[ Россум, Дрейк, Откидач ] Язык программирования Python

Вы можете использовать встроенные функции int(), long(), float() и complex(). При приведении числа с плавающей точкой к целому (простому или длинному) типу, число округляется в сторону нуля (см. также функции floor() и ceil() в модуле math).

11.1.1Целые и длинные целые числа

Целые числа реализованы с использованием типа long в C, поддерживающего числа в диапазоне не менее чем от 2 147 483 647 до 2 147 483 647. Длинные целые имеют неограниченную точность.

Литералы целых чисел могут быть записаны в десятичном, восьмеричном и шестнадцатеричном виде. Десятичная запись состоит из идущих подряд десятичных цифр (0– 9), причем первая цифра не может быть нулем. Восьмеричная запись образуется из нуля и следующих за ним восьмеричных цифр (0–7). Шестнадцатеричная запись образуется из приставки ‘0x’ или ‘0X’ и следующих за ней шестнадцатеричных цифр (0–9, a–z, A–Z). Знак ‘-’ или ‘+’ не является частью литерала, а лишь унарным оператором, применяемым к объекту после его создания. Если литерал представляет число, выходящее за пределы диапазона допустимых чисел, генерируется исключение OverflowError.

Целые литералы с суффиксом ‘L’ или ‘l’ дают длинные целые (лучше использовать ‘L’, из-за схожести символа ‘l’ с единицей).

Приведем несколько примеров литералов для целых и длинных целых чисел:

11.1.2 Вещественные числа

Вещественные числа (числа с плавающей точкой) реализованы с использованием типа

double в C (не менее 10 значащих цифр, наибольшее представимое число не меньше

1037).

Запись литералов вещественных чисел состоит из десятичных цифр (первая цифра не может быть нулем) и содержит десятичную точку и/или экспоненциальную часть. Экспоненциальная часть начинается с символа ‘e’ или ‘E’, далее следует необязательный знак (‘+’ или ‘-’) и одна или несколько десятичных цифр.

Приведем несколько примеров литералов для чисел с плавающей точкой:

3.1410. .001 1e100 3.14e-10

Поведение в случаях, когда результат вычисления выражения не может быть представлен в рамках типа float, зависит от поведения лежащей в основе библиотеки языка C. Обычно существуют значения, представляющие (отрицательные и положительные)

бесконечно малые и бесконечно большие числа. Строковое представление таких чисел зависит от версии интерпретатора и используемой для реализации библиотеки языка C, например, они могут выводиться как 1. или -1. c добавлением комментария #INF,

#IND или #QNAN.

11.1.3 Комплексные числа

Комплексные числа имеют мнимую и вещественную части, реализованные с использованием типа double в C. Литералы мнимого числа создаются путем добавления суффикса ‘j’ или ‘J’ к десятичной записи целого или вещественного числа. Например:

Комплексные числа с ненулевой вещественной частью создаются сложением вещественной и мнимой частей или с помощью встроенной функции complex() (см. главу 12).

Комплексные числа имеют два атрибута данных и один метод:

real

Действительная часть комплексного числа.

imag

Мнимая часть комплексного числа.

conjugate()

Возвращает комплексное число, сопряженное с данным.

Преобразование комплексных чисел к другим числовым типам неоднозначно: для получения действительной части используйте атрибут real, а абсолютной величины — встроенной функцией abs().

11.1.4 Арифметические операторы

Ниже приведены арифметические операторы, применимые ко всем числам:

x + y

Сумма x и y.

x - y

Разница между x и y.

x * y

Произведение x на y.

134 Глава 11. Встроенные типы данных

x / y

Частное x и y. Если оба операнда целые (простые или длинные), то результат тоже будет целым. Результат всегда округляется в меньшую сторону: 1/2 и -1/-2 даст

0, а -1/2 и 1/-2 даст -1.

x % y

Остаток от деления x на y.

-x

x с противоположным знаком.

+x

x (без изменений).

x ** y

x в степени y.

Кроме того, для работы с числами Python предоставляет встроенные функции abs(), divmod() и pow() (см. главу 12), а также более сложные функции, определенные в модуле math.

11.1.5 Битовые операции над целыми числами

Для простых и длинных целых чисел в языке Python определены битовые операторы. Приоритет у всех бинарных битовых операторов ниже, чем у арифметических, и выше, чем у операторов сравнения. Унарный оператор ~ имеет такой же приоритет, как и унарные арифметические операторы (+ и -).

Ниже приведены все битовые операторы:

x | y

Битовое ИЛИ x и y.

x ^ y

Битовое исключающее ИЛИ x и y.

x & y

Битовое И x и y.

x << n

Биты x, сдвинутые на n влево, эквивалентно умножению на 2**n без контроля переполнения. Сдвиг на отрицательное число бит не допускается (генерируется исключение ValueError).

x >> n

Биты x, сдвинутые на n вправо, эквивалентно (целочисленному) делению на 2**n без контроля переполнения. Сдвиг на отрицательное число бит не допускается (генерируется исключение ValueError).

~x

Биты x инвертированные.

11.2Последовательности

В языке Python есть пять встроенных типов последовательностей: string, unicode, tuple, xrange, buffer и list.

Ниже приведены операции, определенные для всех последовательностей. Операторы in и not in имеют такой же приоритет, как и операторы сравнения, а операторы + (бинарный) and * — такие же, как и соответствующие арифметические операторы2. Выражения s и t — последовательности одинакового3 типа, n, i и j — целые.

len(s)

Возвращает число элементов последовательности s.

x in s

1, если элемент x содержится в последовательности s, иначе — 0.

x not in s

0, если элемент x содержится в последовательности s, иначе — 1

s + t

Объединение последовательностей s и t.

s * n

n * s

n копий последовательности s объединенных вместе. Отрицательные значения n воспринимаются как 0 (что дает пустую последовательность такого же типа, как и s).

s += t

s *= t

Эквивалентно ‘s = s + t’ и ‘s = s * n’ соответственно, но, если s является изменяемой последовательностью, то выполнение операции будет производиться без создания нового объекта, то есть переменная s будет ссылаться на один и тот же объект до и после операции.

s[i]

i-й элемент последовательности s, отсчет начинается с 0. Если индекс i имеет отрицательное значение, отсчет ведется с конца, то есть подставляется len(s) + i. Однако -0 означает 0. Если индекс i указывает за пределы последовательности, генерируется исключение IndexError.

s[[i]:[j]]

Срез последовательности s от i до j — подпоследовательность, содержащая элементы последовательности s с такими индексами k, которые удовлетворяют неравенству i <= k < j. Если i или j имеет отрицательное значение, отсчет ведется с конца, то есть подставляется len(s) + i или len(s) + j. Индексы i и j могут быть опущены: i по умолчанию равен 0, j — sys.maxint. Если (после всех преобразований) первый индекс больше или равен второму, возвращается пустая последовательность.

2Это необходимо, так как синтаксический анализатор не может определить тип операндов. 3 Последовательности, определяемые пользователем, могут не иметь этого ограничения.

Для работы с последовательностями также могут быть полезны встроенные функции min() и max() (см. главу 12).

11.2.1 Строки

В этом разделе описаны свойства обычных строк. Однако они в основном характерны и для строк Unicode.

Строковые литералы

Строки могут быть заключены в одинарные (‘’’) или двойные (‘"’) кавычки (открывающая и закрывающая кавычки должны быть одинаковыми) — так называемые короткие строки. Для длинных строк более удобна другая запись — строка, заключенная в группы из трех одинарных или трех двойных кавычек (открывающая и закрывающая группы должны быть одинаковыми). Короткие строки могут содержать управляющие последовательности и любые символы, кроме обратной косой черты (‘\’), символов перехода на новую строку и кавычек, в которые строка заключена. Длинные строки дополнительно могут содержать символы перехода на новую строку и любые кавычки, хотя и не могут содержать группу из трех кавычек, в которые строка заключена.

В строках можно использовать следующие управляющие последовательности:

В соответствии со стандартом C, в последних двух управляющих последовательностях воспринимается до трех восьмеричных цифр и неограниченное количество шестна-

дцатеричных цифр соответственно (на платформах с 8-битным типом char используются только младшие 8 бит). В отличие от стандарта C, все нераспознанные управляющие последовательности остаются в строке (включая символ обратной косой черты). Такое поведение очень удобно при отладке.

Перед открывающей кавычкой (или группой из трех кавычек) в строковом литерале может быть указана буква ‘r’ или ‘R’. Такие строки называют “необрабатываемыми”, для них используются другие правила обработки управляющих последовательностей: строка всегда будет состоять из тех символов, которые записаны между открывающей и закрывающей кавычками (или группами кавычек). Так, r"\n" даст строку, состоящую из двух символов — обратной косой черты и латинской буквы ‘n’, r"\"" также является правильным строковым литералом и представляет строку, состоящую из символов обратной косой черты и двойной кавычки. Обратите внимание, что строка не может заканчиваться на нечетное количество символов обратной косой черты: последний из них образует с закрывающей кавычкой управляющую последовательность. Например, r"\" не является правильным строковым литералом.

Несколько следующих друг за другом строковых литералов, возможно разделенных символами пропуска (whitespace), использующие различную запись (заключены в различные кавычки; обычные строки и необрабатываемые), автоматически объединяются. Таким образом, строка ’рТЙЧЕФ’ "ЧУЕН" является эквивалентом строки ’рТЙЧЕФ- ЧУЕН’. Строки объединяются даже в том случае, если одна из них является обычной строкой, а другая строкой Unicode (’a’ u’b’ == u’ab’). Эта особенность позволяет уменьшить количество используемых символов обратной косой черты при записи длинного строкового литерала в несколько строк программного кода и даже снабдить части строк комментариями:

re.compile("[A-Za-z_]" # ВХЛЧБ ЙМЙ УЙНЧПМ

# РПДЮЕТЛЙЧБОЙС "[A-Za-z0-9_]*" # ВХЛЧБ, ГЙЖТБ ЙМЙ УЙНЧПМ

# РПДЮЕТЛЙЧБОЙС

)

Заметим, что объединение строковых литералов выполняется в момент компиляции, в то время как оператор + объединяет строки во время выполнения программы.

Оператор форматирования

Оператор % с объектом-строкой (string или unicode) в качестве левого аргумента имеет особое значение. Он воспринимает левый аргумент как строку формата, которую необходимо применить к правому аргументу (аналогично функции sprintf() в С), и возвращает полученную в результате форматирования строку.

Правый аргумент должен быть кортежем, содержащим по одному элементу на каждый аргумент, требуемый строкой формата. Если строке формата необходим один аргумент, правым аргументом оператора % может быть также требуемый строкой фор-

мата объект, если он не является кортежем4.

Строка форматирования может содержать обычные символы (кроме символа ‘%’), которые копируются без изменения, и описания формата. Каждое описание формата имеет вид: ‘%[ÆÌÁÇ. . . ][ЫЙТЙОБ][.ФПЮОПУФШ]УЙНЧПМ_ЖПТНБФБ’5.

После символа ‘%’ могут быть указаны следующие флаги:

#Используется альтернативное представление аргумента. Для форматов ‘o’, ‘x’ и ‘X’ результат будет начинаться с ‘0’, ‘0x’ и ‘0X’ соответственно. При использовании форматов ‘f’, ‘g’ и ‘G’ результат всегда будет содержать десятичную точку, даже если после нее не следует не одной цифры. Кроме того, для форматов ‘g’ и ‘G’ из результата не будут удалены завершающие нули. В остальных случаях результат остается неизменным.

0Результат заполняется слева нулями до нужной ширины поля. Для ‘s’- и ‘%’-форматов игнорируется.

-Результат выравнивается влево (по умолчанию результат выравнивается вправо).

РТПВЕМ Перед положительным числом вставляется пробел при использовании знаковых форматов.

+Перед числом всегда ставится знак (‘+’ или ‘-’) при использовании знаковых форматов.

Следующие два необязательных параметра — минимальная ширина поля и точность. Если представление значения содержит меньше символов, чем ширина поля, то оно будет дополнено пробелами (нулями). Точность задает минимальное количество цифр при использовании форматов ‘d’, ‘i’, ‘o’, ‘u’, ‘x’ и ‘X’ (по умолчанию 1), число цифр после десятичной точки для форматов ‘e’, ‘E’ и ‘f’ (по умолчанию 6), максимальное количество значащих цифр для форматов ‘g’ и ‘G’ (по умолчанию 6; 0 воспринимается как 1), максимальное количество символов из строки для формата ‘s’ игнорируется. Вместо того, чтобы прямо указывать ширину поля и/или точность, Вы можете использовать символ ‘*’. В этом случае соответствующее целое значение передается в кортеже аргументов:

>>>import math

>>>R = 1

>>>print "дМЙОБ ПЛТХЦОПУФЙ ТБЧОБ %*.*f" % (

4Кортеж в этом случае должен содержать один элемент.

5Перед символом формата может быть также указан модификатор длины (‘h’, ‘l’ или ‘L’), однако он игнорируется.

Отрицательная ширина поля воспринимается как флаг ‘-’ и следующее за ним положительное число. Если значение после ‘.’ не указано или оно отрицательное, точность считается равной нулю.

Интерпретатор Python поддерживает следующие символы формата:

oВосьмеричное представление целого числа без знака

uДесятичное представление целого числа без знака

xШестнадцатеричное представление целого числа без знака. Используются буквы в нижнем регистре (abcdef).

XШестнадцатеричное представление целого числа без знака. Используются буквы в верхнем регистре (ABCDEF).

eЭкспоненциальное представление вещественного числа. Экспоненциальная часть обозначается буквой ‘e’.

EЭкспоненциальное представление вещественного числа. Экспоненциальная часть обозначается буквой ‘E’.

fПредставление вещественного числа. Если точность равна 0, десятичная точка не используется. Во избежание вывода бесконечных строк бессмысленных цифр, точность ограничена числом 50.

gЕсли порядок вещественного числа меньше 4 или больше или равен точности, используется ‘e’-формат, в противном случае используется ‘f’- формат. Завершающие нули из дробной части удаляются.

GЕсли порядок вещественного числа меньше 4 или больше или равен точности, используется ‘E’-формат, в противном случае используется ‘f’- формат. Завершающие нули из дробной части удаляются.

rСтроковое представление объекта, полученное аналогично применению встроенной функции repr(). Поддерживается, начиная с версии 1.6.

sВставка строки или строкового представления объекта, полученного аналогично применению встроенной функции str().

%Символ ‘%’.

Если тип значения для ширины поля или точности не является int (при использовании ‘*’), генерируется исключение TypeError. Остальные аргументы, не являющиеся строками и тип которых не соответствует используемому формату, интерпретатор пытается привести к необходимому типу с помощью соответствующих встроенных функций. Если это не удается, то генерируется исключение TypeError (для встроенных типов) или AttributeError (для объектов типа instance).

В качестве правого аргумента оператора % можно использовать словарь (или любое другое отображение). В этом случае описания формата сразу после символа ‘%’ должны

содержать заключенный в скобки ключ, соответствующий необходимому значению в словаре. Например:

>>>count = 2

>>>language = ’Python’

>>>print ’ч СЪЩЛЕ %(language)s %(count)03d ФЙРБ ’ \

’ЛБЧЩЮЕЛ.’ % vars()

ч СЪЩЛЕ Python 002 ФЙРБ ЛБЧЩЮЕЛ.

Однако при такой записи Вы не можете передать ширину поля или точность в качестве аргумента (то есть, использовать ‘*’ в описании формата).

Методы строк

Начиная с версии 1.6, строки (обычные и Unicode) имеют набор методов для работы с ними. В более ранних версиях Вы можете воспользоваться функциями, определенными в стандартном модуле string. Далее s — строка, к которой применяется метод.

Форматирование

center(width)

Возвращает строку длиной width, в центре которой расположена исходная строка (центрирует строку в поле заданной ширины). Строка дополняется до нужной длины пробелами. Если width меньше длины исходной строки, она возвращается без изменений.

ljust(width)

Возвращает копию исходной строки, дополненную справа пробелами (выравнивает строку влево в поле заданной ширины). Если width меньше длины исходной строки, она возвращается без изменений.

rjust(width)

Возвращает копию исходной строки, дополненную слева пробелами (выравнивает строку вправо в поле заданной ширины). Если width меньше длины исходной строки, она возвращается без изменений.

Поиск вхождений

count(sub [, start [, end]])

Возвращает количество вхождений подстроки sub в s[start:end]. Необязательные аргументы start и end интерпретируются так же, как и в операции среза (раздел 11.2).