸出的字符串后面增加什么信息，就在end參數(shù)中增加，不希望增加換行，使end賦值為空字符串
④print的第一個(gè)參數(shù)：/r，一個(gè)槽，并給出百分號(hào)
/r：打印輸出之前，它能夠使光標(biāo)退回到當(dāng)前行的行首

4.“文本進(jìn)度條“實(shí)例完整效果

（1）代碼實(shí)現(xiàn)

# TextProBarV3import timescale = 50print("執(zhí)行開始".center(scale//2, "-"))start = time.perf_counter()for i in range(scale+1):    a = "*" * i    b = "." * (scale - i)    c = (i / scale) * 100    dur = time.perf_counter() - start    print("/r{:3.0f}%[{}->{}]{:.2f}s".format(c, a, b, dur), end="")    time.sleep(0.1)print("/n"+"執(zhí)行結(jié)束".center(scale//2, "-"))

（2）代碼分析
與第一段代碼很接近，重點(diǎn)分析修改
①第一個(gè)和最后一個(gè)print，center函數(shù)用-填充在兩側(cè)
②增加計(jì)時(shí)效果：對程序進(jìn)度有更好的展示（程序運(yùn)行開始變量start開始時(shí)間)
③for循環(huán)：保留abc變量，新增dur變量記錄每一次需要打印文本進(jìn)度條時(shí)所消耗的時(shí)間，當(dāng)前時(shí)間減去最開始記錄的時(shí)間
④for中的print函數(shù)：打印文本進(jìn)度條
1）單行刷新效果：最開始增加/r，實(shí)現(xiàn)光標(biāo)向行首的移動(dòng)
2）同時(shí)print函數(shù)要增加end參數(shù)，end賦值為空字符串：每次輸出之后不換行
（3）效果：具有一定格式框架，有進(jìn)度“*”輸出，又有時(shí)間記錄的完整的文本進(jìn)度條
（4）這段代碼覆蓋了字符串處理，覆蓋了數(shù)字處理，時(shí)間庫的使用
效果如圖

5.“文本進(jìn)度條“舉一反三

（1）計(jì)算問題擴(kuò)展
①文本進(jìn)度條程序使用了perf_counter()計(jì)時(shí)
②計(jì)時(shí)方法適合各類需要統(tǒng)計(jì)時(shí)間的計(jì)算問題
③例如︰比較不同算法時(shí)間、統(tǒng)計(jì)部分程序運(yùn)行時(shí)間
（2）進(jìn)度條擴(kuò)展
①在任何運(yùn)行時(shí)間需要較長的程序中增加進(jìn)度條
②在任何希望提高用戶體驗(yàn)的應(yīng)用中增加進(jìn)度條
③進(jìn)度條是人機(jī)交互的紐帶之一
（3）文本進(jìn)度條的不同設(shè)計(jì)函數(shù)（作擴(kuò)展用）

總結(jié)

經(jīng)過本篇的學(xué)習(xí)，可以大致掌握運(yùn)用time庫去實(shí)現(xiàn)基本的文本進(jìn)度條（本篇只是基礎(chǔ)），大家可以嘗試不同的進(jìn)度條設(shè)計(jì)風(fēng)格。善于使用time庫函數(shù)來抓取時(shí)間。
如有錯(cuò)誤，歡迎指正！
注：代碼非原創(chuàng)
下篇將介紹程序的控制結(jié)構(gòu)。
ps（又咕咕了）