3、Python變量和數(shù)據(jù)類型

?1、python的數(shù)據(jù)類型

計算機顧名思義就是可以做數(shù)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(shù)值。但是,計算機能處理的遠不止數(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:

一、整數(shù)

Python可以處理任意大小的整數(shù),當然包括負整數(shù),在Python程序中,整數(shù)的表示方法和數(shù)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(shù)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(shù)

浮點數(shù)也就是小數(shù),之所以稱為浮點數(shù),是因為按照科學記數(shù)法表示時,一個浮點數(shù)的小數(shù)點位置是可變的,比如,1.23x10^9和12.3x10^8是相等的。浮點數(shù)可以用數(shù)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(shù),就必須用科學計數(shù)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(shù)和浮點數(shù)在計算機內(nèi)部存儲的方式是不同的,整數(shù)運算永遠是精確的(除法難道也是精確的?是的?。?,而浮點數(shù)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,''""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(shù)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(jié)果才是 True。

or運算是或運算,只要其中有一個為 True,or 運算結(jié)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,F(xiàn)alse 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(shù)據(jù)類型,還允許創(chuàng)建自定義數(shù)據(jù)類型

2、Python之print語句

1.當我們在Python交互式環(huán)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會依次打印每個字符串,遇到逗號“,”會輸出一個空格,因此,輸出的字符串是這樣拼起來的: ? ?

print也可以打印整數(shù),或者計算結(jié)果:

3、Python的注釋

#

4、Python什么是變量

在Python中,變量的概念基本上和初中代數(shù)的方程變量是一致的。

例如,對于方程式y(tǒng)=x*x?,x就是變量。當x=2時,計算結(jié)果是4,當x=5時,計算結(jié)果是25。

只是在計算機程序中,變量不僅可以是數(shù)字,還可以是任意數(shù)據(jù)類型。

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(shù)字和下劃線(_)的組合,且不能用數(shù)字開頭,比如:

a = 1

變量a是一個整數(shù)。

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(shù)據(jù)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(shù)

print a

a = 'imooc'? # a變?yōu)樽址?/p>

print a

這種變量本身類型不固定的語言稱之為動態(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(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 = "mooc"; // 錯誤:不能把字符串賦給整型變量

和靜態(tài)語言相比,動態(tài)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(shù)學的等號。比如下面的代碼:

x = 10

x = x + 2

如果從數(shù)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(cè)的表達式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,理解變量在計算機內(nèi)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(nèi)存中創(chuàng)建了一個'ABC'的字符串;

2. 在內(nèi)存中創(chuàng)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)學意義上理解,就會錯誤地得出b和a相同,也應(yīng)該是'XYZ',但實際上b的值是'ABC'

5、Python中定義轉(zhuǎn)義字符

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(zhuǎn)義”,Python字符串用\進行轉(zhuǎn)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(zhuǎn)義字符 \ 不計入字符串的內(nèi)容中。

常用的轉(zhuǎn)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

如果一個字符串包含很多需要轉(zhuǎn)義的字符,對每一個字符都進行轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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?)

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(shù)字,如果要處理文本,就必須先把文本轉(zhuǎn)換為數(shù)字才能處理。最早的計算機在設(shè)計時采用8個比特(bit)作為一個字節(jié)(byte),所以,一個字節(jié)能表示的最大的整數(shù)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(shù)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(jié)是不夠的,至少需要兩個字節(jié),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(tǒng)一所有文字的編碼,Unicode應(yīng)運而生。Unicode把所有語言都統(tǒng)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(jié)表示一個字符,原有的英文編碼從單字節(jié)變成雙字節(jié),只需要把高字節(jié)全部填為0就可以。

因為Python的誕生比Unicode標準發(fā)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(nèi)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(qū)別,轉(zhuǎn)義字符和多行表示法仍然有效:

轉(zhuǎn)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(huán)境下遇到 UnicodeDecodeError,這是因為.py文件保存的格式有問題??梢栽诘谝恍刑砑幼⑨?/p>

# -*- 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。

8、Python中整數(shù)和浮點數(shù)

Python支持對整數(shù)和浮點數(shù)直接進行四則混合運算,運算規(guī)則和數(shù)學上的四則運算規(guī)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(yōu)先級,這和數(shù)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(shù)學運算不同的地方是,Python的整數(shù)運算結(jié)果仍然是整數(shù),浮點數(shù)運算結(jié)果仍然是浮點數(shù):

1 + 2? ? # ==> 整數(shù) 3

1.0 + 2.0? ? # ==> 浮點數(shù) 3.0

但是整數(shù)和浮點數(shù)混合運算的結(jié)果就變成浮點數(shù)了:

1 + 2.0? ? # ==> 浮點數(shù) 3.0

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

那整數(shù)的除法運算遇到除不盡的時候,結(jié)果難道不是浮點數(shù)嗎?我們來試一下:

11 / 4? ? # ==> 2

令很多初學者驚訝的是,Python的整數(shù)除法,即使除不盡,結(jié)果仍然是整數(shù),余數(shù)直接被扔掉。不過,Python提供了一個求余的運算 % 可以計算余數(shù):

11 % 4? ? # ==> 3

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

11.0 / 4? ? # ==> 2.75

3、Python中布爾類型

我們已經(jīng)了解了Python支持布爾類型的數(shù)據(jù),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(jié)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(jié)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?yōu)镕alse,或者把False變?yōu)門rue:

not True? # ==> False

not False? # ==> True

布爾運算在計算機中用來做條件判斷,根據(jù)計算結(jié)果為True或者False,計算機可以自動執(zhí)行不同的后續(xù)代碼。

在Python中,布爾類型還可以與其他數(shù)據(jù)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(jié)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(shù)值和非空字符串都看成?True,所以:

True and 'a=T' 計算結(jié)果是 'a=T'

繼續(xù)計算 'a=T' or 'a=F' 計算結(jié)果還是 'a=T'

要解釋上述結(jié)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(jù)與運算法則,整個結(jié)果必定為 False,因此返回 a;如果 a 是 True,則整個計算結(jié)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(jù)或運算法則,整個計算結(jié)果必定為 True,因此返回 a;如果 a 是 False,則整個計算結(jié)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(jié)果,它就不會往后算了,直接返回結(jié)果。

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