实验02 运算符、表达式及数字类型操作.docx

### 实验02 运算符、表达式及数字类型操作 #### 一、实验目的 本次实验旨在通过一系列实际操作加深对Python编程语言中基本概念的理解与运用能力。具体目标包括： 1. **掌握 Python 语言中数据的表示方式**：熟悉Python中的基本数据类型及其如何在代码中表示。 2. **了解 Python 中的主要数据类型**：能够识别并理解Python中常见的数据类型，如整型、浮点型、布尔型等。 3. **掌握 Python 中数字类型的使用**：熟练运用Python中的数字类型进行数学运算，并了解不同类型之间的转换。 4. **掌握 Python 运算符的运算规则**：熟悉Python中的各种运算符及其优先级，能够在复杂表达式中正确应用。 5. **掌握输入、输出函数的使用方法**：学会使用`input()`函数接收用户输入，并利用`print()`函数展示结果。 #### 二、实验内容详解 ##### 1. 表达式计算 已知变量`x=10`，`y=3`，需要计算以下表达式的值： - `x+y`：加法运算，结果为13。 - `x**y`：指数运算，表示x的y次幂，结果为1000。 - `x/y`：除法运算，结果为3.3333333333333335。 - `x//y`：整数除法，结果为3。 - `x%y`：取模运算，结果为1。 - `x and y`：逻辑与运算，在数值运算中如果x为真则返回y的值，结果为3。 - `x or y`：逻辑或运算，如果x为真则直接返回x，结果为10。 - `not y`：逻辑非运算，如果y为真，则返回False，结果为False。 - `x>y`：比较运算，结果为True。 - `x<=y`：比较运算，结果为False。 - `x|y`：按位或运算，结果为11。 - `x&y`：按位与运算，结果为2。 - `x<<y`：左移运算，即将x的二进制表示向左移动y位，结果为80。 - `x>>y`：右移运算，即将x的二进制表示向右移动y位，结果为1。 - `x>>y-3`：右移运算，结果为80（这里假设是`x>>(y-3)`，即`x>>0`）。 - `x==y`：相等比较运算，结果为False。 - `x+True`：布尔值True作为整数1参与运算，结果为11。 - `y-False`：布尔值False作为整数0参与运算，结果为3。 - `x%y!=1`：不等于运算，结果为False。 ##### 2. 求解二次方程 要求解形如`ax^2 + bx + c = 0`的二次方程，首先需要获取用户输入的a、b、c的值，然后根据求根公式计算方程的解。求根公式为： \[ x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a} \] 需要注意的是，为了确保方程有实数解，需要满足判别式\(b^2 - 4ac \geq 0\)。若满足条件，则可以调用`math.sqrt()`函数计算平方根。例如，可以编写如下Python代码实现这一过程： ```python import math a = float(input("请输入a的值: ")) b = float(input("请输入b的值: ")) c = float(input("请输入c的值: ")) delta = b**2 - 4*a*c if delta >= 0: x1 = (-b + math.sqrt(delta)) / (2*a) x2 = (-b - math.sqrt(delta)) / (2*a) print(f"方程的解为: x1 = {x1}, x2 = {x2}") else: print("方程无实数解") ``` ##### 3. 计算球的表面积和体积 球的表面积公式为\(4\pi r^2\)，体积公式为\(\frac{4}{3}\pi r^3\)，其中r为球的半径，π可通过`math.pi`获得。例如： ```python import math radius = float(input("请输入球的半径: ")) surface_area = 4 * math.pi * radius**2 volume = (4/3) * math.pi * radius**3 print(f"球的表面积为: {surface_area:.2f}") print(f"球的体积为: {volume:.2f}") ``` ##### 4. 交换两个变量的值 交换两个变量a和b的值可以通过多种方法实现，例如使用临时变量t： ```python a = int(input("请输入a的值: ")) b = int(input("请输入b的值: ")) print(f"交换前，a={a}, b={b}") # 使用第三个变量 t = a a = b b = t print(f"交换后，a={a}, b={b}") ``` 或者利用Python特有的多重赋值特性简化代码： ```python a = int(input("请输入a的值: ")) b = int(input("请输入b的值: ")) print(f"交换前，a={a}, b={b}") # 多重赋值 a, b = b, a print(f"交换后，a={a}, b={b}") ``` 以上实验内容覆盖了Python中的基本运算符、表达式处理以及输入输出函数的应用，有助于巩固对Python语言基础知识的理解。