python的變量以及常用的數據類型

有關python的版本和安裝以及概念特點可以參考上篇博文，python語言基礎

此博文主要討論問題如下：
一、python的變量
二、python常用的數據類型

一、什么是python的變量？

變量是計算機內存的一塊區域，變量可以存儲任何值，而且值可以改變。變量名由字母、數字和下劃線組成。需要注意的是，不能使用python的關鍵字，英文大小寫字母敏感，第1個字符必須是字母或下劃線，不能是數字，示例代碼如下：

>>> x=1
>>> _x=2
>>> print(x)
1
>>> print(_x)
2

x和_x都是合法的變量名，print（）是輸出函數，能夠輸出變量的值，也可以不使用小括號。

python中的變量不需要聲明，變量的賦值操作即是變量聲明和定義的過程，如_x=2即是聲明和定義的過程。還可以給幾個變量同時賦值，示例代碼如下：

>>> a,b,c=4,5,6
>>> print (a)
4
>>> print(b,c)
5 6

a,b,c=4,5,6同時給3個變量進行了賦值操作，簡化了多個變量賦值的代碼。

二、python常用的數據類型有哪些？

python內置的數據類型有數字、字符串、元組、列表和字典。

1、數字

數字類型包括整~型、浮點型、布爾型等，聲明時由python內置的基本數據類型來管理變量，在程序的后臺實現數值與類型的關聯，以及轉換等操作。根據變量的值自動判斷變量的類型，程序員不需要關心變量空間是什么類型，只要知道創建的變量存放了一個數，程序只是對這個數值進行操作。

1）整型和浮點型
整數使用整~型表示，有小數位使用浮點型表示，示例代碼如下：

>>> w=123
>>> print(w)
123
>>> w=5.21
>>> print(w)
5.21

以上代碼首先定義了變量w=123，此時的w值是整數，w即使整型變量，當w=5.21時，w又成為了浮點型變量，由此可以看出，變量的類型是能改變的，這點與Java、C#語言等是有區別的。這是因為當python給已經存在
的變量再次賦值時，實際上是創建了一個新的變量，即使變量名相同，但標識并不相同，變量的標識可以使用id函數輸出。

>>> w=123
>>> print(id(w))
140709308982112
>>> 
>>> w=5.21
>>> print(id(w))
2193072831584

以上代碼都是對變量x的標識進行打印，賦值前后的標識并不相同。

2）布爾類型
布爾型用于邏輯運算，有兩個值True、False，表示真和假。示例代碼如下：

>>> 10>50
False
>>> 
>>> 30>15
True

3）python運算符
python中使用的算術運算符和數學運算中使用的符號基本相同，由+、-、*、/、%、//、 *****（加、減、乘、除、取余、整余、次方）和小括號組成運算順序也是先乘除后加減，小括號優先。示例代碼如下：

>>> x,y=10,2
>>> print(x+y,x-y,x*y,x/y)
12 8 20 5.0
>>> print (2+4*8)
34
>>> print((6+5)*4)
44

下面兩個算術運算符是%和****（求模運算和求冪運算），求模運算取余數，求冪是計算累乘的結果，也就是次方，示例代碼如下：

>>> 8%5
3
>>> 8%4
0
>>> 2**2
4
>>> 6**3
216
>>> 2**4
16

2、字符串

python中的字符串類型是一組包含數字、字母和符號的集合，作為一個整體使用。

1）字符串使用
python中有3種表示字符串的方式，單引號、雙引號、三引號，示例代碼如下：

>>> name='王五'
>>> address="長安街"
>>> content='''歡迎來到北京'''
>>> print (name)
王五
>>> print(address)
長安街
>>> print(content)
歡迎來到北京

變量name使用單引號，變量address使用雙引號，變量content使用三引號，他們都是合法的python字符串類型。需要注意的是，單引號和雙引號的作用是一樣的，可以根據習慣使用，但定義多行文字時，必須要使用三引號。

常用的轉義字符如下圖：

2）字符串的其他用法
python的字符串可以進行乘法的操作，可以用一個整型數字和字符串相乘，如用數字3乘字符串“a”,結果是字符串“aaa”，相同于字符串“a”連接了3遍，示例代碼如下：

>>> print(3*'a')
aaa
>>> print (5*'b')
bbbbb

3、列表

列表（list）是python中非常重要的數據類型，通常作為函數的返回類型。由一組元素組成，列表可以實現添加、刪除和查找操作，元素值可以被修改。

1）列表的定義
列表是python內置的一種數據結構，由中括號定義，元素以逗號分開，語法如下：

2）列表的取值
列表中的數據是有序的，按定義時的順序排好，可以單獨取出某一位置元素的數值，語法如下:

示例代碼如下：

>>> num=['111','222','333']
>>> print(num[0])
111
>>> print(num[1])
222
>>> print(num[2])
333

定義了列表num，存儲了3個字符串順序是‘111’、‘222’、‘333’，取值時用小括號列表名num加上中括號，數字表示索引位置，需要注意位置是由0開始依次遞增。

• 可以獲取列表知道范圍的一組元素，語法如下：
  
  可以輸出起始位置到終止位置前的元素，不包括終止位置，示例代碼如下：

  >>> num=['111','222','333','444']
  >>> print(num[0:1])
  ['111']
  >>> 
  >>> print(num[0:3])
  ['111', '222', '333']
  >>> print(num[1:2])
  ['222']
  >>> 
  >>> print(num[2:])
  ['333', '444']

  [0:1]表示由索引0開始，索引位置1之前的元素，所有只能取到第1個元素，[0：3]可以取到索引3之前的元素，即列表中第1、2、3個元素，其他的與此相同。

3）修改列表元素值
可以修改指定位置的列表元素值，語法如下：

示例代碼如下：

>>> num=['111','222','333','444']
>>> num[0]='001'        #修改
>>> print(num)
['001', '222', '333', '444']

定義列表時，索引位置0的元素是“111”，修改它的值為“001”后，索引位置0元素變為“001”。

4）添加列表元素
可以把一個元素添加到列表的最后，語法如下：

示例代碼如下：

>>> num=['111','222','333','444']
>>> print (num)
['111', '222', '333', '444']
>>> num.append('555')       #末尾添加新元素
>>> print (num)
['111', '222', '333', '444', '555']

使用append（’555‘）后，“555”被添加到列表的末尾。

• 在列表指定位置前插入新的元素，語法如下：
  
  示例代碼如下：

  >>> num=['111','222','333','444']
  >>> num.insert(1,'001')
  >>> print(num)
  ['111', '001', '222', '333', '444']

  語句insert（1，’001‘）的作用是在索引位置1前插入’001‘，索引位置1的當前元素是’222‘，’001‘插入到它的前面。

5）刪除列表元素
可以刪除列表指定索引位置的元素，語法如下：

示例代碼如下：

>>> num=['111','222','333']
>>> del (num[1])
>>> print(num)
['111', '333']

使用del刪除索引為1的元素’222‘后，輸出列表num中已經不存在’222‘元素。

6）查找列表元素
使用in關鍵字可以查找列表中是否存在指定的數值，語法如下：
元素值 in 列表名
返回布爾類型True或False
示例代碼如下：

>>> num=['111','222','333']
>>> ('111')in num
True
>>> ('444')in num
False

字符串’111‘在列表中存在，返回True；字符串’444‘在列表中不存在，返回False。

7）合并列表
多個列表可以使用加號進行合并，示例代碼如下：

>>> num1=['111','222']
>>> num2=['333','444']
>>> numAll=(num1+num2)
>>> print(numAll)
['111', '222', '333', '444']
>>> numAll=(num2+num1)
>>> print(numAll)
['333', '444', '111', '222']

定義了兩個列表num1和num2，使用加號進行合并操作時，加號后面的列表元素會追加到前面列表的后面。

8）重復列表
使用星號可以對列表進行重復操作，與單獨字符串乘法操作相似，示例代碼如下：

>>> num1=['111','222']
>>> num=(num1*5)
>>> print(num)
['111', '222', '111', '222', '111', '222', '111', '222', '111', '222']

4、元組

元組（tuple）和列表類似，也是python的一種數據結構，由不同的元素組成，每個元素可以存儲不同類型的數據，如字符串、數字、甚至元組。但元組是不可以修改的，即元組創建后不能做任何的修改操作，元組通常表示一行數據，而元組中的元素表示不同的數據項。

1）元組的創建
元組由關鍵字小括號定義，一旦創建后就不能修改元組的內容，定義的語法如下：

如下修改柱狀圖的代碼，加入元組的定義，示例代碼如下：

>>>import matplotlib.pyplot as plt
>>> x=(1,9)            #元組
>>> height_all=(6,10)     #元組
>>> width_all=4
>>> title=("cylinder")
>>> plt.bar(x=(1,9),height=(6,10),width=(4))
>>> plt.title(title)
>>> plt.show()

這段代碼依然可以正常運行，與使用列表并沒有區別。元組與列表最大的不同是它是寫保護的，創建后不能做任何的修改。

在使用時元組與列表區別并不大，那么為什么要使用元組呢？主要是因為元組是不可變的，操作速度比列表快，而且因為它不可以修改，數據要更加安全，所以要根據實際情況決定是使用元組還是列表，使程序更加高效合理。

2）元組的操作
元組也可對其元素執行一系列的操作。

• 元組具有不可變性，所以相比列表的操作要少，其中取值操作與列表是完全相同的，示例代碼如下：

  >>> num=('111','222','333')
  >>> print (num[0])
  111
  >>> print (num[1])
  222

  與列表的取值操作完全相同，都是使用方括號作為關鍵字取值。

• 元素不允許刪除元組中的元素值，但是可以刪除整個元組，語法如下：
  
  示例代碼如下：

  >>> num=('111','222','333','444')
  >>> del (num[0])              #刪除元素，報錯
  Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#219>", line 1, in <module>
  del (num[0])
  TypeError: 'tuple' object doesn't support item deletion
  >>> print (num)
  ('111', '222', '333', '444')
  >>> del (num)              #刪除元組后元組不存在，報錯
  >>> print (num)
  Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#222>", line 1, in <module>
  print (num)
  NameError: name 'num' is not defined
  >>> 

  定義元組num后，刪除某一個元素程序報錯。刪除整個元組后，在想使用這個元組，編譯器會報未定義變量的錯誤。

• 元組和列表可以做互相轉換操作，元組轉換為列表的語法如下：
  
  示例代碼如下：

  >>> num=('111','222','333','444')      #元組
  >>> listNum =list(num)                  #轉換為列表
  >>> print (listNum)
  ['111', '222', '333', '444']
  >>> (listNum[0])='001'                 #修改列表
  >>> print( listNum)
  ['001', '222', '333', '444']
  >>> print (type(num))           #輸出元組類型
  <class 'tuple'>
  >>> print (type(listNum))       #輸出列表類型
  <class 'list'>

  這段代碼首先定義了元組num，然后把它轉換為列表listNum，對列表listNum可以做修改元素的操作，使用type（）函數輸出了元組的列表的類型。

5、字典

字典（dict）是python中重要的數據類型，字典是由“鍵-值”對組成的集合，字典中的值通過鍵來引用。

1）字典的創建
字典的每個元素是由“鍵-值”對（key-value）組成的，鍵值之間使用冒號分隔，“鍵-值”對之間用逗號隔開，并且被包含在一對花括號中。鍵是唯一的，不能存在多個，且它的值是無序的，鍵可以是數字、字符串、元組，一般用字符串作為鍵。定義的語法如下：

示例代碼如下：

>>> mobile = {'tom':'19991111','bob':'19982222','alice':'19973333'}
>>> print(mobile)
{'tom': '19991111', 'bob': '19982222', 'alice': '19973333'}
>>> print(type(mobile))
<class 'dict'>

定義了一個字典mobile，存儲的鍵是姓名，值是電話號碼，他們構成了對應的關系，使用type函數可以查看到它的類型是’dict‘。

2）字典的取值操作
字典的取值與元組和列表有所不同，元組和列表都是通過數字索引獲取對應位置的值，而字典是通過鍵獲取對應的值。取值的語法如下：

示例代碼如下：

>>> mobile = {'tom':'19991111','bob':'19982222','alice':'19973333'}
>>> print(mobile["tom"])
19991111
>>> print(mobile["bob"])
19982222

分別使用鍵“tom”“bob”可以獲取到他們對應的值。需要注意的是，鍵是唯一的，而不同鍵的值卻可以相同，當定義多個鍵相同時，字典中只會保留最后一個定義的鍵值對，示例代碼如下：

>>> mobile = {'tom':'19991111','tom':'1×××222','tom':'19993333'}
>>> print(mobile)
{'tom': '19993333'}

字典中定義了3個“鍵-值”對，他們的鍵是相同的，最后輸出時只有最后一個定義的“鍵-值”對存在。

3）字典的添加、修改、刪除操作
字典添加新元素只需要對新鍵進行賦值即可，字典中不存在的鍵，會自動進行添加。示例代碼如下：

>>> mobile = {'tom':'19991111','bob':'19982222'}
>>> (mobile['alice'])='19993333'
>>> print(mobile)
{'tom': '19991111', 'bob': '19982222', 'alice': '19993333'}

字典的鍵’alice‘在定義時并不存在，賦值后，鍵’alice‘被添加到字典中。字典鍵值對的鍵名是區分大小寫的。

修改字典中的元素，直接使用存在的鍵賦值，示例代碼如下：

>>> mobile = {'tom':'19991111','bob':'19982222'}
>>> (mobile['bob'])='19993333'
>>> print(mobile)
{'tom': '19991111', 'bob': '19993333'}

刪除字典中的元素，使用del函數，語法如下：
del 字典名['鍵']
示例代碼如下：

>>> mobile = {'tom':'19991111','bob':'19982222'}
>>> del (mobile['tom'])
>>> print(mobile)
{'bob': '19982222'}

本章博文到此結束，感謝閱讀