Python運算符與if結構

一、昨日回顧

1、回顧昨天的課程內容

略

2、回顧昨天的作業

定義變量，c1 = ‘可樂’，c2 = ‘牛奶’，通過Python代碼把c1內容調整為牛奶，c2調整為可樂。

# 1、定義兩個變量
c1 = '可樂'
c2 = '牛奶'
# 2、使用python將c1和c2的值進行交換（引入第三方變量，如temp）
# 第一步：首先把c2杯中的牛奶放入臨時temp杯子中
temp = c2
# 第二步：把c1中值賦值給c2這個變量（相當於把c1中的可樂倒入c2中）
c2 = c1
# 第三步：把temp杯子中的牛奶倒入c1種
c1 = temp
print(f'1號杯中：{
c1}')
print(f'2號杯中：{
c2}')

二、Python數據類型轉換

1、使用Python實現超市的收銀系統

Python：

name = input('請輸入您要購買商品名稱：')
id = input('請輸入您要購買商品編號：')
price = input('請輸入您要購買的商品價格：')
print(f'您購買了{
name}，商品編號為{
id}，商品價格為{
price}，歡迎下次光臨！')

以上程序雖然可以按照上圖完成程序的正常輸出，但是遺留了一個非常嚴重的問題：這個價格price變量無法參與數學運算（如買了兩個奧利奧，應該是18.5 * 2），原因在於input()方法返回的所有的結果都是str字符串類型。

怎麼解決以上問題呢？ 答：使用數據類型轉換

2、了解Python數據類型的轉換方法

函數說明int(x [,base ])將x轉換為一個整數float(x)將x轉換為一個浮點數complex(real [,imag ])創建一個復數，real為實部，imag為虛部str(x)將對象 x 轉換為字符串repr(x)將對象 x 轉換為表達式字符串eval(str)用來計算在字符串中的有效Python表達式,並返回一個對象tuple(s)將序列 s 轉換為一個元組list(s)將序列 s 轉換為一個列表chr(x)將一個整數轉換為一個Unicode字符ord(x)將一個字符轉換為它的ASCII整數值hex(x)將一個整數轉換為一個十六進制字符串oct(x)將一個整數轉換為一個八進制字符串bin(x)將一個整數轉換為一個二進制字符串

案例1：把用戶輸入的幸運數字，轉換為整型

num = input('請輸入您的幸運數字：')
print(type(num))
# 數據類型轉換，把str字符串類型轉換為int類型
print('-' * 20)
num = int(num)
print(type(num))

以上代碼還可以簡寫為：

num = int(input('請輸入您的幸運數字：'))
print(type(num))

案例2：多種數據類型轉換

# 1、整型轉浮點類型 int => float
num1 = 10
print(float(num1))
print(type(float(num1)))
print('-' * 20)
# 2、浮點類型轉換為整型 float => int，浮點轉整型，其小數點後的數據會丟失！！！
num2 = 18.88
print(int(num2))
print('-' * 20)
# 3、把字符串類型轉換為整型或浮點類型
str1 = '20'
str2 = '10.88'
print(type(int(str1)))
print(type(float(str2)))

案例3：eval()方法的使用，把字符串中的數字轉換為原數據類型

price = input('請輸入您購買商品的價格：')
print(eval(price))
print(type(eval(price)))

str1 = ‘10’ 經過eval(str1) 轉換為int類型

str2 = ‘10.88’ 經過eval(str1) 轉換為float類型

3、總結

數據類型轉換方法一共學了4個方法：

int() ：轉整型

float() ：轉浮點類型

str() ：轉字符串類型

eval() ：把字符串轉換為原數據類型

但是要特別注意：當float浮點類型轉換為int整型時，其小數點後面的數據會丟失，一定要記住這個特性。

三、Python運算符

1、運算案例

需求：用戶手工輸入梯形的上底、下底以及高，能直接通過Python打印出梯形的面積為多少。

2、算術運算符

所謂的算數運算符就是我們日常生活中的加減乘除等待。

運算符描述實例+加1 + 1 輸出結果為 2-減1 - 1 輸出結果為 0*乘2 * 2 輸出結果為 4/除10 / 2 輸出結果為 5//整除9 // 4 輸出結果為 2%取余（取模）9 % 4 輸出結果為 1**冪指數2 ** 4 輸出結果為 16，即2的4次方，2 * 2 * 2 * 2()小括號小括號用來提高運算優先級，即 (1 + 2) * 3 輸出結果為 9

案例1：了解一下算術運算符

num1 = 10
num2 = 2
# 四則運算 + - * /
print(f'加：{
num1 + num2}')
print(f'減：{
num1 - num2}')
print(f'乘：{
num1 * num2}')
print(f'除：{
num1 / num2}')

案例2：和其他編程語言不太相同的幾個算術運算符

num1 = 20
num2 = 6
num3 = 5
# 1、整除
print(f'整除：{
num1 // num2}')
# 2、求余數
print(f'余數：{
num1 % num2}')
# 3、冪指數
print(f'冪指數：{
num2 ** 3}')
# 4、圓括號
print(f'優先級：{
(num1 + num2) * num3}')

3、算術運算符案例：求梯形的面積

知識點：用戶輸入、數據類型轉換以及算術運算符

a = float(input('請輸入上底：'))
b = float(input('請輸入下底：'))
h = float(input('請輸入高：'))
s = (a + b) * h / 2
print(f'梯形的面積：{
s}')

4、賦值運算符

運算符描述實例=賦值將=右側的結果賦值給等號左側的變量

案例1：把某個值賦值給某個變量

num = 10

案例2：多個變量同時進行賦值操作

n = 5
f = 10.88
s = 'hello world'

簡寫為：

n, f, s = 5, 10.88, 'hello world'
print(n)
print(f)
print(s)

案例3：多個變量賦予相同的值

a = 10
b = 10

簡寫為：

a = b = 10

5、復合賦值運算符

復合賦值運算符 = 算術運算符 結合 賦值運算符

復合賦值運算符的計算順序 = 先執行算術運算符，執行完畢後，把結果在賦值給左邊的變量。

案例：綜合案例

i = 1
# 相加並賦值，先加1，然後把結果賦值給左邊的變量
i += 1
print(f'更新後，i的值為：{
i}')
num1 = 9
# 取模並賦值，先求余數，然後在把結果賦值給左邊的變量
num1 %= 2
print(f'更新後，num1的值為：{
num1}')
num2 = 2
# 冪指數並賦值，先求冪指數，然後把結果賦值給左邊的變量
num2 **= 3
print(f'更新後，num2的值為：{
num2}')

6、比較運算符

特別注意：當我們使用比較運算符對兩個變量進行比較時，其返回一個布爾類型的值。

案例：兩個數大小的比較

num1 = 10
num2 = 20
print(num1 > num2) # False
print(num1 < num2) # True
print(num1 >= num2) # False
print(num1 <= num2) # True
print(num1 == num2) # False
print(num1 != num2) # True

7、練習題

練習題1：提示用戶輸入圓的半徑，根據公式S = πr2求圓的面積

r = float(input('請輸入要計算圓的半徑：'))
PI = 3.14
s = PI * r ** 2
print(f'圓的面積為：{
s}')

練習題2：賦值運算 => 輸入身高，體重，求BMI = 體重(kg)/身高(m)的平方。

height = float(input('請輸入您的身高（m）：'))
weight = float(input('請輸入您的體重（kg）：'))
bmi = weight / height ** 2
print(f'您的BMI值為{
bmi}')

8、邏輯運算符（與或非）

not就是取反，只有一個表達式not 表達式，如果表達式為True，則not以後就返回False。反之，則返回True。

講個非誠勿擾的小故事：

① 女孩子要求比較高，要求男孩子必須要有房且有車

表達式1 and 表達式2
當表達式1為True且表達式2為True時，則整個表達式返回結果為True
當表達式1或表達式2中有一個表達式為假，則整個表達式返回結果為False
有房 and 有車 則 牽手成功
有房 and 沒車 則 牽手失敗
沒房 and 有車 則 牽手失敗

② 女孩子要求一般，要求男孩子有房或者有車即可

表達式1 or 表達式2
當表達式1為True或表達式2為True時，則整個表達式返回結果為True
當表達式1與表達式2都為False時，則整個表達式才會返回False
有房 or 有車 則 牽手成功
有房 or 沒車 則 牽手成功
沒房 or 有車 則 牽手成功
沒房 or 沒車 則 牽手失敗

案例：

a = 1
b = 2
c = 3
print((a > b) and (b > c)) # False
print((a > b) or (b > c)) # False
print((a < b) or (b > c)) # True
print(not (a > b)) # True

9、擴展：短路運算

print(3 and 4 and 5) # 5
print(5 and 6 or 7) # 6
4 > 3 and print('hello world') # 輸出hello world

在邏輯運算中，不一定邏輯運算符的兩邊都是純表達式。也可以是數值類型的數據。

Python把0、空字符串和None看成 False，其他數值和非空字符串都看成 True，所以：

① 在計算 a and b 時，如果 a 是 False，則根據與運算法則，整個結果必定為 False，因此返回 a；如果 a 是 True，則整個計算結果必定取決與 b，因此返回 b。

print(3 and 4) # 4
print(0 and 1) # 0

② 在計算 a or b 時，如果 a 是 True，則根據或運算法則，整個計算結果必定為 True，因此返回 a；如果 a 是 False，則整個計算結果必定取決於 b，因此返回 b。 所以Python解釋器在做布爾運算時，只要能提前確定計算結果，它就不會往後算了，直接返回結果。

print(6 or 7) # 6
print(6 and 7 or 8) # 7

10、運算符的優先級

什麼是運算符的優先級？其實我們小學就已經接觸過了，就是在一個表達式中，我們先算誰的問題。

先算乘除，後算加減，有括號的先算括號裡面的。

個人建議：

① 不要把一個表達式寫得過於復雜，如果一個表達式過於復雜，嘗試把它拆分來書寫

② 不要過於依賴運算符的優先級來控制表達式的執行順序，這樣可讀性太差，應盡量使用( )來控制表達式的執行順序

四、if選擇判斷結構

1、if選擇判斷結構作用

在日常開發中，只要有需要進行條件判斷的語句基本上都是選擇判斷結構。

應用場景：

如果年齡大於等於18歲，則可以正常上網。

如果升級考試成績大於60分，則可以順利升級就業班。

2、if選擇判斷結構的基本語法

Java：

if (條件判斷) {

則執行某段代碼...
}

但是Python中，不需要使用這麼多復雜的符號，直接可以編寫條件判斷及執行某段代碼

Python：

if 條件判斷:
則執行某段代碼...
print()

案例代碼：

if True:
print('條件成立執行的代碼1')
print('條件成立執行的代碼2')
# 下方的代碼沒有縮進到if語句塊，所以和if條件無關
print('我是無論條件是否成立都要執行的代碼')

3、if選擇結構案例

需求：定義一個變量age = 18，判斷這個變量是否大於等於18歲，如果滿足條件，則可以上網。

案例1：直接定義判斷，進行條件判斷

age = 18
if age >= 18:
print('滿足18歲要求，可以正常上網')

案例2：上網吧案例升級版

age = int(input('請輸入您的年齡：'))
if age >= 18:
print('滿足18歲要求，可以正常上網')

if選擇原理圖：學編程除了會寫代碼還不行，還要回畫圖（流程圖）

4、if…else…結構

基本語法：

if 條件判斷:
當條件判斷為True時，則執行這個語句段
else:
當條件判斷為False時，則執行這個語句段

案例3：上網吧案例升級升級版，引入else

age = int(input('請輸入您的年齡：'))
if age >= 18:
print('滿足18歲要求，可以正常上網')
else:
print('不滿足18歲要求，回家好好學習，天天向上')

if…else…結構原理圖：

5、if…elif…else多條件判斷結構

如果條件1成立，則執行語句段1

如果條件2成立，則執行語句段2

…

當所有條件都不成立時，則執行else語句段中的內容

if 條件判斷1:
如果此條件為True，則執行這個語句段
elif 條件判斷2:
如果此條件為True，則執行這個語句段
elif ...:
...
else:
如果以上所有條件判斷都不滿足時，則執行這個語句段

案例：

① 中國合法工作年齡為18-60歲，即如果年齡小於18的情況為童工，不合法；

② 如果年齡在18-60歲之間為合法工齡；

③ 大於60歲為法定退休年齡。

# 定義一個變量，接收用戶輸入的年齡
age = int(input('請輸入您的年齡：'))
if age < 18:
print('你還是一個童工，回去好好學習')
elif age >= 18 and age <=60:
print('合法工齡，可以正常工作')
elif age > 60:
print('您已經達到了退休年齡，回家好好休息')
else:
print('信息輸入有誤，請重新輸入')

簡寫形式：

# 定義一個變量，接收用戶輸入的年齡
age = int(input('請輸入您的年齡：'))
if age < 18:
print('你還是一個童工，回去好好學習')
elif 18 <= age <= 60:
print('合法工齡，可以正常工作')
elif age > 60:
print('您已經達到了退休年齡，回家好好休息')
else:
print('信息輸入有誤，請重新輸入')

if多重條件判斷原理圖：

6、if嵌套結構

基本語法：

if 外層條件判斷:
# 如果條件為True，則執行以下語句段
if 內層條件判斷:
# 如果內層條件為True，則執行以下語句段
else:
# 如果條件為False，則執行以下語句段

嵌套結構看起來異常復雜，但是我們在編寫時要遵循一個原則：先編寫外層判斷，所有語句編寫完成後，在編寫內層條件判斷結構。

案例：外層條件①，是否有錢，有錢可以上車。內層條件 ② 判斷是否有空座位，如果有，則可以坐下。

""" 根據條件（是否有錢）判斷是否可以上車 money = 0 沒錢 money = 1 有錢 """
money = 1
seat = 0
if money == 1:
# 有錢，可以上車
print('有錢，可以上車')
# if嵌套（seat = 1代表有空座，seat = 0代表沒有空座）
if seat == 1:
# 有座位，可以坐下
print('有座位，可以坐下')
else:
# 沒有座位，只能站著回家了
print('沒有座位，只能站著回家了')
else:
# 沒錢，只能走路回家了
print('沒錢，只能走路回家了')

五、綜合案例：石頭剪刀布

1、需求分析

參與游戲的角色有兩個（玩家 與 電腦），玩家手工出拳，電腦隨機出拳，根據石頭剪刀布判斷輸贏。

玩家：player（玩家手工輸入石頭、剪刀、布）

電腦：computer（隨機出拳）

輸贏結果很重要，有三種情況：

① 玩家贏

* player：石頭 贏 computer：剪刀

* palyer：剪刀 贏 computer：布

* player：布 贏 computer：石頭

② 平局

只要player 與 computer出拳相等，就代表平局

③ 電腦贏

如果不滿足以上兩個條件，則電腦獲勝！

未知知識點：如何讓計算機隨機出拳 => 隨機

2、代碼實現

確認：if…elif…else多條件分支結構

# 第一步：提示輸入輸入石頭剪刀布，0-代表石頭，1代表剪刀，2代表布
player = int(input('請輸入您的出拳0-代表石頭，1代表剪刀，2代表布：'))
# 第二步：電腦隨機出拳(後續解決)
computer = 1
# 第三步：根據用戶以及計算機的出拳判斷輸贏
# 什麼情況，玩家會贏
# player==0且computer==1 或 palyer==1且computer==2 或 player==2且computer==0
if (player == 0 and computer == 1) or (player == 1 and computer == 2) or (player==2 and computer == 0):
print('玩家獲勝')
elif player == computer:
print('平局')
else:
print('電腦獲勝')

遺留問題：計算機沒辦法隨機出拳

3、隨機出拳

Python語言非常的強大，強大之處就在於其擁有很多模塊（module），這些模塊中擁有很多別人已經開發好的代碼，我們可以直接導入到我們的程序中即可使用。

① import導入模塊

② 通過模塊.方法()調用相關功能

隨機出拳其實就是隨機從0,1,2中選出一個數字

import random
# 調用內部封裝的方法
computer = random.randint(0, 2)

改進猜拳代碼：

import random
# 第一步：提示輸入輸入石頭剪刀布，0-代表石頭，1代表剪刀，2代表布
player = int(input('請輸入您的出拳0-代表石頭，1代表剪刀，2代表布：'))
# 第二步：電腦隨機出拳(後續解決)
computer = random.randint(0, 2)
print(computer)
# 第三步：根據用戶以及計算機的出拳判斷輸贏
# 什麼情況，玩家會贏
# player==0且computer==1 或 palyer==1且computer==2 或 player==2且computer==0
if (player == 0 and computer == 1) or (player == 1 and computer == 2) or (player==2 and computer == 0):
print('玩家獲勝')
elif player == computer:
print('平局')
else:
print('電腦獲勝')

六、三目運算符

1、什麼是三目運算符

在Python中三目運算符也叫三元運算符，其主要作用：就是用於簡化if…else…語句。

2、基本語法

if 條件判斷:
# 語句段1
else:
# 語句段2

轉換為三目運算符：

語句段1 if 條件判斷 else 語句段2

3、三目運算符案例

需求：輸入兩個數值，返回最大值

num1 = 10
num2 = 20
if num1 > num2:
print(f'最大值為{
num1}')
else:
print(f'最大值為{
num2}')

簡化：三目運算符

num1 = 10
num2 = 20
max = num1 if num1 > num2 else num2
print(f'最大值為{
max}')

yer0且computer1 或 palyer1且computer2 或 player2且computer0
if (player == 0 and computer == 1) or (player == 1 and computer == 2) or (player==2 and computer == 0):
print(‘玩家獲勝’)
elif player == computer:
print(‘平局’)
else:
print(‘電腦獲勝’)

# 六、三目運算符
## 1、什麼是三目運算符
在Python中三目運算符也叫三元運算符，其主要作用：就是用於簡化if...else...語句。
## 2、基本語法
```python
if 條件判斷:
# 語句段1
else:
# 語句段2

轉換為三目運算符：

語句段1 if 條件判斷 else 語句段2

3、三目運算符案例

需求：輸入兩個數值，返回最大值

num1 = 10
num2 = 20
if num1 > num2:
print(f'最大值為{
num1}')
else:
print(f'最大值為{
num2}')

簡化：三目運算符

num1 = 10
num2 = 20
max = num1 if num1 > num2 else num2
print(f'最大值為{
max}')