前言

本篇主要介紹基本資料型別，以文本進度條為例，介紹time庫的使用，
并在最后對蟒蛇繪制的代碼進行分析，
（從本篇開始，出現的一些庫中函式介紹以及部分簡單代碼都將以圖片形式呈現）

讀完本篇，你將了解：
1.方法論
Python語言數字及字串型別
2.實踐能力
初步學會編程進行字符類操作

本篇將系統介紹：
1.數字型別及操作（整數、浮點數、復數及相關函式）
2.字串型別及操作（字串及字串序號、操作函式、型別的格式化）
3.模塊2: time庫的使用（時間獲取、格式化、程式計時應用）
4.實體3:文本進度條（簡單開始->單行動態重繪->完整效果）

了解基本資料型別之后， 通過字串、數字的組合，將能很容易的操作字符，使我們能更好的開展程式設計

一、數字型別及操作

1.整數型別

與數學中整數的概念一致，可正可負，沒有取值范圍限制
（1）pow(x,y)函式∶計算x的y次方，由于整數沒有限制，想算多大算多大
（2）4種進制表示形式
①十進制:1010,99,-217
②二進制，以0b或0B開頭:0b010,-OB101
③八進制，以0o或0O開頭:0o123,-OO456
④十六進制，以0x或0X開頭:0x9a,-0X89

2.浮點數型別

與數學中實數的概念一致，帶有小數點及小數的數字
（1）注意:浮點數取值范圍和小數精度都存在限制，但常規計算可忽略
取值范圍數量級約-10^（308） 10^（308）
精度數量級：10^-16
（2）不確定尾數：浮點數間運算存在不確定尾數，不是bug
①舉例：>>> 0.1 + 0.3輸出0.4
>>> 0.1 +0.2輸出0.30000000000000004
涉及到計算機對數字運算的內部實作原理
②原理：計算機中采用二進制表達數字，Python中采用53位二進制表示小數部分，約10^-16
由于計算機中的二進制跟十進制之間，不存在嚴格的對等關系，計算機只能截取53位，無限接近0.1
輸出時只保留16位，之后的并未輸出，故二進制與十進制之間轉換出現不確定尾數
（3）round(x, d):對x四舍五入，d是小數截取位數
①浮點數間運算及比較用round()函式輔助
②不確定尾數一般發生在10^-16左右，round()十分有效
（4）科學計數法
①格式：使用字母e或E作為冪的符號，以10為基數，格式如下:
（a）e（b）表示a*10b
②例如∶4.3e-3 值為0.0043或9.6E5值為960000.0

3.復數（僅Python提供）

與數學中復數的概念一致
（1）定義j=√(-1)，以此為基礎，構建數學體系
（2）a+bj被稱為復數，其中，a是實部，b是虛部
（3）z.real獲得實部、z.imag獲得虛部
（4）客觀說常規編程中很少使用，但是它卻是進行空間變換，尤其是跟復變函式相關的科學體系中最常用的一種型別

4.數字型別及操作

運算子是完成運算的一種符號體系
（1）一些基礎運算子

注意：/的結果保留小數

（2）對二元運算子的增強型運算子

（3）數字型別的關系
型別間可進行混合運算，生成結果為"最寬"型別
①三種型別存在一種逐漸"擴展"或"變寬"的關系∶
整數->浮點數->復數
②例如:123 +4.0 = 127.0 (整數+浮點數=浮點數)

5.數值運算函式

（1）Python提供的一些函式

（2）數字型別轉換函式

二、字串型別及操作

1.字串型別的表示

（1）字串：
由0個或多個字符組成的有序字符序列
①字串由一對單引號或一對雙引號表示："請輸入帶有符號的溫度值: "或’C’
②字串是字符的有序序列，可以對其中的字符進行索引（從0開始）
如："請"是"請輸入帶有符號的溫度值:”的第O個字符

（2）字串有2類共4種表示方法
①由一對單引號或雙引號表示，僅表示單行字串
如：“請輸入帶有符號的溫度值: “或’℃’
②由一對三單引號或三雙引號表示，可表示多行字串（作用而言，也可當作注釋使用）
‘’’ Python
語言‘’‘
③如果希望在字串中包含雙引號或單引號呢?
若字串中出現雙引號，那么最外層的引號就要使用單引號，反之
如：'這里有個雙引號(”)‘或者"這里有個單引號(’)”
④如果希望在字串中既包括單引號又包括雙引號呢?
則用三個單引號表示
如：’‘’這里既有單引號(’)又有雙引號(")‘’‘
⑤故這4種方法存在冗余，使得字串中出現單引號或者雙引號的處理更方便簡單

（3）字串的序號
正向遞增序號和反向遞減序號

①使用[ ]獲取字串中一個或多個字符
1）索引∶回傳字串中單個字符 <字串>[M]
"請輸入帶有符號的溫度值: "[0]或者TempStr[-1]
2）切片:回傳字串中一段字符子串 <字串>[M: N]
“請輸入帶有符號的溫度值:”[1:3]或者TempStr[0:-1]
（這里之前說過，不再多作贅述）

②字串切片的高級用法
使用[M: N:K]根據步長對字串切片
1）<字串>[M: N]，M缺失表示至開頭，N缺失表示至結尾
如：“o一二三四五六七八九十”[:3]結果是"O一二"（從最開始到3前一個為止）
2）<字串>[M: N: K]，根據步長K對字串切片
“o一二三四五六七八九十”[1:8:2]結果是"一三五七"（從第一位置到第八位置前結束，步長為2取）
3）小技巧：將字串逆序[::-1]
“o一二三四五六七八九十”[::-1]結果是"十九八七六五四三二一o"
（從最開始到結尾，步長-1（即從后向前逐一取出），相當于逆序）

③轉義符
1）轉義符表達特定字符的本意
“這里有個雙引號(”)”結果為：這里有個雙引號(")
2）轉義符形成一些組合，表達一些不可列印的含義
如："\b"回退“ \n"換行(游標移動到下行首)“ \r”回車(游標移動到本行首)

2.字串運算子

（1）由0個或多個字符組成的有序字符序列

（2）舉例：獲取星期字串
輸入∶1-7的整數，表示星期幾
輸出∶輸入整數對應的星期字串
例如∶輸入3，輸出星期三

weekStr = "星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日"
weekId = eval(input("請輸入星期數字（1-7）："))
pos = (weekId-1)*3  # 算出起始索引的位置
print(weekStr[pos:pos+3]) # 使用切片操作，將切片結果回傳給用戶

利用運算子改進

weekStr = "一二三四五六日"
weekId = eval(input("請輸入星期數字（1-7）："))
print("星期"+weekStr[weekId-1])

3.字串處理函式

（1）一些以函式形式提供的字串處理功能

str和eval是一對對應的函式

這兩個函式也是一對對應函式
（2）Unicode編碼
Python字串的編碼方式
①統一字符編碼，即覆寫幾乎所有字符的編碼方式
②從0到1114111(Ox10FFFF)空間，每個編碼對應一個字符
③Python字串中每個字符都是Unicode編碼字符，使得Python程式不限于中文英文韓文日文俄文等
④一些有趣的例子：
>>> "1 +1 = 2 " +chr( 10004)輸出’1 +1 = 2 √’

4.字串處理方法

（1）方法
"方法"在編程中是一個專有名詞
①"方法"特指（a）.(b)風格中的函式b()
②方法本身也是函式，但與a有關，是a能提供的函式，必須a.b()風格使用（面向物件的一種使用風格）
③字串及變數也是a，存在一些方法

（2）8個常用方法（字串及變數也是a，存在一些方法）

①split()函式：例子中用逗號分隔字串，即只要出現逗號就會把字串拆解為兩個部分
故A后的逗號就會將A單獨形成一個字串，B同樣，然后將他們放成一個串列型別回傳給用戶
②center()函式：（對字串格式進行處理）根據width居中，居中后剩余兩側填充為fillchar（使列印規則的輸出處理簡易）
③strip()函式：去除字串左右兩側預定義字符

5.字串型別的格式化

格式化是對字串進行格式表達的方式
（1）字串格式化使用.format()方法，用法如下:
<模板字串>.format(<逗號分隔的引數>)
（2）槽
相當于一個占位資訊符，它使用一對{}來表示，只在字串中有用
①舉例

1）每一個槽中所要添加的內容與.format方法中對應的引數相一致
2）槽的3個順序在不指定的情況下默認為012
3）將format方法中的引數按照對應順序填到模板字串的槽中
4）進一步可在槽中指定需要添加的引數的位置

（3）Python語言使用槽機制加上format方法，來形成字串的格式化
除引數序號之外，如果某一個槽中確定關聯的某一個引數，可以對引數的輸出格式進行控制，
在槽內部使用格式化的控制標記來進行格式控制

（4）format()方法的格式控制
①槽內部對格式化的配置方式
通過一個冒號來引導一些引數，控制某一個變數在槽位置的輸出格式
Python一共提供了六種格式控制標記

分為兩組記憶
②前三個引數為一組，這三個引數分別表達填充、對齊和寬度
基本模式：
1）給出一個輸出寬度
2）決定即將輸出的這個引數在這個寬度中的對齊方式
3）確定對齊方式之后，若還有空余空間，該填充什么字符
首先要給定填充，其次設定對齊，最后設定寬度
4）舉例

第一個例子中：
在一個模板字串中，槽中給出“：=^20”，=指填充符號，空余空間中填=的單字符
^表明居中對齊（>指右對齊）指的是所放入槽中的format方法中的第0個引數以居中對齊方式來顯示
20指輸出寬度
第三個例子中：
省略填充、對齊，直接給出寬度，默認情況下填充為空格，變數左對齊

③后三個都是與具體的數字有關（控制數字型別輸出）
1）<,>:數字的千位分隔符（這種情況只有在輸出字串，但是當作數字給人閱讀的時候才會使用）
2）<.精度>:浮點數小數精度或字串最大輸出長度
3)<型別>:我們以什么樣的型別將變數放到槽中
4）舉例

第一個例子中：
.2f表示保留兩位小數并使用千位分隔符
第二個例子中：
對425以:b的形式輸出二進制格式，以:c的形式輸出字符形式（即Unicode編碼形式）
以:d的形式輸出十進制格式， 以:o的形式輸出八進制格式
以:x的形式輸出十六進制格式， 以:X的形式輸出大寫十六進制格式
第三個例子中：
以:e的形式采用科學計數法e形式表示浮點數， 以:E的形式采用科學計數法E形式表示浮點數，
以:f的形式采用通常的非科學計數法表示浮點數， 以:%的形式采用百分號形式表示浮點數，

三、time庫的使用

1.time庫基本介紹

（1）time庫是Python中處理時間的標準庫
①計算機時間的表達
②提供獲取系統時間并格式化輸出功能
③提供系統級精確計時功能，用于程式性能分析

（2）使用方法:
import time
time.b()
以此呼叫相關函式（最典型最直接Python庫的使用方法）

（3）time庫包括三類函式
①時間獲取:time() ctime() gmtime()
②時間格式化并輸出: strftime() strptime()
③程式計時（time庫的重要功能）: sleep(), perf_counter()

2.時間獲取

（1）一些函式

①時間戳是一個很長的浮點數，表示從1970年1月1日0:00開始，到當前這一時刻為止的，一個以秒為單位的數值
②ctime()：給出一個具體的時分秒的時間（time庫中獲取人類譯讀方式時間的最簡單的函式）

③gmtime():獲取當前時間，但獲取后生成的格式不一樣，生成的是一種計算機程式可以處理的時間格式
（2）這三個函式基本能對獲取來的時間做所有可能的后續處理

3.時間格式化

將時間以合理的方式展示出來
（1）格式化
①格式化:類似字串格式化，需要有展示模板
②展示模板由特定的格式化控制符組成（告訴程式輸出的時間大概是什么樣子）
③實作時間格式化的方法：strftime()方法
（2）strftime()

（3）時間格式化很重要的一點
將計算機內部時間中，表達的年月日時分秒等相關的與時間有關的資訊，用一種變數的形式進行合理組合，并合理輸出
通過控制來表達輸出格式
（4）time庫中的控制符
格式：%+字母

（可回顧剛剛的例子）

（5）strptime()

將一個字串變成一個計算機內部可操作的一個時間（特定程式中才會使用）

4.程式計時應用

（1）程式計時應用廣泛
①程式計時指測量起止動作所經歷時間的程序
②測量時間: perf_counter()（獲取計算機中CPU以其頻率運行的時鐘，往往以納秒來計算,非常精準）
③產生時間: sleep()（讓程式休眠或產生一定時間）

（2）perf_counter()

（3）sleep()

四、實體4:文本進度條

1.需求分析

（1）文本進度條
①采用字串方式列印可以動態變化的文本進度條
②進度條需要能在一行中根據程式的運行逐漸變化（與時間有一定關系）
（2）如何獲得文本進度條的變化時間?
采用sleep()模擬一個持續的進度

2.“文本進度條“簡單的開始

（1）代碼實作

# TextProBarV1
import time
scale = 10
print("------執行開始------")
for i in range(scale+1):
    a = '*' * i
    b = '.' * (scale-i)
    c = (i/scale)*100
    print("{:3.0f}%[{}->{}]".format(c, a, b))
    time.sleep(0.1)
print("------執行結束------")

①該代碼完成了一個基本的文本進度條框架
②執行效果：生成一個有開始、結束標記，且有一定進度百分比表示的進度條格式

（2）代碼簡單分析
①引入time庫，使用time庫的sleep()函式來生成一個持續不斷的時間
②列印“執行開始”“執行結束”作為標簽
③定義變數scale=10，指文本進度條的大概的寬度
④for回圈模擬進度：for i in range(n)結構
⑤基本原理：定義休眠時間，每次回圈都會列印當前進度條狀態，進行一個簡單的休眠
⑥for回圈中的相關作業：
1）a等于字符（乘號）與回圈變數i的乘積（字串與整數的乘積表示字串被復制的次數）
指當前百分比所表達的資訊
2）b等于’.'與當前剩余的進度條的比例之間的乘積
3）a與b構成當前進度比例中，與已經執行的和未知執行的之間的對應的（星號）和‘.'兩者之間的關系
4）變數c等于i除以scale乘以100，輸出與當前進度條與進度相關的百分比
⑦print函式設定三個槽，在每個槽中增加了百分比以及相應字串
⑧指向效果如上圖

3.“文本進度條“單行動態重繪

（1）單行動態重繪：
重繪的關鍵是\r
①重繪的本質是:用后列印的字符覆寫之前的字符
②不能換行:print()需要被控制（print()默認輸出之后會換行到下一行）
③要能回退:需要讓列印后游標退回到之前的位置\r（輸出字串之后，游標會移動到字串之后）
（2）代碼實作

# TextProBarV1
import time
for i in range(101):
    print("\r{:3}%".format(i), end="")
    time.sleep(0.1)

①使用time庫及sleep()函式，101次的回圈（0%到100%）
②代碼關鍵：print函式
輸出資訊之后，增加,end=""這樣一個引數，可以改變每一次print輸出最后增加的那個資訊
比如在這里我們使end賦值為空字串，那么print函式每一次輸出字串之后，不會增加換行
只會把游標停留在當次輸出字串的后面
③總結：若希望輸出的字串后面增加什么資訊，就在end引數中增加，不希望增加換行，使end賦值為空字串
④print的第一個引數：\r，一個槽，并給出百分號
\r：列印輸出之前，它能夠使游標退回到當前行的行首

4.“文本進度條“實體完整效果

（1）代碼實作

# TextProBarV3
import time
scale = 50
print("執行開始".center(scale//2, "-"))
start = time.perf_counter()
for i in range(scale+1):
    a = '*' * i
    b = '.' * (scale - i)
    c = (i / scale) * 100
    dur = time.perf_counter() - start
    print("\r{:3.0f}%[{}->{}]{:.2f}s".format(c, a, b, dur), end="")
    time.sleep(0.1)
print("\n"+"執行結束".center(scale//2, '-'))

（2）代碼分析
與第一段代碼很接近，重點分析修改
①第一個和最后一個print，center函式用-填充在兩側
②增加計時效果：對程式進度有更好的展示（程式運行開始變數start開始時間)
③for回圈：保留abc變數，新增dur變數記錄每一次需要列印文本進度條時所消耗的時間，當前時間減去最開始記錄的時間
④for中的print函式：列印文本進度條
1）單行重繪效果：最開始增加\r，實作游標向行首的移動
2）同時print函式要增加end引數，end賦值為空字串：每次輸出之后不換行
（3）效果：具有一定格式框架，有進度“*”輸出，又有時間記錄的完整的文本進度條
（4）這段代碼覆寫了字串處理，覆寫了數字處理，時間庫的使用
效果如圖

5.“文本進度條“舉一反三

（1）計算問題擴展
①文本進度條程式使用了perf_counter()計時
②計時方法適合各類需要統計時間的計算問題
③例如︰比較不同演算法時間、統計部分程式運行時間
（2）進度條擴展
①在任何運行時間需要較長的程式中增加進度條
②在任何希望提高用戶體驗的應用中增加進度條
③進度條是人機互動的紐帶之一
（3）文本進度條的不同設計函式（作擴展用）

總結

經過本篇的學習，可以大致掌握運用time庫去實作基本的文本進度條（本篇只是基礎），大家可以嘗試不同的進度條設計風格，善于使用time庫函式來抓取時間，
如有錯誤，歡迎指正！
注：代碼非原創
下篇將介紹程式的控制結構，
ps（又咕咕了）