1.Python中數據類型

Python中數據類型

計算機顧名思義就是可以做數學計算的機器，因此，計算機程序理所當然地可以處理各種數值。但是，計算機能處理的遠不止數值，還可以處理文本、圖形、音頻、視頻、網頁等各種各樣的數據，不同的數據，需要定義不同的數據類型。在Python中，能夠直接處理的數據類型有以下幾種：

一、整數

Python可以處理任意大小的整數，當然包括負整數，在Python程序中，整數的表示方法和數學上的寫法一模一樣，例如：1，100，-8080，0，等等。

計算機由于使用二進制，所以，有時候用十六進制表示整數比較方便，十六進制用0x前綴和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2，等等。

二、浮點數

浮點數也就是小數，之所以稱為浮點數，是因為按照科學記數法表示時，一個浮點數的小數點位置是可變的，比如，1.23x10^9 和12.3x10^8 是相等的。浮點數可以用數學寫法，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是對于很大或很小的浮點數，就必須用科學計數法表示，把10用e替代，1.23x10^9就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以寫成1.2e-5，等等。

整數和浮點數在計算機內部存儲的方式是不同的，整數運算永遠是精確的（除法難道也是精確的？是的！），而浮點數運算則可能會有四舍五入的誤差。

三、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個字符。

四、布爾值

布爾值和布爾代數的表示完全一致，一個布爾值只有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），也可以通過布爾運算計算出來。

布爾值可以用and、or和not運算。

and運算是與運算，只有所有都為 True，and運算結果才是 True。

or運算是或運算，只要其中有一個為 True，or 運算結果就是 True。

not運算是非運算，它是一個單目運算符，把 True 變成 False，False 變成 True。

五、空值

空值是Python里一個特殊的值，用None表示。None不能理解為0，因為0是有意義的，而None是一個特殊的空值。

此外，Python還提供了列表、字典等多種數據類型，還允許創建自定義數據類型，我們后面會繼續講到

2.Python之print語句

print語句可以向屏幕上輸出指定的文字。比如輸出'hello, world'，用代碼實現如下：

>>> print 'hello, world'

注意：

1.當我們在Python交互式環境下編寫代碼時，>>>是Python解釋器的提示符，不是代碼的一部分。

2.當我們在文本編輯器中編寫代碼時，千萬不要自己添加 >>>。

print語句也可以跟上多個字符串，用逗號“,”隔開，就可以連成一串輸出：

>>> print 'The quick brown fox', 'jumps over', 'the lazy dog'
The quick brown fox jumps over the lazy dog

print會依次打印每個字符串，遇到逗號“,”會輸出一個空格

print也可以打印整數，或者計算結果：

>>> print 300
300    #運行結果
>>> print 100 + 200
300    #運行結果

因此，我們可以把計算100 + 200的結果打印得更漂亮一點：

>>> print '100 + 200 =', 100 + 200
100 + 200 = 300     #運行結果

注意: 對于100 + 200，Python解釋器自動計算出結果300，但是，'100 + 200 ='是字符串而非數學公式，Python把它視為字符串，請自行解釋上述打印結果。

3.Python的注釋

任何時候，我們都可以給程序加上注釋。注釋是用來說明代碼的，給自己或別人看，而程序運行的時候，Python解釋器會直接忽略掉注釋，所以，有沒有注釋不影響程序的執行結果，但是影響到別人能不能看懂你的代碼。

Python的注釋以 #開頭，后面的文字直到行尾都算注釋

# 這一行全部都是注釋...
print 'hello' # 這也是注釋

注釋還有一個巧妙的用途，就是一些代碼我們不想運行，但又不想刪除，就可以用注釋暫時屏蔽掉：

# 暫時不想運行下面一行代碼:
# print 'hello, python.'

4.Python中什么是變量

在Python中，變量的概念基本上和初中代數的方程變量是一致的。

例如，對于方程式 y=x*x ，x就是變量。當x=2時，計算結果是4，當x=5時，計算結果是25。

只是在計算機程序中，變量不僅可以是數字，還可以是任意數據類型。

在Python程序中，變量是用一個變量名表示，變量名必須是大小寫英文、數字和下劃線（_）的組合，且不能用數字開頭，比如：

a = 1

變量a是一個整數。

t_007 = 'T007'

變量t_007是一個字符串。

在Python中，等號=是賦值語句，可以把任意數據類型賦值給變量，同一個變量可以反復賦值，而且可以是不同類型的變量，例如：

a = 123 # a是整數
print a
a = 'imooc' # a變為字符串
print a

這種變量本身類型不固定的語言稱之為動態語言，與之對應的是靜態語言。
靜態語言在定義變量時必須指定變量類型，如果賦值的時候類型不匹配，就會報錯。例如Java是靜態語言，賦值語句如下（// 表示注釋）：

int a = 123; // a是整數類型變量
a = "mooc"; // 錯誤：不能把字符串賦給整型變量

和靜態語言相比，動態語言更靈活，就是這個原因。

請不要把賦值語句的等號等同于數學的等號。比如下面的代碼：

x = 10
x = x + 2

如果從數學上理解x = x + 2那無論如何是不成立的，在程序中，賦值語句先計算右側的表達式x + 2，得到結果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，理解變量在計算機內存中的表示也非常重要。當我們寫：a = 'ABC'
時，Python解釋器干了兩件事情：

1. 在內存中創建了一個'ABC'的字符串；

2. 在內存中創建了一個名為a的變量，并把它指向'ABC'。

也可以把一個變量a賦值給另一個變量b，這個操作實際上是把變量b指向變量a所指向的<font color=#0099ff size=12 face="黑體">黑體</font>，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的內容到底是'ABC'呢還是'XYZ'？如果從數學意義上理解，就會錯誤地得出b和a相同，也應該是'XYZ'，但實際上b的值是'ABC'，讓我們一行一行地執行代碼，就可以看到到底發生了什么事：
執行a = 'ABC'，解釋器創建了字符串 'ABC'和變量 a，并把a指向 'ABC'：

5.Python中定義字符串

前面我們講解了什么是字符串。字符串可以用''或者""括起來表示。

如果字符串本身包含'怎么辦？比如我們要表示字符串I'm OK ，這時，可以用" "括起來表示：

"I'm OK"

類似的，如果字符串包含"，我們就可以用' '括起來表示：

'Learn "Python" in imooc'

如果字符串既包含'又包含"怎么辦？

這個時候，就需要對字符串的某些特殊字符進行“轉義”，Python字符串用\進行轉義。

要表示字符串 Bob said "I'm OK".
由于 ' 和 " 會引起歧義，因此，我們在它前面插入一個\表示這是一個普通字符，不代表字符串的起始，因此，這個字符串又可以表示為

'Bob said \"I\'m OK\".'

注意：轉義字符 \ 不計入字符串的內容中。

常用的轉義字符還有：

\n 表示換行
\t 表示一個制表符
\\ 表示 \ 字符本身

6.Python中raw字符串與多行字符串

Python中raw字符串與多行字符串
如果一個字符串包含很多需要轉義的字符，對每一個字符都進行轉義會很麻煩。為了避免這種情況，我們可以在字符串前面加個前綴 r ，表示這是一個 raw 字符串，里面的字符就不需要轉義了。例如：

r'\(~_~)/ \(~_~)/'

但是r'...'表示法不能表示多行字符串，也不能表示包含'和 "的字符串（為什么？）

因為不能區分\n不會被解釋成換行',"也不會被轉譯

如果要表示多行字符串，可以用'''...'''表示：

'''Line 1
Line 2
Line 3'''

上面這個字符串的表示方法和下面的是完全一樣的：

'Line 1\nLine 2\nLine 3'

還可以在多行字符串前面添加 r ，把這個多行字符串也變成一個raw字符串：

r'''Python is created by "Guido".
It is free and easy to learn.
Let's start learn Python in imooc!'''

7.Python中Unicode字符串

字符串還有一個編碼問題。

因為計算機只能處理數字，如果要處理文本，就必須先把文本轉換為數字才能處理。最早的計算機在設計時采用8個比特（bit）作為一個字節（byte），所以，一個字節能表示的最大的整數就是255（二進制11111111=十進制255），0 - 255被用來表示大小寫英文字母、數字和一些符號，這個編碼表被稱為ASCII編碼，比如大寫字母 A 的編碼是65，小寫字母 z 的編碼是122。

如果要表示中文，顯然一個字節是不夠的，至少需要兩個字節，而且還不能和ASCII編碼沖突，所以，中國制定了GB2312編碼，用來把中文編進去。

類似的，日文和韓文等其他語言也有這個問題。為了統一所有文字的編碼，Unicode應運而生。Unicode把所有語言都統一到一套編碼里，這樣就不會再有亂碼問題了。

Unicode通常用兩個字節表示一個字符，原有的英文編碼從單字節變成雙字節，只需要把高字節全部填為0就可以。

因為Python的誕生比Unicode標準發布的時間還要早，所以最早的Python只支持ASCII編碼，普通的字符串'ABC'在Python內部都是ASCII編碼的。

Python在后來添加了對Unicode的支持，以Unicode表示的字符串用u'...'表示，比如：

print u'中文'

中文
注意: 不加 u ，中文就不能正常顯示。

Unicode字符串除了多了一個 u 之外，與普通字符串沒啥區別，轉義字符和多行表示法仍然有效：

轉義：

u'中文\n日文\n韓文'

多行：

u'''第一行
第二行'''
raw+多行：

ur'''Python的Unicode字符串支持"中文",
"日文",
"韓文"等多種語言'''

如果中文字符串在Python環境下遇到 UnicodeDecodeError，這是因為.py文件保存的格式有問題。可以在第一行添加注釋

# -*- coding: utf-8 -*-
目的是告訴Python解釋器，用UTF-8編碼讀取源代碼。然后用Notepad++ 另存為... 并選擇UTF-8格式保存。

# -*- coding: utf-8 -*-

print u'''靜夜思
床前明月光，
疑是地上霜。
舉頭望明月，
低頭思故鄉。'''

我上面的代碼運行后報錯如下：

<pre>Traceback (most recent call last): File "index.py", line 7, in <module> 低頭思故鄉。''' UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-2: ordinal not in range(128)

錯誤原因：編碼沖突（Unicode VS utf-8）
解釋：代碼編輯第一行的注釋#-*-coding:utf-8 -*-,表明以下Python代碼使用utf-8編碼，但是很多人把題目要求的輸出語句寫成print u'" ..."',這樣就又要讓解釋器使用Unicode編碼輸出，導致解碼出錯。我們應該記住以何種方式編碼就應以何種方式解碼，否則就很有可能出現編碼錯誤。

8.Python中整數和浮點數

Python支持對整數和浮點數直接進行四則混合運算，運算規則和數學上的四則運算規則完全一致。

基本的運算：

1 + 2 + 3   # ==> 6
4 * 5 - 6   # ==> 14
7.5 / 8 + 2.1   # ==> 3.0375

使用括號可以提升優先級，這和數學運算完全一致，注意只能使用小括號，但是括號可以嵌套很多層：

(1 + 2) * 3    # ==> 9
(2.2 + 3.3) / (1.5 * (9 - 0.3))    # ==> 0.42145593869731807

和數學運算不同的地方是，Python的整數運算結果仍然是整數，浮點數運算結果仍然是浮點數：

1 + 2    # ==> 整數 3
1.0 + 2.0    # ==> 浮點數 3.0

但是整數和浮點數混合運算的結果就變成浮點數了：

1 + 2.0    # ==> 浮點數 3.0

為什么要區分整數運算和浮點數運算呢？這是因為整數運算的結果永遠是精確的，而浮點數運算的結果不一定精確，因為計算機內存再大，也無法精確表示出無限循環小數，比如 0.1換成二進制表示就是無限循環小數。

那整數的除法運算遇到除不盡的時候，結果難道不是浮點數嗎？我們來試一下：

11 / 4    # ==> 2

令很多初學者驚訝的是，Python(Java,objective-c等也是)的整數除法，即使除不盡，結果仍然是整數，余數直接被扔掉。不過，Python提供了一個求余的運算 % 可以計算余數：

11 % 4    # ==> 3

如果我們要計算11 / 4 的精確結果，按照“整數和浮點數混合運算的結果是浮點數”的法則，把兩個數中的一個變成浮點數再運算就沒問題了：

11.0 / 4    # ==> 2.75

9.Python中布爾類型

我們已經了解了Python支持布爾類型的數據，布爾類型只有True和False兩種值，但是布爾類型有以下幾種運算：

與運算：只有兩個布爾值都為 True 時，計算結果才為 True。

True and True   # ==> True
True and False   # ==> False
False and True   # ==> False
False and False   # ==> False

或運算：只要有一個布爾值為 True，計算結果就是 True。

True or True   # ==> True
True or False   # ==> True
False or True   # ==> True
False or False   # ==> False

非運算：把True變為False，或者把False變為True：

not True   # ==> False
not False   # ==> True

布爾運算在計算機中用來做條件判斷，根據計算結果為True或者False，計算機可以自動執行不同的后續代碼。

在Python中，布爾類型還可以與其他數據類型做 and、or和not運算，請看下面的代碼：

a = True
print a and 'a=T' or 'a=F'

計算結果不是布爾類型，而是字符串 'a=T'，這是為什么呢？

因為Python把0、空字符串''和None看成 False，其他數值和非空字符串都看成 True，所以：

True and 'a=T' 計算結果是 'a=T'
繼續計算 'a=T' or 'a=F' 計算結果還是 'a=T'
要解釋上述結果，又涉及到 and 和 or 運算的一條重要法則：短路計算。

1. 在計算 a and b 時，如果 a 是 False，則根據與運算法則，整個結果必定為 False，因此返回 a；如果 a 是 True，則整個計算結果必定取決與 b，因此返回 b。

2. 在計算 a or b 時，如果 a 是 True，則根據或運算法則，整個計算結果必定為 True，因此返回 a；如果 a 是 False，則整個計算結果必定取決于b，因此返回 b。

所以Python解釋器在做布爾運算時，只要能提前確定計算結果，它就不會往后算了，直接返回結果。

a = 'python'
print 'hello,', a or 'world' #hello,python

b = ''
print 'hello,', b or 'world' #hello,world