慕課網Python入門練習題---

Python中資料型別
整數

Python可以處理任意大小的整數，當然包括負整數，在Python程式中，整數的表示方法和數學上的寫法一模一樣，例如：1，100，-8080，0，等等。
計算機由於使用二進位制，所以，有時候用十六進位制表示整數比較方便，十六進位制用0x字首和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2，等等。

浮點數

浮點數也就是小數，之所以稱為浮點數，是因為按照科學記數法表示時，一個浮點數的小數點位置是可變的，比如，1.23x10^9和12.3x10^8是相等的。浮點數可以用數學寫法，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是對於很大或很小的浮點數，就必須用科學計數法表示，把10用e替代，1.23x10^9就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以寫成1.2e-5，等等。
整數和浮點數在計算機內部儲存的方式是不同的，整數運算永遠是精確的（除法難道也是精確的？是的！），而浮點數運算則可能會有四捨五入的誤差。

字串

字串是以”或”“括起來的任意文字，比如’abc’，”xyz”等等。請注意，”或”“本身只是一種表示方式，不是字串的一部分，因此，字串’abc’只有a，b，c這3個字元。

布林值

布林值和布林代數的表示完全一致，一個布林值只有True、False兩種值，要麼是True，要麼是False，在Python中，可以直接用True、False表示布林值（請注意大小寫），也可以通過布林運算計算出來。
布林值可以用and、or和not運算。
and運算是與運算，只有所有都為 True，and運算結果才是 True。
or運算是或運算，只要其中有一個為 True，or 運算結果就是 True。
not運算是非運算，它是一個單目運算子，把 True 變成 False，False 變成 True。

空值

空值是Python裡一個特殊的值，用None表示。None不能理解為0，因為0是有意義的，而None是一個特殊的空值。
此外，Python還提供了列表、字典等多種資料型別，還允許建立自定義資料型別，我們後面會繼續講到

任務

試一試，在右邊編輯器中，完成以下任務:

1. 計算十進位制整數 45678 和十六進位制整數 0x12fd2 之和。

2. 請用字串表示出Learn Python in imooc。

3. 請計算以下表示式的布林值（注意==表示判斷是否相等）：

   100 < 99

   0xff == 255

注意：使用print命令

print(45678+0x12fd2)
print("Learn Python in imooc")
print(100<99)
print(0xff == 255)
------------------------------------------
123456
Learn Python in imooc
False
True

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Print語句

任務
請用兩種方式列印出 hello, python.

print("hello,python.")
print("hello,"+"python.")
print("hello,","python.")
-----------------------------------------
hello,python.
hello,python.
hello, python.

變數

在計算機程式中，變數不僅可以是數字，還可以是任意資料型別。
在Python程式中，變數是用一個變數名錶示，變數名必須是大小寫英文、數字和下劃線（_）的組合，且不能用數字開頭

任務
等差數列可以定義為每一項與它的前一項的差等於一個常數，可以用變數 x1 表示等差數列的第一項，用 d 表示公差，請計算數列

1 4 7 10 13 16 19 …

前 100 項的和。

x1 = 1
d = 3
s = 0
for i in range(1,101):
    s += x1
    x1 += d

print(s)

請將下面兩行內容用Python的字串表示並列印出來：
Python was started in 1989 by “Guido”.
Python is free and easy to learn.

s = 'Python was started in 1989 by \"Guido\".\nPython is free and easy to learn.'
print(s)

列表

Python內建的一種資料型別是列表：list。list是一種有序的集合，可以隨時新增和刪除其中的元素。
比如，列出班裡所有同學的名字，就可以用一個list表示：

[‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’]
[‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’]
list是數學意義上的有序集合，也就是說，list中的元素是按照順序排列的。
構造list非常簡單，按照上面的程式碼，直接用 [ ] 把list的所有元素都括起來，就是一個list物件。通常，我們會把list賦值給一個變數，這樣，就可以通過變數來引用list：

classmates = [‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’]
classmates # 列印classmates變數的內容
[‘Michael’, ‘Bob’, ‘Tracy’]
由於Python是動態語言，所以list中包含的元素並不要求都必須是同一種資料型別，我們完全可以在list中包含各種資料：

L = [‘Michael’, 100, True]
一個元素也沒有的list，就是空list：

empty_list = []

任務
假設班裡有3名同學：Adam，Lisa和Bart，他們的成績分別是 95.5，85 和 59，請按照 名字, 分數, 名字, 分數… 的順序按照分數從高到低用一個list表示，然後列印出來。

s = ['Adam',95.5,'Lisa',85,'Bart',59]
print(s)

任務
假設新來一名學生Paul，Paul 同學的成績比Bart好，但是比Lisa差，他應該排到第三名的位置，請用程式碼實現。

l = ['Adam','Lisa','Bart']
l.insert(2,'paul')
print(l)
----------------------------------
['Adam', 'Lisa', 'paul', 'Bart']

注意右邊編輯器程式碼中 list 如下：

L = [‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Paul’, ‘Bart’]

Paul的索引是2，Bart的索引是3，如果我們要把Paul和Bart都刪掉，請解釋下面的程式碼為什麼不能正確執行：

L.pop(2)
L.pop(3)

怎樣調整程式碼可以把Paul和Bart都正確刪除掉？

L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']
L.pop()
L.pop()
print(L)

任務
班裡的同學按照分數排名是這樣的：

L = [‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’]

但是，在一次考試後，Bart同學意外取得第一，而Adam同學考了倒數第一。

請通過對list的索引賦值，生成新的排名。

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
L[0]='Bart'
L[-1]='Adam'
print(L)

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Tuple

tuple是另一種有序的列表，中文翻譯為“ 元組 ”。tuple 和 list 非常類似，但是，tuple一旦建立完畢，就不能修改了。

Python之“可變”的tuple

前面我們看到了tuple一旦建立就不能修改。現在，我們來看一個“可變”的tuple：

t = (‘a’, ‘b’, [‘A’, ‘B’])
注意到 t 有 3 個元素：’a’，’b’和一個list：[‘A’, ‘B’]。list作為一個整體是tuple的第3個元素。list物件可以通過 t[2] 拿到：

L = t[2]
然後，我們把list的兩個元素改一改：

L[0] = ‘X’
L[1] = ‘Y’
再看看tuple的內容：

print t
(‘a’, ‘b’, [‘X’, ‘Y’])
不是說tuple一旦定義後就不可變了嗎？怎麼現在又變了？
別急，我們先看看定義的時候tuple包含的3個元素：
當我們把list的元素’A’和’B’修改為’X’和’Y’後，tuple變為：
表面上看，tuple的元素確實變了，但其實變的不是 tuple 的元素，而是list的元素。
tuple一開始指向的list並沒有改成別的list，所以，tuple所謂的“不變”是說，tuple的每個元素，指向永遠不變。即指向’a’，就不能改成指向’b’，指向一個list，就不能改成指向其他物件，但指向的這個list本身是可變的！
理解了“指向不變”後，要建立一個內容也不變的tuple怎麼做？那就必須保證tuple的每一個元素本身也不能變。

dict

我們把名字稱為key，對應的成績稱為value，dict就是通過 key 來查詢 value。
花括號 {} 表示這是一個dict，然後按照 key: value, 寫出來即可。最後一個 key: value 的逗號可以省略。
由於dict也是集合，len() 函式可以計算任意集合的大小：

len(d)
3
注意: 一個 key-value 算一個，因此，dict大小為3。

任務
新來的Paul同學成績是 75 分，請編寫一個dict，把Paul同學的成績也加進去。

d = {
‘Adam’: 95,
‘Lisa’: 85,
‘Bart’: 59
}

d = {

    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59,
    'Paul': 75
}

dict的第一個特點是查詢速度快，無論dict有10個元素還是10萬個元素，查詢速度都一樣。而list的查詢速度隨著元素增加而逐漸下降。
dict的第二個特點就是儲存的key-value序對是沒有順序的！
dict的第三個特點是作為 key 的元素必須不可變

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set

dict的作用是建立一組 key 和一組 value 的對映關係，dict的key是不能重複的。
有的時候，我們只想要 dict 的 key，不關心 key 對應的 value，目的就是保證這個集合的元素不會重複，這時，set就派上用場了。
set 持有一系列元素，這一點和 list 很像，但是set的元素沒有重複，而且是無序的，這點和 dict 的 key很像。
建立 set 的方式是呼叫 set() 並傳入一個 list，list的元素將作為set的元素：

s = set([‘A’, ‘B’, ‘C’])
可以檢視 set 的內容：

print s
set([‘A’, ‘C’, ‘B’])
請注意，上述列印的形式類似 list， 但它不是 list，仔細看還可以發現，列印的順序和原始 list 的順序有可能是不同的，因為set內部儲存的元素是無序的。

因為set不能包含重複的元素，所以，當我們傳入包含重複元素的 list 會怎麼樣呢？

s = set([‘A’, ‘B’, ‘C’, ‘C’])
print s
set([‘A’, ‘C’, ‘B’])
len(s)
3
結果顯示，set會自動去掉重複的元素，原來的list有4個元素，但set只有3個元素。

任務
請用set表示班裡的4位同學：

Adam, Lisa, Bart, Paul

s = set(['Adam','Lisa','Bart','Paul'])

由於set儲存的是無序集合，所以我們沒法通過索引來訪問。

訪問 set中的某個元素實際上就是判斷一個元素是否在set中。

例如，儲存了班裡同學名字的set：

s = set([‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’, ‘Paul’])
我們可以用 in 操作符判斷：

Bart是該班的同學嗎？

‘Bart’ in s
True
Bill是該班的同學嗎？

‘Bill’ in s
False
bart是該班的同學嗎？

‘bart’ in s
False
看來大小寫很重要，’Bart’ 和 ‘bart’被認為是兩個不同的元素。

任務
由於上述set不能識別小寫的名字，請改進set，使得 ‘adam’ 和 ‘bart’都能返回True。

s = set([name.lower() for name in ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']])

set的這些特點，可以應用在哪些地方呢？

星期一到星期日可以用字串’MON’, ‘TUE’, … ‘SUN’表示。
假設我們讓使用者輸入星期一至星期日的某天，如何判斷使用者的輸入是否是一個有效的星期呢？
可以用 if 語句判斷，但這樣做非常繁瑣：
x = ‘???’ # 使用者輸入的字串
if x!= ‘MON’ and x!= ‘TUE’ and x!= ‘WED’ … and x!= ‘SUN’:
print ‘input error’
else:
print ‘input ok’
注意：if 語句中的…表示沒有列出的其它星期名稱，測試時，請輸入完整。
如果事先建立好一個set，包含’MON’ ~ ‘SUN’：
weekdays = set([‘MON’, ‘TUE’, ‘WED’, ‘THU’, ‘FRI’, ‘SAT’, ‘SUN’])
再判斷輸入是否有效，只需要判斷該字串是否在set中：
x = ‘???’ # 使用者輸入的字串
if x in weekdays:
print ‘input ok’
else:
print ‘input error’
這樣一來，程式碼就簡單多了。

任務
請用 for 迴圈遍歷如下的set，列印出 name: score 來。

s = set([(‘Adam’, 95), (‘Lisa’, 85), (‘Bart’, 59)])

s = set([('Adam', 95), ('Lisa', 85), ('Bart', 59)])
for x in s:
    print(x[0],':',x[1])

更新set

由於set儲存的是一組不重複的無序元素，因此，更新set主要做兩件事：
一是把新的元素新增到set中，二是把已有元素從set中刪除。

任務
針對下面的set，給定一個list，對list中的每一個元素，如果在set中，就將其刪除，如果不在set中，就新增進去。

s = set([‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Paul’])
L = [‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’, ‘Paul’]

s = set(['Adam', 'Lisa', 'Paul'])
L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

for i in L:
    if i in s:
        s.remove(i)
    else:
        s.add(i)
print(s)

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函式

任務
sum()函式接受一個list作為引數，並返回list所有元素之和。請計算 1*1 + 2*2 + 3*3 + … + 100*100。

def sum(list):
    s = 0
    for i in list:
        s += i
    return s
l = []
for i in range(1,101):
    l.append(i*i)
print(l)
print(sum(l))

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索引迭代

Python中，迭代永遠是取出元素本身，而非元素的索引。

對於有序集合，元素確實是有索引的。有的時候，我們確實想在 for 迴圈中拿到索引，怎麼辦？

方法是使用 enumerate() 函式：

L = [‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’, ‘Paul’]
for index, name in enumerate(L):
… print index, ‘-‘, name
…
0 - Adam
1 - Lisa
2 - Bart
3 - Paul
使用 enumerate() 函式，我們可以在for迴圈中同時繫結索引index和元素name。但是，這不是 enumerate() 的特殊語法。實際上，enumerate() 函式把：

[‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’, ‘Paul’]
變成了類似：

[(0, ‘Adam’), (1, ‘Lisa’), (2, ‘Bart’), (3, ‘Paul’)]
因此，迭代的每一個元素實際上是一個tuple：

for t in enumerate(L):
index = t[0]
name = t[1]
print index, ‘-‘, name
如果我們知道每個tuple元素都包含兩個元素，for迴圈又可以進一步簡寫為：

for index, name in enumerate(L):
print index, ‘-‘, name
這樣不但程式碼更簡單，而且還少了兩條賦值語句。

可見，索引迭代也不是真的按索引訪問，而是由 enumerate() 函式自動把每個元素變成 (index, element) 這樣的tuple，再迭代，就同時獲得了索引和元素本身。

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生成列表

但是迴圈太繁瑣，而列表生成式則可以用一行語句代替迴圈生成上面的list：

[x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
這種寫法就是Python特有的列表生成式。利用列表生成式，可以以非常簡潔的程式碼生成 list。

寫列表生成式時，把要生成的元素 x * x 放到前面，後面跟 for 迴圈，就可以把list建立出來，十分有用，多寫幾次，很快就可以熟悉這種語法。