Python的資料型別

資料型別

計算機顧名思義就是可以做數學計算的機器,因此,計算機程式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,還可以處理文字、圖形、音訊、影片、網頁等各種各樣的資料,不同的資料,需要定義不同的資料型別。在Python中,能夠直接處理的資料型別有以下幾種:

整數

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

計算機由於使用二進位制,所以,有時候用十六進位制表示整數比較方便,十六進位制用0x字首和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。23x109和12。3x108是完全相等的。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可以寫成1。2e-5,等等。

整數和浮點數在計算機內部儲存的方式是不同的,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捨五入的誤差。

字串

字串是以單引號‘或雙引號“括起來的任意文字,比如’abc‘,”xyz“等等。請注意,’‘或”“本身只是一種表示方式,不是字串的一部分,因此,字串’abc‘只有a,b,c這3個字元。如果’本身也是一個字元,那就可以用”“括起來,比如”I‘m OK“包含的字元是I,’,m,空格,O,K這6個字元。

如果字串內部既包含‘又包含”怎麼辦?可以用跳脫字元\來標識,比如:

複製程式碼

’I\‘m \“OK\”!’

表示的字串內容是:

複製程式碼

I‘m “OK”!

跳脫字元\可以轉義很多字元,比如\n表示換行,\t表示製表符,字元\本身也要轉義,所以\\表示的字元就是\,可以在Python的互動式命令列用print()列印字串看看:

複製程式碼

>>> print(’I\‘m ok。’)

I‘m ok。

>>> print(’I\‘m learning\nPython。’)

I‘m learning

Python。

>>> print(’\\\n\\‘)

\

\

如果字串裡面有很多字元都需要轉義,就需要加很多\,為了簡化,Python還允許用r’‘表示’‘內部的字串預設不轉義,可以自己試試:

複製程式碼

>>> print(’\\\t\\‘)

\ \

>>> print(r’\\\t\\‘)

\\\t\\

如果字串內部有很多換行,用\n寫在一行裡不好閱讀,為了簡化,Python允許用’‘’。。。‘’‘的格式表示多行內容,可以自己試試:

複製程式碼

>>> print(’‘’line1

。。。 line2

。。。 line3‘’‘)

line1

line2

line3

上面是在互動式命令列內輸入,注意在輸入多行內容時,提示符由>>>變為。。。,提示你可以接著上一行輸入,注意。。。是提示符,不是程式碼的一部分:

複製程式碼

┌────────────────────────────────────────────────────────┐

│Command Prompt - python

├────────────────────────────────────────────────────────┤

│>>> print(’‘’line1

│。。。 line2

│。。。 line3‘’‘)

│line1

│line2

│line3

│>>> _

└────────────────────────────────────────────────────────┘

當輸入完結束符```和括號)後,執行該語句並列印結果。

如果寫成程式並存為。py檔案,就是:

複製程式碼

print(’‘’line1

line2

line3‘’‘)

多行字串’‘’。。。‘’‘還可以在前面加上r使用,請自行測試:

如下例子,請測試,並留言告知結果:

複製程式碼

print(r’‘’hello,\n

world‘’‘)

布林值

布林值和布林代數的表示完全一致,一個布林值只有True、False兩種值,要麼是True,要麼是False,在Python中,可以直接用True、False表示布林值(請注意大小寫),也可以透過布林運算計算出來:

複製程式碼

>>> True

True

>>> False

False

>>> 3 > 2

True

>>> 3 > 5

False

布林值可以用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:

複製程式碼

>>> 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,只要其中有一個為True,or運算結果就是True:

複製程式碼

>>> 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,它是一個單目運算子,把True變成False,False變成True:

複製程式碼

>>> not True

False

>>> not False

True

>>> not 1 > 2

True

布林值經常用在條件判斷中,比如:

複製程式碼

if age >= 18:

print(’adult,you can visit t66y。com‘)

else:

print(’teenager, you are forbbiden to visit t66y。com‘)

空值

空值是Python裡一個特殊的值,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、字典等多種資料型別,還允許建立自定義資料型別,我們後面會繼續講到。

變數

變數的概念基本上和初中代數的方程變數是一致的,只是在計算機程式中,變數不僅可以是數字,還可以是任意資料型別。

變數在程式中就是用一個變數名錶示了,變數名必須是大小寫英文、數字和_的組合,且不能用數字開頭,比如:

a = 1

變數a是一個整數。

t_007 = ’T007‘

變數t_007是一個字串。

Answer = True

變數Answer是一個布林值True。

在Python中,等號=是賦值語句,可以把任意資料型別賦值給變數,同一個變數可以反覆賦值,而且可以是不同型別的變數,例如:

複製程式碼

a = 123 # a是整數

print(a)

a = ’ABC‘ # a變為字串

print(a)

這種變數本身型別不固定的語言稱之為動態語言,與之對應的是靜態語言。靜態語言在定義變數時必須指定變數型別,如果賦值的時候型別不匹配,就會報錯。例如Java是靜態語言,賦值語句如下(// 表示註釋):

int a = 123; // a是整數型別變數

a = “ABC”; // 錯誤:不能把字串賦給整型變數

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於數學的等號。比如下面的程式碼:

複製程式碼

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,在程式中,賦值語句先計算右側的表示式x + 2,得到結果12,再賦給變數x。由於x之前的值是10,重新賦值後,x的值變成12。

最後,理解變數在計算機記憶體中的表示也非常重要。當我們寫:

複製程式碼

a = ’ABC‘

時,Python直譯器幹了兩件事情:

在記憶體中建立了一個’ABC‘的字串;

在記憶體中建立了一個名為a的變數,並把它指向’ABC‘。

也可以把一個變數a賦值給另一個變數b,這個操作實際上是把變數b指向變數a所指向的資料,例如下面的程式碼:

複製程式碼

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

a = ’ABC‘

b = a

a = ’XYZ‘

print(b)

最後一行打印出變數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程式碼,就可以看到到底發生了什麼事:

執行a = ’ABC‘,直譯器建立了字串’ABC‘和變數a,並把a指向’ABC‘:

Python的資料型別

執行b = a,直譯器建立了變數b,並把b指向a指向的字串’ABC‘:

Python的資料型別

執行a = ’XYZ‘,直譯器建立了字串’XYZ‘,並把a的指向改為’XYZ‘,但b並沒有更改:

Python的資料型別

所以,最後列印變數b的結果自然是’ABC‘了。

常量

所謂常量就是不能變的變數,比如常用的數學常數π就是一個常量。在Python中,通常用全部大寫的變數名錶示常量:

複製程式碼

PI = 3。14159265359

但事實上PI仍然是一個變數,Python根本沒有任何機制保證PI不會被改變,所以,用全部大寫的變數名錶示常量只是一個習慣上的用法,如果你一定要改變變數PI的值,也沒人能攔住你。

最後解釋一下整數的除法為什麼也是精確的。在Python中,有兩種除法,一種除法是/:

複製程式碼

>>> 10 / 3

3。3333333333333335

/除法計算結果是浮點數,即使是兩個整數恰好整除,結果也是浮點數:

複製程式碼

>>> 9 / 3

3。0

還有一種除法是//,稱為地板除,兩個整數的除法仍然是整數:

複製程式碼

>>> 10 // 3

3

你沒有看錯,整數的地板除//永遠是整數,即使除不盡。要做精確的除法,使用/就可以。

因為//除法只取結果的整數部分,所以Python還提供一個餘數運算,可以得到兩個整數相除的餘數:

複製程式碼

>>> 10 % 3

練習

請打印出以下變數的值:

複製程式碼

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

n = 123

f = 456。789

s1 = ’Hello, world‘

s2 = ’Hello, \‘Adam\’‘

s3 = r’Hello, “Bart”‘

s4 = r’‘’Hello,

Lisa!‘’‘

無論整數做//除法還是取餘數,結果永遠是整數,所以,整數運算結果永遠是精確的。

小結

Python支援多種資料型別,在計算機內部,可以把任何資料都看成一個“物件”,而變數就是在程式中用來指向這些資料物件的,對變數賦值就是把資料和變數給關聯起來。

對變數賦值x = y是把變數x指向真正的物件,該物件是變數y所指向的。隨後對變數y的賦值不影響變數x的指向。

注意:Python的整數沒有大小限制,而某些語言的整數根據其儲存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,但是超出一定範圍就直接表示為inf(無限大)。