數據類型和變量

數據類型

計算機顧名思義就是能夠作數學計算的機器，所以，計算機程序理所固然地能夠處理各類數值。可是，計算機能處理的遠不止數值，還能夠處理文本、圖形、音頻、視頻、網頁等各類各樣的數據，不一樣的數據，須要定義不一樣的數據類型。在Python中，可以直接處理的數據類型有如下幾種：

整數

Python能夠處理任意大小的整數，固然包括負整數，在程序中的表示方法和數學上的寫法如出一轍，例如：1，100，-8080，0，等等。

計算機因爲使用二進制，因此，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。

浮點數

浮點數也就是小數，之因此稱爲浮點數，是由於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，好比，1.23x109和12.3x108是徹底相等的。浮點數能夠用數學寫法，如1.23，3.14，-9.01，等等。可是對於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，1.23x109就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012能夠寫成1.2e-5，等等。

整數和浮點數在計算機內部存儲的方式是不一樣的，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捨五入的偏差。

字符串

字符串是以單引號'或雙引號"括起來的任意文本，好比'abc'，"xyz"等等。請注意，''或""自己只是一種表示方式，不是字符串的一部分，所以，字符串'abc'只有a，b，c這3個字符。若是'自己也是一個字符，那就能夠用""括起來，好比"I'm OK"包含的字符是I，'，m，空格，O，K這6個字符。

若是字符串內部既包含'又包含"怎麼辦？能夠用轉義字符\來標識，好比：

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

表示的字符串內容是：

I'm "OK"!

轉義字符\能夠轉義不少字符，好比\n表示換行，\t表示製表符，字符\自己也要轉義，因此\\表示的字符就是\，能夠在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\\') \ \ 

若是字符串裏面有不少字符都須要轉義，就須要加不少\，爲了簡化，Python還容許用r''表示''內部的字符串默認不轉義，能夠本身試試：

>>> print('\\\t\\') \ \ >>> print(r'\\\t\\') \\\t\\ 

若是字符串內部有不少換行，用\n寫在一行裏很差閱讀，爲了簡化，Python容許用'''...'''的格式表示多行內容，能夠本身試試：

>>> print('''line1 ... line2 ... line3''') line1 line2 line3 

上面是在交互式命令行內輸入，注意在輸入多行內容時，提示符由>>>變爲...，提示你能夠接着上一行輸入。若是寫成程序，就是：

print('''line1 line2 line3''') 

多行字符串'''...'''還能夠在前面加上r使用，請自行測試。

布爾值

布爾值和布爾代數的表示徹底一致，一個布爾值只有True、False兩種值，要麼是True，要麼是False，在Python中，能夠直接用True、False表示布爾值（請注意大小寫），也能夠經過布爾運算計算出來：

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

布爾值能夠用and、or和not運算。

and運算是與運算，只有全部都爲True，and運算結果纔是True：

>>> True and True True >>> True and False False >>> False and False False >>> 5 > 3 and 3 > 1 True 

or運算是或運算，只要其中有一個爲True，or運算結果就是True：

>>> True or True True >>> True or False True >>> False or False False >>> 5 > 3 or 1 > 3 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：

>>> not True False >>> not False True >>> not 1 > 2 True 

布爾值常常用在條件判斷中，好比：

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

空值

空值是Python裏一個特殊的值，用None表示。None不能理解爲0，由於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，還容許建立自定義數據類型，咱們後面會繼續講到。

變量

變量的概念基本上和初中代數的方程變量是一致的，只是在計算機程序中，變量不只能夠是數字，還能夠是任意數據類型。

變量在程序中就是用一個變量名錶示了，變量名必須是大小寫英文、數字和_的組合，且不能用數字開頭，好比：

a = 1 

變量a是一個整數。

t_007 = 'T007' 

變量t_007是一個字符串。

Answer = True 

變量Answer是一個布爾值True。

在Python中，等號=是賦值語句，能夠把任意數據類型賦值給變量，同一個變量能夠反覆賦值，並且能夠是不一樣類型的變量，例如：

a = 123 # a是整數 print(a) a = 'ABC' # a變爲字符串 print(a) 

這種變量自己類型不固定的語言稱之爲動態語言，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，若是賦值的時候類型不匹配，就會報錯。例如Java是靜態語言，賦值語句以下（// 表示註釋）：

int a = 123; // a是整數類型變量 a = "ABC"; // 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，就是這個緣由。

請不要把賦值語句的等號等同於數學的等號。好比下面的代碼：

x = 10 x = x + 2 

若是從數學上理解x = x + 2那不管如何是不成立的，在程序中，賦值語句先計算右側的表達式x + 2，獲得結果12，再賦給變量x。因爲x以前的值是10，從新賦值後，x的值變成12。

最後，理解變量在計算機內存中的表示也很是重要。當咱們寫：

a = 'ABC' 

時，Python解釋器幹了兩件事情：

1. 在內存中建立了一個'ABC'的字符串；

2. 在內存中建立了一個名爲a的變量，並把它指向'ABC'。

也能夠把一個變量a賦值給另外一個變量b，這個操做其實是把變量b指向變量a所指向的數據，例以下面的代碼：

a = 'ABC' b = a a = 'XYZ' print(b) 

最後一行打印出變量b的內容究竟是'ABC'呢仍是'XYZ'？若是從數學意義上理解，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'，讓咱們一行一行地執行代碼，就能夠看到到底發生了什麼事：

執行a = 'ABC'，解釋器建立了字符串'ABC'和變量a，並把a指向'ABC'：

執行b = a，解釋器建立了變量b，並把b指向a指向的字符串'ABC'：

執行a = 'XYZ'，解釋器建立了字符串'XYZ'，並把a的指向改成'XYZ'，但b並無更改：

因此，最後打印變量b的結果天然是'ABC'了。

常量

所謂常量就是不能變的變量，好比經常使用的數學常數π就是一個常量。在Python中，一般用所有大寫的變量名錶示常量：

PI = 3.14159265359 

但事實上PI仍然是一個變量，Python根本沒有任何機制保證PI不會被改變，因此，用所有大寫的變量名錶示常量只是一個習慣上的用法，若是你必定要改變變量PI的值，也沒人能攔住你。

最後解釋一下整數的除法爲何也是精確的。在Python中，有兩種除法，一種除法是/：

>>> 10 / 3 3.3333333333333335 

/除法計算結果是浮點數，即便是兩個整數剛好整除，結果也是浮點數：

>>> 9 / 3 3.0 

還有一種除法是//，稱爲地板除，兩個整數的除法仍然是整數：

>>> 10 // 3 3 

你沒有看錯，整數的地板除//永遠是整數，即便除不盡。要作精確的除法，使用/就能夠。

由於//除法只取結果的整數部分，因此Python還提供一個餘數運算，能夠獲得兩個整數相除的餘數：

>>> 10 % 3 1 

不管整數作//除法仍是取餘數，結果永遠是整數，因此，整數運算結果永遠是精確的。

練習

請打印出如下變量的值：

n = 123
f = 456.789
s1 = 'Hello, world'
s2 = 'Hello, \'Adam\''
s3 = r'Hello, "Bart"'
s4 = r'''Hello,
Lisa!'''

 Run

小結

Python支持多種數據類型，在計算機內部，能夠把任何數據都當作一個「對象」，而變量就是在程序中用來指向這些數據對象的，對變量賦值就是把數據和變量給關聯起來。

注意：Python的整數沒有大小限制，而某些語言的整數根據其存儲長度是有大小限制的，例如Java對32位整數的範圍限制在-2147483648-2147483647。

Python的浮點數也沒有大小限制，可是超出必定範圍就直接表示爲inf（無限大）。