1.3　Python中的简单数据类型

Python支持原始数据类型，例如数字（整数、浮点数和指数）、字符串和日期等。Python还支持更复杂的数据类型，例如列表（或数组）、元组和字典，所有这些都将在第3章中讨论。接下来的几节将讨论一些Python基本数据类型，并通过相关的代码示例说明如何对这些数据类型执行不同的操作。

1.3.1　数字

与其他编程语言类似，Python提供了简洁明了的算术操作。以下是关于整数算术操作的例子：

下面的例子将数字分配给两个变量并计算其乘积：

下面的例子是关于整数的算术操作：

注意，两个整数的除法（“/”）实际上是“截断”，即仅保留整数结果。下面的例子将浮点数转换为指数形式：

int()函数和float()函数可将字符串转换为数字：

其输出如下：

另外，还可以使用eval()函数：

如果要转换非有效整数或浮点数的字符串，Python会引发异常，因此建议将代码放在try/except块中（本章稍后讨论）。

1. 使用其他底数

Python中的数字以10为底数（默认），但你也可以将数字转换为其他底数。例如，下面的代码块将变量x的初始值设为1234，然后分别以2、8和16为底数表示：

如果要隐藏0b、0o或0x前缀，可以使用format()函数：

负整数用负号作为标识：

2. chr()函数

Python的chr()函数用一个正整数作为形参，并将其转换为对应的字母值（如果存在）。字母A到Z的十进制表示形式为65到91（对应于十六进制的41到5b），小写字母a到z的十进制表示形式为97到122（十六进制为61到7b）。

下面是使用chr()函数打印大写字母A的示例：

下面的代码打印一系列整数的ASCII值：

注意：Python 2使用ASCII字符串，而Python 3使用UTF-8。

你可以用以下代码来表示一定范围内的字符：

但下面的等效代码更加直观：

如果要显示小写字母的结果，请将上面的(65,91)更改为以下任意一条语句：

3. Python中的round()函数

Python的round()函数可以将十进制值舍入到最接近的精度：

4. 在Python中格式化数字

Python允许在打印十进制数字时指定小数精度的位数，如下所示：

5. 使用分数

Python支持Fraction()函数（在fractions模块中定义），该函数接受两个整数，分别代表分数的分子和分母（分母必须为非零）。这里显示了几个在Python中定义和使用分数的示例：

在深入研究适用于字符串的Python代码之前，下一节将简要讨论Unicode和UTF-8两种字符编码。

1.3.2　字符串

1. Unicode和UTF-8

Unicode字符串由介于0到0x10ffff之间的数字序列组成，其中每个数字代表一组字节。编码是将Unicode字符串转换为字节序列的方式。在各种编码中，通用转换格式(Unicode Transformation Format，UTF)-8格式可能是最常见的，也是许多系统的默认编码。UTF-8中的数字8表示编码使用8位数字，而UTF-16使用16位数字（但是这种编码不太常见）。

ASCII字符集是UTF-8的子集，因此可以将有效的ASCII字符串读取为UTF-8字符串，而无须任何重新编码。此外，Unicode字符串也可以转换为UTF-8字符串。

使用Unicode

Python支持Unicode，这意味着你可以使用不同的语言表示字符。Unicode数据能以与字符串相同的方式被存储和处理。Unicode字符串可以通过添加前缀字母“u”来创建，如下所示：

通过指定特殊字符的Unicode值，可以在字符串中包含特殊字符。例如，在Unicode字符串中嵌入一个空格（其Unicode值为0x0020）：

清单1.1说明了如何显示日语字符串和中文（普通话）字符串。

清单1.1　Unicode1.py

清单1.1的输出结果如下：

本章后面将介绍如何使用内置的Python函数对文本字符串进行“切片”。

2. 处理字符串

Python 2中的字符串是一系列的ASCII编码字节，你可以使用“+”运算符连接两个字符串。下面的代码示例说明了如何打印一个字符串，然后连接两个单字母字符串：

你可以使用“+”或“*”来连接相同的字符串，如下所示：

可以把字符串赋值给变量，并用print命令打印：

也可以“解压缩”字符串当中的字母，并赋值给变量，如下所示：

上述代码片段展示了提取文本字符串中的字母是非常简单的。第3章将介绍如何“解压缩”其他Python数据结构。

还可以从字符串中提取子字符串，如下所示：

但如果你试图将两个字符串“相减”，则会报错：

Python中的try/except结构（本章后面会讨论）可以更优雅地处理上述异常情况。

（1）字符串的比较

lower()和upper()方法可以将字符串分别转换为小写和大写，如下所示：

lower()和upper()方法在比较两个不区分大小写的ASCII字符串时很有用。清单1.2说明了如何用lower()函数比较两个ASCII字符串。

清单1.2　Compare.py

由于x包含大小写混合的字母，y包含小写字母，因此清单1.2的输出结果为：

（2）在Python中格式化字符串

Python提供了string.lstring()、string.rstring()和string.center()函数来处理文本字符串的位置，其功能分别为左对齐、右对齐和居中。如前面所述，Python还提供了用于高级插入功能的format()方法。

在Python解释器中输入以下命令：

得到如下输出结果：

Python中的未初始化变量和None值

Python区分未初始化变量和None值。前者是尚未分配值的变量，而None值则表示“没有值”。集合和方法通常会返回None值，你可以在条件逻辑中检测None值（见第2章）。

下面将说明如何使用内置的Python函数对文本字符串进行“切片”。

（3）字符串的切片

Python支持用数组表示提取字符串的子字符串（即“切片”）。切片的句法为start:stop:step，其中start、stop和step值都是整数，分别用于指定开始值、结束值和步长。有趣的是，切片的步长可设为-1，表示从字符串的右侧进行操作，而非左侧。

字符串切片的一些示例如下：

上述代码的输出结果为：

后面将介绍如何在一个字符串中插入另一个字符串。

（4）数字和字母字符的检查

Python可以检查字符串中的每个字符，然后判断其是否为真正的数字或字母字符。

清单1.3的CharTypes.py说明了如何确定字符串是否包含数字或字符。如果你尚不熟悉其中的“if”条件语句，请参阅第2章的详细内容。

清单1.3　CharTypes.py

清单1.3首先对一些变量进行了初始化，然后在2个条件判断中使用isdigit()函数检查str1和str2是否为数字，之后使用isalpha()函数检查str3、str4和str5是否为字母字符串。清单1.3的输出结果如下：

（5）在其他字符串中搜索和替换一个字符串

Python提供了在文本字符串中搜索和替换一个字符串的方法。清单1.4的FindPos1.py说明了如何使用find函数搜索一个字符串中是否存在另一个字符串。

清单1.4　FindPos1.py

清单1.4先对变量item1、item2和text进行初始化，然后在字符串text中搜索item1和item2的内容索引。Python中的find()函数返回第一次成功匹配的位置，如果匹配失败，则find()函数返回-1。

清单1.4的输出结果如下：

除了使用find()方法，还可以使用in运算符检查某元素是否存在，如下所示：

清单1.5的Replace1.py说明了如何用一个字符串替换另一个字符串。

清单1.5　Replace1.py

清单1.5首先初始化文本变量，然后打印内容，之后则将字符串文本中出现的“is a”替换为“was a”，再打印修改后的字符串。清单1.5的输出结果如下：

（6）删除开头和结尾字符

Python提供了函数strip()、lstrip()和rstrip()来删除文本字符串中的字符。清单1.6的Remove1.py说明了如何搜索字符串。

清单1.6　Remove1.py

清单1.6首先将字母x和文本变量的内容连接起来，然后打印结果。第三行和第四行代码删除了字符串文本中的前导空格，然后把结果追加到字母x后面。第五行和第六行代码删除了字符串文本中的结尾空格（注意，前导空格已被删除），然后将结果追加到字母x后面。

清单1.6的输出结果如下：

如果要删除文本字符串内的多余空格，请使用前面介绍的replace()函数。下面的示例说明了如何实现这个操作，其中的re模块将在附录A介绍：

上述代码的输出结果如下：

第2章将介绍如何使用join()函数来删除文本字符串中的多余空格。

3. 打印不带换行符的文本

如果想在多条print语句的输出对象之间消除空格和换行符，则可以使用连接或write()函数。

第一种方法是在打印结果之前使用str()函数连接每个字符串对象。例如，在Python中运行以下语句：

它的输出如下：

上面一行即为数字9和255（为十六进制数字0xff的十进制值）以及-3.1的连接。

这里顺便提示，str()函数可以与模块和用户定义的类一起使用。下面的例子涉及Python内置模块sys：

以下代码片段说明了如何使用write()函数显示字符串：

4. 文本对齐

Python提供了对齐文本的方法ljust()、rjust()和center()。ljust()和rjust()函数分别使文本字符串左对齐和右对齐，center()函数使字符串居中。下面的代码示例说明了相关功能：

Python的format()函数可用于对齐文本。使用字符<、>或^，以及所需的宽度数值，可以分别实现文本左对齐、右对齐和居中。以下示例说明了如何指定文本对齐方式：

1.3.3　处理日期

Python提供一系列与日期相关的函数，详细介绍可访问下列网址：

https://docs.python.org/3/library/datetime.html

清单1.7的Datetime2.py脚本，显示了各种与日期相关的值，例如，当前日期和时间、星期、月、年，以及自本纪元(epoch)以来的时间（以秒为单位）。

清单1.7　Datetime2.py

清单1.8是运行清单1.7的代码生成的输出结果。

清单1.8　datetime2.out

Python还可以使用与日期相关的值执行算术计算，如下列代码所示：

字符串转换为日期

清单1.9的String2Date.py说明了如何将字符串转换为日期，以及如何计算两个日期之间的差。

清单1.9　String2Date.py

清单1.9的输出如下所示：