數(shù)據(jù)類型
計(jì)算機(jī)顧名思義是可以做數(shù)學(xué)計(jì)算的機(jī)器, 因此, 計(jì)算機(jī)程序理所當(dāng)然地就可以處理各種數(shù)值。但是, 計(jì)算機(jī)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(yè)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0x前綴和0-9, a-f表示, 例如:0xff0, 0xa5b4c3d2, 等等。
浮點(diǎn)數(shù)
浮點(diǎn)數(shù)也就是小數(shù)兒, 之所以成為浮點(diǎn)數(shù), 是因?yàn)榘凑湛茖W(xué)計(jì)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是完全相等的。 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(duì)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, 1.23x10^9, 或者12.3e8, 0.000012可以寫成1.23-5,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!)而浮點(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(lái)的任意文本, 比如'abc', "abc"等等。請(qǐng)注意, '' 和"" 本身也是一種表達(dá)方式, 不是字符串的一部份, 因此, 字符串'abc'只有a, b, c這三個(gè)字符。如果'本身也是一個(gè)字符, 那就可以用""括起來(lái), 比如"I'm OK"包含的字符是I, ', m, 空格, O , K這6個(gè)字符。
如果字符串中內(nèi)部既包含‘又包含“怎么辦呢?可以使用轉(zhuǎn)義字符\來(lái)標(biāo)識(shí), 比如:
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:
有的時(shí)候, 我們可能需要輸入多行文字, 這個(gè)時(shí)候使用\n又不是很方便, 也不利于閱讀, 為了簡(jiǎn)化, Python用'''...'''的格式表示多行內(nèi)容, 可以自己試試:
從上圖中看到, 如果輸入多行文字時(shí), 提示符從>>>變?yōu)?.., 提示你可以接著上一行輸入。 如果寫成把程序?qū)懭胛募校?就是:
print('''line1
line2
line3
''')
在'''..'''*前面加上r使用, 告訴編譯器這是一個(gè)raw string。大家看看下面的區(qū)別:
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(qǐng)注意大小寫), 也可以通過(guò)布爾運(yùn)算計(jì)算出來(lái):
布爾值可以用and, or 和 not運(yùn)算。
and運(yùn)算是與運(yùn)算, 口訣:全是True, 才為True。
or運(yùn)算是或運(yùn)算, 口訣:有一個(gè)True, 就為True
not運(yùn)算是非運(yùn)算, 口訣:值總是相反的
布爾運(yùn)算經(jīng)常用到條件判斷中,比如:
空值
空值是Python中里的一個(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, 后續(xù)還會(huì)陸續(xù)講到
變量
變量的概念基本上和初中袋鼠的方程變量是一致的,只有在計(jì)算機(jī)程序中,變量不僅可以是數(shù)字, 還可以是任意的數(shù)據(jù)類型。
變量在程序中就是一個(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, 而且不能用數(shù)字開(kāi)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。
···
Anwer = True
···
變量Anwer是一個(gè)布爾值True。
在Python中, 等號(hào)=是賦值語(yǔ)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:
其中type()函數(shù)是一個(gè)查看類型參數(shù)。
這種變量本身類型不固定的語(yǔ)言稱之為動(dòng)態(tài)語(yǔ)言, 與之對(duì)應(yīng)的是靜態(tài)語(yǔ)言。 靜態(tài)語(yǔ)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(yǔ)言, 賦值語(yǔ)句如下(// 表示注釋)
int a = 123 // a是整型變量
a = "ABC"; // 錯(cuò)誤; 不能百字符串賦值個(gè)整型變量
跟靜態(tài)語(yǔ)言相比, 動(dòng)態(tài)語(yǔ)言更加靈活, 就是這個(gè)原因。
請(qǐng)不要把賦值語(yǔ)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(wú)論如何是不成立的, 在程序中, 賦值語(yǔ)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:
- 在內(nèi)存中創(chuàng)建了一個(gè)‘ABC’的字符串;
- 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b指向變量a的數(shù)據(jù), 例如下面的代碼:
最后一行打印出變量b的內(nèi)容打印的是ABC? 因?yàn)樗毁x值了。
看看下面的過(guò)程, 首先a = 'ABC', 解釋器創(chuàng)建了字符串‘ABC’和變量a, 并把a(bǔ)指向‘ABC’:
執(zhí)行b=a, 解釋器創(chuàng)建了變量b, 并把b指向a的字符串‘ABC’:
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(méi)有更改:
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"。 在Python中, 通常用全部大寫的變量名表示常量:
PI = 3.14159255359
但事實(shí)上PI仍然是一個(gè)變量, Python根本沒(méi)有任何機(jī)制保證PI不會(huì)被改變, 所以, 用全部大些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(méi)人能攔住你。
最后解釋一下整數(shù)的除法為什么也是精確地。 在Python中, 有兩種除法, 一種除法是/; 另一種是//。
/:
/除法計(jì)算結(jié)果是浮點(diǎn)數(shù), 即使是兩個(gè)整數(shù)恰好整除,結(jié)果也是浮點(diǎn)數(shù):
//, 稱為地板除, 連個(gè)整數(shù)的除法仍然是整數(shù):
你沒(méi)有看錯(cuò), 整數(shù)的地板除//永遠(yuǎn)是整數(shù), 即使除不盡。 要做精確地除法, 使用/就可以。
因?yàn)?/ 除法只取結(jié)果的整數(shù)部分, 所以Python還提供了一 個(gè)余數(shù)運(yùn)算, 可以得到兩個(gè)整數(shù)相除的余數(shù):
無(wú)論整數(shù)做//除法還是取余數(shù), 結(jié)果都是整數(shù), 所以, 整數(shù)運(yùn)算結(jié)果都是精確的。
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(duì)象”, 而變量就是在程序中用來(lái)指向這些數(shù)據(jù)對(duì)象的, 對(duì)象變量賦值就是把數(shù)據(jù)和變量給關(guān)聯(lián)起來(lái)。
注意:Python的整數(shù)就是沒(méi)有大小限制, 而某些語(yǔ)言的整數(shù)根據(jù)其存儲(chǔ)長(zhǎng)度是有大小限制的, 例如java對(duì)32位整數(shù)的范圍限制在-2147483648-2147483647。
Python的浮點(diǎn)數(shù)也沒(méi)有大小限制, 但是超出一定范圍就直接表示為inf(無(wú)限大)。