终于，学习笔记系列文章与你见面了。作为一个小站全新的非原创系列，我将尝试着探索目前人工智能的创造潜力上限，并在成文的过程中尽可能多地使用生成式人工智能（AIGC）技术。

本次「Python学习笔记」系列文章，全程仅使用了一段 103 字的用户提示词，其余内容均由 OpenAI 的 GPT-3.5 模型生成。

在成文过程中，我使用了独立开发者「方糖」开发的 DeepGPT 程序，这是一个使用 AgentGPT 的提示词在纯前端进行任务分拆和结果输出的程序。

最终，GPT-3.5 模型所创作的内容多达 29536 字，我使用半小时左右的时间进行了文字排版，以使内容符合一个小站的 排版规范 。同时，为了阅读方便，全文将分拆为若干章节发出。

当然，Python 也是我即将在大学学习的内容之一。在日后的学习中，我会根据实际需要对内容进行补充或者简单修改。

由于当前 AIGC 生成的内容的版权归属尚不明朗，本文不加「原创」标签。

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Python常用的变量类型与操作

Python中常见的变量类型，包括数字（int、float）、字符串（str）、列表（list）、元组（tuple）和字典（dict）。

在Python中，变量的类型不需要预先声明，可以根据赋值语句来自动推断。例如：

num = 10  # 整数类型
pi = 3.14  # 浮点型
name = "John"  # 字符串类型
lst = [1, 2, 3]  # 列表类型
tpl = (4, 5, 6)  # 元组类型
dic = {"apple": 1, "orange": 2, "banana": 3}  # 字典类型

接下来，需要对每种变量类型进行操作和演示。

数字类型

数字数据类型包括整数（int）、浮点数（float）、复数（complex）三种。其中int表示整数类型，float表示浮点数类型，complex表示复数类型。字符串数据类型是由0个或多个字符组成的字符序列，用单引号（'）或双引号（"）括起来。

如何在Python中使用数字类型进行算术操作呢？我们可以创建整数变量和浮点数变量，通过使用加、减、乘、除四种算术操作符来进行操作。例如，创建整数变量a和浮点数变量b，并使用加、减、乘、除四种算术操作符进行操作，代码如下所示：

a = 10
b = 2.5

# 加法
c = a + b
print(c)

# 减法
d = a - b
print(d)

# 乘法
e = a * b
print(e)

# 除法
f = a / b
print(f)

在上述代码中，我们创建了整数变量a和浮点数变量b，并使用加、减、乘、除四种算术操作符对它们进行了操作。使用print函数打印出运算结果，结果依次为12.5、7.5、25.0、4.0。

接下来，我们可以演示数字变量类型的类型转换功能。假设我们有一个浮点数变量x，想要将它转换为整数类型。可以使用int()函数来实现。例如：

x = 3.14
y = int(x)
print(y)

运行上述代码，会输出3，说明浮点数变量x已经被转换成整数类型。这里的应用场景可以是将某个商品的价格进行四舍五入取整操作，得到最终的支付金额。

最后，我们可以演示数字变量类型的数学函数使用。假设我们有一个数字变量x，想要计算它的平方根。可以使用math库中的sqrt()函数来实现。需要先导入math库，再去调用相应函数。例如：

import math

x = 16
y = math.sqrt(x)
print(y)

运行上述代码，会输出4.0，说明数字变量x的平方根为4。这里的应用场景可以是在房间中测量墙壁的长度和宽度，然后计算出需要多少卷墙纸才能将整个房间的墙纸全部覆盖。

通过以上实例代码，我们可以看到数字变量类型的基本操作和应用场景。从这些实例中，初学者可以了解到Python数字类型的特点，掌握Python语法的基础知识，适应编程的思维方式，从而能够编写简单的Python程序。

运算符

为了介绍Python中常见的运算符，我们需要先了解什么是运算符。在编程中，运算符是用于进行数值计算或逻辑判断的符号或关键字。Python中常见的运算符包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、位运算符和赋值运算符。

算术运算符用于进行加、减、乘、除等数学运算。Python中常见的算术运算符有加法运算符（+）、减法运算符（-）、乘法运算符（*）、除法运算符（/）、取余运算符（%）、取整运算符（//）和幂运算符（**）。

下面是一些实际的代码示例说明每个算术运算符的使用和应用场景：

x = 10
y = 3

# 加法运算符
print(x + y)  # 输出 13

# 减法运算符
print(x - y)  # 输出 7

# 乘法运算符
print(x * y)  # 输出 30

# 除法运算符
print(x / y)  # 输出 3.3333333333333335

# 取余运算符
print(x % y)  # 输出 1

# 取整运算符
print(x // y)  # 输出 3

# 幂运算符
print(x ** y)  # 输出 1000

比较运算符用于比较两个值的大小或者是否相等。Python中常见的比较运算符有等于运算符（==）、不等于运算符（!=）、大于运算符（>）、小于运算符（<）、大于等于运算符（>=）和小于等于运算符（<=）。

下面是一些实际的代码示例说明每个比较运算符的使用和应用场景：

x = 10
y = 3

# 等于运算符
print(x == y)  # 输出 False

# 不等于运算符
print(x != y)  # 输出 True

# 大于运算符
print(x > y)  # 输出 True

# 小于运算符
print(x < y)  # 输出 False

# 大于等于运算符
print(x >= y)  # 输出 True

# 小于等于运算符
print(x <= y)  # 输出 False

逻辑运算符用于对两个或多个值进行逻辑运算。Python中常见的逻辑运算符有与运算符（and）、或运算符（or）和非运算符（not）。

下面是一些实际的代码示例说明每个逻辑运算符的使用和应用场景：

x = True
y = False

# 与运算符
print(x and y)  # 输出 False

# 或运算符
print(x or y)  # 输出 True

# 非运算符
print(not x)  # 输出 False

位运算符用于对二进制位进行操作。Python中常见的位运算符有按位与运算符（&）、按位或运算符（|）、按位异或运算符（^）、按位取反运算符（~）、左移运算符（<<）和右移运算符（>>）。

下面是一些实际的代码示例说明每个位运算符的使用和应用场景：

x = 10
y = 3

# 按位与运算符
print(x & y)  # 输出 2

# 按位或运算符
print(x | y)  # 输出 11

# 按位异或运算符
print(x ^ y)  # 输出 9

# 按位取反运算符
print(~x)  # 输出 -11

# 左移运算符
print(x << 2)  # 输出 40

# 右移运算符
print(x >> 2)  # 输出 2

赋值运算符用于将一个值赋给变量。Python中常见的赋值运算符有赋值运算符（=）、加等于运算符（+=）、减等于运算符（-=）、乘等于运算符（*=）、除等于运算符（/=）、取余等于运算符（%=）和幂等于运算符（**=）。

下面是一些实际的代码示例说明每个赋值运算符的使用和应用场景：

x = 10

# 赋值运算符
y = x
print(y)  # 输出 10

# 加等于运算符
x += 5
print(x)  # 输出 15

# 减等于运算符
x -= 5
print(x)  # 输出 10

# 乘等于运算符
x *= 2
print(x)  # 输出 20

# 除等于运算符
x /= 2
print(x)  # 输出 10.0

# 取余等于运算符
x %= 3
print(x)  # 输出 1.0

# 幂等于运算符
x **= 2
print(x)  # 输出 1.0

通过了解和实践这些运算符，初学者们可以更好地理解Python的基础知识和语法，进而开始自己编写代码。

字符串类型

Python是一种十分流行的编程语言，也是很多人入门编程的首选。在Python中，字符串是一种非常重要的数据类型，因为程序中的很多操作都需要字符串的支持。

定义字符串的方法很简单，可以用单引号或双引号将字符括起来。例如：

str1 = 'hello world'
str2 = "I'm a student"

除此之外，Python中还提供了很多字符串相关的操作方法，比如：

• 长度 len()
  

str1 = 'hello world'
print(len(str1))  # 输出 11

• 转换为大写/小写 upper()/lower()
  

str1 = 'hello world'
print(str1.upper())  # 输出 HELLO WORLD
print(str1.lower())  # 输出 hello world

• 查找 find()，返回字符串中第一次出现指定内容的位置
  

str1 = 'hello world'
print(str1.find('world'))  # 输出 6

• 判断是否以指定内容开头或结尾 startswith()/endswith()
  

str1 = 'hello world'
print(str1.startswith('hello'))  # 输出 True
print(str1.endswith('world'))  # 输出 True

除了字符串的操作外，输入/输出也是Python中常用的操作之一。比如：

• 输入 input()，获取用户输入的内容
  

name = input('请输入你的名字：')
print('你好，' + name)

• 格式化输出 print()，将变量值输出到终端
  

name = 'Tom'
age = 18
print('我叫%s，今年%d岁。' % (name, age))

• 文件读写操作，使用open()函数打开文件，然后使用read()/write()等方法进行操作
  

f = open('test.txt', 'w')  # 打开文件并以写入模式保存为文件对象
f.write('hello world')  # 写入内容
f.close()  # 关闭文件对象

f = open('test.txt')  # 不指定打开模式即为读取模式
print(f.read())  # 读取文件内容，并输出到终端
f.close()  # 关闭文件对象

通过学习本文中介绍的字符串和输入/输出相关内容，初学者可以更加深入地了解Python的基础知识，从而逐渐掌握Python的语法并开始编写自己的代码。

列表类型

列表是Python中最常用的数据结构之一，通常用于存储一系列值。

创建列表

列表可以通过方括号来创建，其中每个值之间用逗号隔开。

my_list = ['apple', 'banana', 'orange', 'pear']
print(my_list)

输出结果：

['apple', 'banana', 'orange', 'pear']

访问列表元素

列表中的每个元素都有一个索引，可以通过索引来访问列表中的元素。

my_list = ['apple', 'banana', 'orange', 'pear']
print(my_list[0]) # 输出"apple"
print(my_list[2]) # 输出"orange"

修改列表元素

列表中的元素可以被修改，只需要通过索引找到该元素，然后重新给它赋值即可。

my_list = ['apple', 'banana', 'orange', 'pear']
my_list[1] = 'watermelon'
print(my_list) # 输出["apple", "watermelon", "orange", "pear"]

列表切片

可以通过切片操作从列表中选择一部分元素，切片语法为[start:end:step]，其中start表示切片开始的索引，end表示切片结束的索引，不包括end所在的元素，step表示切片的步长。

my_list = ['apple', 'banana', 'orange', 'pear']
print(my_list[1:3]) # 输出['banana', 'orange']
print(my_list[::2]) # 输出['apple', 'orange']

列表方法

列表有许多常用的方法，如添加元素、删除元素、查找元素等。

my_list = ['apple', 'banana', 'orange', 'pear']
my_list.append('kiwi') # 在列表末尾添加一个元素
print(my_list) # 输出["apple", "banana", "orange", "pear", "kiwi"]
my_list.insert(1, 'mango') # 在指定位置插入一个元素
print(my_list) # 输出["apple", "mango", "banana", "orange", "pear", "kiwi"]
my_list.remove('orange') # 删除指定的元素
print(my_list) # 输出["apple", "mango", "banana", "pear", "kiwi"]

元组类型

元组与列表类似，但是元组一旦创建，就不能再修改它的元素。

创建元组

元组可以通过小括号或者直接用逗号来创建，但是如果元组只有一个元素，必须在元素后面加一个逗号。

my_tuple = ('apple', 'banana', 'orange', 'pear')
print(my_tuple)
my_tuple2 = 'apple', 'banana', 'orange', 'pear'
print(my_tuple2)
my_single_tuple = ('apple',) # 只有一个元素的元组
print(my_single_tuple)

输出结果：

('apple', 'banana', 'orange', 'pear')
('apple', 'banana', 'orange', 'pear')
('apple',)

访问元组元素

可以通过索引来访问元组中的元素，与列表相同。

my_tuple = ('apple', 'banana', 'orange', 'pear')
print(my_tuple[0]) # 输出"apple"

元组切片

元组也可以通过切片操作来选择其中的一部分元素，语法与列表相同。

my_tuple = ('apple', 'banana', 'orange', 'pear')
print(my_tuple[1:3]) # 输出('banana', 'orange')

元组不可修改

元组一旦创建，就不能再修改它的元素。

my_tuple = ('apple', 'banana', 'orange', 'pear')
my_tuple[1] = 'mango' # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

字典类型

字典是Python中另一个重要的数据结构，可以用于存储键值对。

创建字典

字典可以通过花括号来创建，每个键值对之间用冒号隔开。

my_dict = {'apple': 3, 'banana': 4, 'orange': 5, 'pear': 6}
print(my_dict)

输出结果：

{'apple': 3, 'banana': 4, 'orange': 5, 'pear': 6}

访问字典元素

可以通过键来访问字典中的值。

my_dict = {'apple': 3, 'banana': 4, 'orange': 5, 'pear': 6}
print(my_dict['apple']) # 输出3

修改字典元素

字典中的值可以被修改，只需通过键找到对应的值。

my_dict = {'apple': 3, 'banana': 4, 'orange': 5, 'pear': 6}
my_dict['banana'] = 7
print(my_dict) # 输出{"apple": 3, "banana": 7, "orange": 5, "pear": 6}

字典方法

字典有许多常用的方法，如添加键值对、删除键值对、查找键等。

my_dict = {'apple': 3, 'banana': 4, 'orange': 5, 'pear': 6}
my_dict['kiwi'] = 8 # 添加一个键值对
print(my_dict) # 输出{"apple": 3, "banana": 4, "orange": 5, "pear": 6, "kiwi": 8}
del my_dict['orange'] # 删除指定的键值对
print(my_dict) # 输出{"apple": 3, "banana": 4, "pear": 6, "kiwi": 8}

集合

集合是一个无序的、不重复的元素集合。

创建集合

可以用花括号或者set()函数来创建集合。

my_set = {1, 2, 3, 4}
print(my_set)
my_set2 = set([1, 2, 3, 4])
print(my_set2)

输出结果：

{1, 2, 3, 4}
{1, 2, 3, 4}

访问集合元素

由于集合是无序的，不能通过索引访问集合元素。可以通过in关键字来判断一个元素是否在集合中。

my_set = {1, 2, 3, 4}
print(2 in my_set) # 输出True
print(5 in my_set) # 输出False

集合方法

集合有许多常用的方法，如添加元素、删除元素、求交集等。

my_set = {1, 2, 3, 4}
my_set.add(5) # 添加一个元素
print(my_set) # 输出{1, 2, 3, 4, 5}
my_set.remove(2) # 删除指定的元素
print(my_set) # 输出{1, 3, 4, 5}
my_set2 = {3, 4, 5, 6}
print(my_set & my_set2) # 求两个集合的交集，输出{3, 4, 5}