Python-Basic Day-1 基本元素（数字、字符串）

一、数字

1.1 一个int型有多大

int类型变为可以存储任意大小的整数，甚至超过64位。Python在处理超大数计算方面不会产生任何错误，这是它的极大优势。

1.2 类型转换

我们可以方便地使用int()函数将其他的python数据类型转换为整型。

>>> int(True)
1
>>> int(False)
0
>>> int(98.6)
98
>>> int(1.0e3)
1000
>>> int('123')
123

int()可以接受浮点数或由数字组成的字符串，但无法接受包含小数点或指数的字符串

>>> int('98.6')
ValueError
>>> int('1.0e3')
ValueError

我们也可以通过float()和str()进行浮点数与字符串的类型转换，略~

1.3 divmod函数

divmod()是Python的一个内置函数，它同时执行除法和取模运算，返回一个包含商和余数的元组。

# 基本整数除法
result = divmod(10, 3)
print(result)        # 输出: (3, 1)
print(type(result))  # 输出: <class 'tuple'>

# 分解获取商和余数
quotient, remainder = divmod(17, 5)
print(f"商: {quotient}")      # 输出: 商: 3
print(f"余数: {remainder}")   # 输出: 余数: 2

二、字符串

2.1 使用 * 复制

在Python中，* 操作有复制序列的功能。

# 使用 * 复制列表元素
original_list = [1, 2, 3]
copied_list = original_list * 3
print(copied_list)  # 输出: [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

# 复制单个元素
single_element = ['hello'] * 5
print(single_element)  # 输出: ['hello', 'hello', 'hello', 'hello', 'hello']

# 使用 * 复制字符串
text = "Python "
repeated_text = text * 3
print(repeated_text)  # 输出: "Python Python Python "

char = "A"
repeated_char = char * 5
print(repeated_char)  # 输出: "AAAAA"

2.2 使用 start:end:step 分片

分片操作（slice）可以从一个字符串中抽取子字符串（字符串的一部分）。

• :提取从开头到结尾的整个字符串
• start: 从start 提取到结尾
• :end 从开头提取到end - 1
• start:end 从 start 提取到end - 1
• start:end:step 从 start 提取到 end - 1，每 step 个字符提取一个

# Python字符串分片（Slice）示例

# 定义示例字符串
s = "PythonProgrammingIsFun"

print("=== 基础分片 ===")
print(s[0:6])      # "Python"     [0到6)
print(s[6:17])     # "Programming" [6到17)
print(s[17:])      # "IsFun"      [17到末尾]
print(s[:6])       # "Python"     [开头到6)
print(s[-5:])      # "IsFun"      [倒数第5到末尾]
print(s[:-5])      # "PythonProgramming" [开头到倒数第5)
print(s[:])        # "PythonProgrammingIsFun" 完整复制

print("\n=== 步长分片 ===")
print(s[::2])      # "Pto rgamn sFn"  每隔1个取1个
print(s[1::2])     # "yhnPormigI u"   从索引1开始每隔1个取1个
print(s[::-1])     # "nuFsIgnimmargorPnohtyP" 字符串反转
print(s[17:6:-1])  # "sIgnimmargorP"  从索引17反向到索引6

print("\n=== 特殊情况 ===")
print(s[100:])     # ""           超出范围返回空字符串
print(s[-100:5])   # "Pytho"      负起点视为0
print(s[3:100])    # "honProgrammingIsFun" 负终点视为末尾

2.3 使用 split分割

split()是Python字符串处理中非常重要的方法，用于将字符串按指定分隔符分割成列表。

基本语法： str.split(sep=None, maxsplit=-1)

@params:

• sep：分隔符，默认为None（使用空白字符作为分隔符）
• maxsplit：最大分割次数，默认为-1（不限制分割次数）

@return: 返回分割后的字符串列表

# 默认按空白字符（空格、制表符、换行符等）分割
text = "Hello World Python Programming"
result = text.split()
print(result)  # 输出: ['Hello', 'World', 'Python', 'Programming']

# 使用逗号分隔
csv_data = "apple,banana,orange,grape"
result = csv_data.split(',')
print(result)  # 输出: ['apple', 'banana', 'orange', 'grape']

2.4 使用 join 合并

join()是Python字符串处理中的一个方法，用于将序列中的元素连接成一个新的字符串。 join()的调用顺序看起来有点别扭，与 split() 相反，我们需要首先指定粘合用的字符串，然后再指定需要合并的列表：string. join(list)

# 使用空字符串连接
chars = ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
word = ''.join(chars)
print(word)  # 输出: 'Python'

# 创建CSV格式数据
items = ['apple', 'banana', 'orange', 'grape']
csv_data = ','.join(items)
print(csv_data)  # 输出: 'apple,banana,orange,grape'

# 创建路径
folders = ['usr', 'local', 'bin']
path = '/'.join(folders)
print(path)  # 输出: 'usr/local/bin'

2.5 使用 replace 替换

replace()是Python字符串处理中常用的方法，用于将字符串中的指定子串替换为新的子串。

# 基本替换
text = "Hello World"
new_text = text.replace("World", "Python")
print(new_text)  # 输出: "Hello Python"
print(text)      # 输出: "Hello World" (原字符串不变)

# 替换单个字符
text = "apple"
new_text = text.replace("a", "A")
print(new_text)  # 输出: "Apple"

# 替换多个字符
text = "I like cats and cats like me"
new_text = text.replace("cats", "dogs")
print(new_text)  # 输出: "I like dogs and dogs like me"

# 替换空字符串（相当于插入）
text = "Hello"
new_text = text.replace("", " ")
print(new_text)  # 输出: " H e l l o "


text = "apple apple apple apple"
# 只替换前2次出现
result2 = text.replace("apple", "orange", 2)
print(result2)  # 输出: "orange orange apple apple"

2.6 其他常用字符串处理函数

find() - 查找子串第一次出现的位置

# 基本语法：str.find(sub[, start[, end]])
text = "Hello World, Hello Python"

# 查找子串
pos1 = text.find("Hello")
print(pos1)  # 输出: 0

pos2 = text.find("World")
print(pos2)  # 输出: 6

# 查找不存在的子串
pos3 = text.find("Java")
print(pos3)  # 输出: -1

# 指定查找范围
pos4 = text.find("Hello", 5)  # 从索引5开始查找
print(pos4)  # 输出: 13

pos5 = text.find("Hello", 5, 10)  # 在索引5-10之间查找
print(pos5)  # 输出: -1 (没找到)

rfind() - 查找子串最后一次出现的位置

text = "Hello World, Hello Python"

# 从右边开始查找
pos1 = text.rfind("Hello")
print(pos1)  # 输出: 13

pos2 = text.rfind("o")
print(pos2)  # 输出: 21

# 查找不存在的子串
pos3 = text.rfind("Java")
print(pos3)  # 输出: -1

# 实际应用：提取文件扩展名
filename = "document.backup.pdf"
dot_pos = filename.rfind(".")
if dot_pos != -1:
    extension = filename[dot_pos + 1:]
    print(f"文件扩展名: {extension}")  # 输出: 文件扩展名: pdf

count() 函数

text = "apple banana apple cherry apple"

# 统计单词出现次数
count_apple = text.count("apple")
print(f"apple出现次数: {count_apple}")  # 输出: apple出现次数: 3

# 在指定范围内统计
count_range = text.count("apple", 10, 25)  # 在索引10-25之间
print(f"指定范围内apple出现次数: {count_range}")  # 输出: 指定范围内apple出现次数: 1

isalnum() 函数 - 检查字符串是否只包含字母和数字

text1 = "Hello123"
print(text1.isalnum())  # 输出: True

text2 = "Hello World"
print(text2.isalnum())  # 输出: False (包含空格)

text3 = "Hello123!"
print(text3.isalnum())  # 输出: False (包含特殊字符)

# 超纲一下：实际应用
def sanitize_filename(filename):
    """清理文件名，移除非法字符"""
    # 只保留字母、数字、下划线和连字符
    cleaned = ''.join(c for c in filename if c.isalnum() or c in ('_', '-', '.'))
    return cleaned

startswith() 和 endswith() 函数

startswith()函数

# 基本语法：str.startswith(prefix[, start[, end]])
text = "Hello World"

# 检查开头
print(text.startswith("Hello"))  # 输出: True
print(text.startswith("World"))  # 输出: False
print(text.startswith("He"))     # 输出: True

# 检查多个可能的前缀
print(text.startswith(("Hello", "Hi", "Hey")))  # 输出: True

# 指定检查范围
print(text.startswith("World", 6))  # 输出: True (从索引6开始)
print(text.startswith("Wo", 6, 8))  # 输出: True (在索引6-8之间)

endswith()函数

# 基本语法：str.endswith(suffix[, start[, end]])
text = "document.pdf"

# 检查结尾
print(text.endswith(".pdf"))     # 输出: True
print(text.endswith(".txt"))     # 输出: False
print(text.endswith("pdf"))      # 输出: True

# 检查多个可能的后缀
print(text.endswith((".pdf", ".doc", ".txt")))  # 输出: True

# 指定检查范围
print(text.endswith("men", 0, 8))  # 输出: True (在索引0-8之间)