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詳細(xì)解析Python當(dāng)中的數(shù)據(jù)類型和變量

 更新時(shí)間:2015年04月25日 16:58:54   作者:廖雪峰  
這篇文章主要介紹了Python當(dāng)中的數(shù)據(jù)類型和變量,是Python學(xué)習(xí)當(dāng)中的基礎(chǔ)知識(shí),需要的朋友可以參考下

數(shù)據(jù)類型

計(jì)算機(jī)顧名思義就是可以做數(shù)學(xué)計(jì)算的機(jī)器,因此,計(jì)算機(jī)程序理所當(dāng)然地可以處理各種數(shù)值。但是,計(jì)算機(jī)能處理的遠(yuǎn)不止數(shù)值,還可以處理文本、圖形、音頻、視頻、網(wǎng)頁等各種各樣的數(shù)據(jù),不同的數(shù)據(jù),需要定義不同的數(shù)據(jù)類型。在Python中,能夠直接處理的數(shù)據(jù)類型有以下幾種:
整數(shù)

Python可以處理任意大小的整數(shù),當(dāng)然包括負(fù)整數(shù),在程序中的表示方法和數(shù)學(xué)上的寫法一模一樣,例如:1,100,-8080,0,等等。

計(jì)算機(jī)由于使用二進(jìn)制,所以,有時(shí)候用十六進(jìn)制表示整數(shù)比較方便,十六進(jìn)制用0x前綴和0-9,a-f表示,例如:0xff00,0xa5b4c3d2,等等。
浮點(diǎn)數(shù)

浮點(diǎn)數(shù)也就是小數(shù),之所以稱為浮點(diǎn)數(shù),是因?yàn)榘凑湛茖W(xué)記數(shù)法表示時(shí),一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置是可變的,比如,1.23x109和12.3x108是相等的。浮點(diǎn)數(shù)可以用數(shù)學(xué)寫法,如1.23,3.14,-9.01,等等。但是對于很大或很小的浮點(diǎn)數(shù),就必須用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示,把10用e替代,1.23x109就是1.23e9,或者12.3e8,0.000012可以寫成1.2e-5,等等。

整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的方式是不同的,整數(shù)運(yùn)算永遠(yuǎn)是精確的(除法難道也是精確的?是的?。↑c(diǎn)數(shù)運(yùn)算則可能會(huì)有四舍五入的誤差。
字符串

字符串是以''或""括起來的任意文本,比如'abc',"xyz"等等。請注意,''或""本身只是一種表示方式,不是字符串的一部分,因此,字符串'abc'只有a,b,c這3個(gè)字符。如果'本身也是一個(gè)字符,那就可以用""括起來,比如"I'm OK"包含的字符是I,',m,空格,O,K這6個(gè)字符。

如果字符串內(nèi)部既包含'又包含"怎么辦?可以用轉(zhuǎn)義字符\來標(biāo)識(shí),比如:

'I\'m \"OK\"!'

表示的字符串內(nèi)容是:

I'm "OK"!

轉(zhuǎn)義字符\可以轉(zhuǎn)義很多字符,比如\n表示換行,\t表示制表符,字符\本身也要轉(zhuǎn)義,所以\\表示的字符就是\,可以在Python的交互式命令行用print打印字符串看看:

>>> print 'I\'m ok.'
I'm ok.
>>> print 'I\'m learning\nPython.'
I'm learning
Python.
>>> print '\\\n\\'
\
\

如果字符串里面有很多字符都需要轉(zhuǎn)義,就需要加很多\,為了簡化,Python還允許用r''表示''內(nèi)部的字符串默認(rèn)不轉(zhuǎn)義,可以自己試試:

>>> print '\\\t\\'
\    \
>>> print r'\\\t\\'
\\\t\\

如果字符串內(nèi)部有很多換行,用\n寫在一行里不好閱讀,為了簡化,Python允許用'''...'''的格式表示多行內(nèi)容,可以自己試試:

>>> print '''line1
... line2
... line3'''
line1
line2
line3

上面是在交互式命令行內(nèi)輸入,如果寫成程序,就是:

print '''line1
line2
line3'''

多行字符串'''...'''還可以在前面加上r使用,請自行測試。
布爾值

布爾值和布爾代數(shù)的表示完全一致,一個(gè)布爾值只有True、False兩種值,要么是True,要么是False,在Python中,可以直接用True、False表示布爾值(請注意大小寫),也可以通過布爾運(yùn)算計(jì)算出來:

>>> True
True
>>> False
False
>>> 3 > 2
True
>>> 3 > 5
False

布爾值可以用and、or和not運(yùn)算。

and運(yùn)算是與運(yùn)算,只有所有都為True,and運(yùn)算結(jié)果才是True:

>>> True and True
True
>>> True and False
False
>>> False and False
False

or運(yùn)算是或運(yùn)算,只要其中有一個(gè)為True,or運(yùn)算結(jié)果就是True:

>>> True or True
True
>>> True or False
True
>>> False or False
False

not運(yùn)算是非運(yùn)算,它是一個(gè)單目運(yùn)算符,把True變成False,F(xiàn)alse變成True:

>>> not True
False
>>> not False
True

布爾值經(jīng)常用在條件判斷中,比如:

if age >= 18:
  print 'adult'
else:
  print 'teenager'

空值

空值是Python里一個(gè)特殊的值,用None表示。None不能理解為0,因?yàn)?是有意義的,而None是一個(gè)特殊的空值。

此外,Python還提供了列表、字典等多種數(shù)據(jù)類型,還允許創(chuàng)建自定義數(shù)據(jù)類型,我們后面會(huì)繼續(xù)講到。
變量

變量的概念基本上和初中代數(shù)的方程變量是一致的,只是在計(jì)算機(jī)程序中,變量不僅可以是數(shù)字,還可以是任意數(shù)據(jù)類型。

變量在程序中就是用一個(gè)變量名表示了,變量名必須是大小寫英文、數(shù)字和_的組合,且不能用數(shù)字開頭,比如:

a = 1

變量a是一個(gè)整數(shù)。

t_007 = 'T007'

變量t_007是一個(gè)字符串。

Answer = True

變量Answer是一個(gè)布爾值True。

在Python中,等號(hào)=是賦值語句,可以把任意數(shù)據(jù)類型賦值給變量,同一個(gè)變量可以反復(fù)賦值,而且可以是不同類型的變量,例如:

a = 123 # a是整數(shù)
print a
a = 'ABC' # a變?yōu)樽址?
print a

這種變量本身類型不固定的語言稱之為動(dòng)態(tài)語言,與之對應(yīng)的是靜態(tài)語言。靜態(tài)語言在定義變量時(shí)必須指定變量類型,如果賦值的時(shí)候類型不匹配,就會(huì)報(bào)錯(cuò)。例如Java是靜態(tài)語言,賦值語句如下(// 表示注釋):

int a = 123; // a是整數(shù)類型變量
a = "ABC"; // 錯(cuò)誤:不能把字符串賦給整型變量

和靜態(tài)語言相比,動(dòng)態(tài)語言更靈活,就是這個(gè)原因。

請不要把賦值語句的等號(hào)等同于數(shù)學(xué)的等號(hào)。比如下面的代碼:

x = 10
x = x + 2

如果從數(shù)學(xué)上理解x = x + 2那無論如何是不成立的,在程序中,賦值語句先計(jì)算右側(cè)的表達(dá)式x + 2,得到結(jié)果12,再賦給變量x。由于x之前的值是10,重新賦值后,x的值變成12。

最后,理解變量在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的表示也非常重要。當(dāng)我們寫:

a = 'ABC'

時(shí),Python解釋器干了兩件事情:

  1.     在內(nèi)存中創(chuàng)建了一個(gè)'ABC'的字符串;
  2.     在內(nèi)存中創(chuàng)建了一個(gè)名為a的變量,并把它指向'ABC'。

也可以把一個(gè)變量a賦值給另一個(gè)變量b,這個(gè)操作實(shí)際上是把變量b指向變量a所指向的數(shù)據(jù),例如下面的代碼:

a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print b

最后一行打印出變量b的內(nèi)容到底是'ABC'呢還是'XYZ'?如果從數(shù)學(xué)意義上理解,就會(huì)錯(cuò)誤地得出b和a相同,也應(yīng)該是'XYZ',但實(shí)際上b的值是'ABC',讓我們一行一行地執(zhí)行代碼,就可以看到到底發(fā)生了什么事:

執(zhí)行a = 'ABC',解釋器創(chuàng)建了字符串'ABC'和變量a,并把a(bǔ)指向'ABC':

2015425164902013.png (236×58)

執(zhí)行b = a,解釋器創(chuàng)建了變量b,并把b指向a指向的字符串'ABC':

2015425164937828.png (236×84)

執(zhí)行a = 'XYZ',解釋器創(chuàng)建了字符串'XYZ',并把a(bǔ)的指向改為'XYZ',但b并沒有更改:

2015425165000728.png (236×90)

所以,最后打印變量b的結(jié)果自然是'ABC'了。
常量

所謂常量就是不能變的變量,比如常用的數(shù)學(xué)常數(shù)π就是一個(gè)常量。在Python中,通常用全部大寫的變量名表示常量:

PI = 3.14159265359

但事實(shí)上PI仍然是一個(gè)變量,Python根本沒有任何機(jī)制保證PI不會(huì)被改變,所以,用全部大寫的變量名表示常量只是一個(gè)習(xí)慣上的用法,如果你一定要改變變量PI的值,也沒人能攔住你。

最后解釋一下整數(shù)的除法為什么也是精確的,可以試試:

>>> 10 / 3
3

你沒有看錯(cuò),整數(shù)除法永遠(yuǎn)是整數(shù),即使除不盡。要做精確的除法,只需把其中一個(gè)整數(shù)換成浮點(diǎn)數(shù)做除法就可以:

>>> 10.0 / 3
3.3333333333333335

因?yàn)檎麛?shù)除法只取結(jié)果的整數(shù)部分,所以Python還提供一個(gè)余數(shù)運(yùn)算,可以得到兩個(gè)整數(shù)相除的余數(shù):

>>> 10 % 3
1

無論整數(shù)做除法還是取余數(shù),結(jié)果永遠(yuǎn)是整數(shù),所以,整數(shù)運(yùn)算結(jié)果永遠(yuǎn)是精確的。
小結(jié)

Python支持多種數(shù)據(jù)類型,在計(jì)算機(jī)內(nèi)部,可以把任何數(shù)據(jù)都看成一個(gè)“對象”,而變量就是在程序中用來指向這些數(shù)據(jù)對象的,對變量賦值就是把數(shù)據(jù)和變量給關(guān)聯(lián)起來。
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