Python 基本数据类型

Python 基本数据类型#

Python 内置了一些基本数据类型，极大的方便描述的任务。

Python 中带有关键字的结构，用于表达特定的语义，被称为语句。

本节主要探讨 表达式语句 与 赋值语句。

Python 的表达式表示那些可以被求值的对象。换句话说，一个表达式就是表达元素例如字面值、名称、属性访问、运算符或调用，它们最终都会返回一个值。本文主要介绍 Python 基本数据类型所代表的表达式。

赋值语句用于将名称（重）绑定到特定值，以及修改属性或可变对象的成员项：

标识符（或者标识符列表）= 表达式

此时的标识符一般被称为 变量。

标识符#

标识符（也称为名称）是由特定的 Unicode 字符（包含英文、汉字等，且英文字母区分大小写）、（十进制）数字和下划线组成，但不能以数字作为开头。

示例：

长度 = 100 # 单位 m
宽度 = 400 # 单位 m
面积 = 长度 * 宽度 # 单位 m^2
面积

可以看出：标识符大大地简化了表达丰富语义的过程。

警告

如果变量未定义（即，未赋值），使用该变量会提示错误（在 Python 中被称为 “异常”）：

小马

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
Cell In[2], line 1
----> 1 小马

NameError: name '小马' is not defined

数字#

数字字面值与运算符 +（正号，一般被省略）、-（负号）组成了数学中的数字（名称为 numbers.Number）。按照数域范围分为：整型（名称为 numbers.Integral 表示）、分数型（名称为 numbers.Rational）、浮点型（名称为 numbers.Real 表示）以及复数型（名称为 numbers.Complex 表示）。整型、分数型、浮点型以及复数型支持数学运算。

数学运算#

Python 提供有基本的数学运算：

+（加法）、-（减法）、*（乘法）、/（除法）、//（向下取整除法）、%（求余）、**（乘方）；
使用 () 分组表达式，用于改变运算的优先级。

可看一些例子（以整数为例）：

27 + 49 # 整数加法

100 - 1 # 整数减法

45 * 3 # 整数乘法

75 / 6 # 整数除法

12.5

75 / 15 # 除法返回的值总是浮点数

5.0

(3 + 7) * 5 # 使用 () 分组表达式

50 // 5, 53 // 5, 57 // 5 # 向下取整

(10, 10, 11)

73 % 9 # 求取余数

2 ** 10 # 乘方

复数#

看看 Python 是如何表达复数的。

7j # 纯虚数字面量
3 + 5j # 复数字面量

(3+5j)

复数的运算：

# 定义复数变量
a = 3 + 4j 
b = 7 + 1j
a + b, a - b, a * b, a / b, a ** b

((10+5j),
 (-4+3j),
 (17+31j),
 (0.49999999999999994+0.5j),
 (-7542.58226836217+29973.54852192689j))

对象的属性、方法以及函数#

由于 Python 一切皆是对象，故而每个对象都可能绑定了一些属性（通过 . 获取其值）、方法以及函数。

比如，复数 \(z\) 有一些属性值：

z = 6 + 8j

z.real # 复数的实部

6.0

z.imag # 复数的虚部

8.0

方法可以理解为对象自有的行为，一般带有 (参数列表) 调用其行为。比如，复数 \(z\) 有一个求取共轭复数的方法：

a.conjugate()

(3-4j)

Python 内置了许多函数用于处理对象。函数可以理解为通用的行为，一般带有 (参数列表) 调用其行为。

比如，求取复数 \(z\) 的模：

abs(z)

10.0

序列#

本次仅仅讨论几个常用的序列：字符串（不可变）、元组（不可变）和列表（可变）。

字符串#

Python 使用 字符串 记录对象的“语义”信息。字符串通常使用双引号、单引号等表示。如：

晓明 = '小马'
say = "小马，说 '你好！'"

字符串可以使用函数 print() 显示信息：

print(晓明)

小马

print(say)

小马，说 '你好！'

可能会有一些特殊字符，需要 \ 进行转义：

ss = '你好\n世界'
ss # 直接显示，则换行符 `\n` 没有被转义

'你好\n世界'

# 使用 print 显示转义
print(ss)

你好
世界

还有一种情况，你不想将一些转义符号转义，可以使用原始字符串 r"..." 模式：

st = r'你好\n世界'
print(st) # 转义被忽略

你好\n世界

其实原始字符串，等同于将 \ “逃逸”：

st

'你好\\n世界'

有时，想要在字符串中嵌入变量，可以使用 f"...{变量}"（被称为 格式字符串，此类字符串是 表达式，而不是常量）：

h = 160 # 身高
小小 = f"小小的身高是 {h}"
print(小小)

小小的身高是 160

字符串的运算#

字符串也支持一些特殊的运算。比如，拼接：

'A' 'a'

'Aa'

'A' + 'a'

'Aa'

'A' * 5

'AAAAA'

如果字符串很长很长，可以使用如下方法拼接（以空白符分隔的多个相邻字符串或字节串字面值，可用不同引号标注，等同于合并操作）：

('a'
'b'
'c')

'abc'

还有一种特殊的字符串，叫做文档字符串，使用 '''...''' 表示：

a = '''iter
djkf 
fkd
'''

print(a)

iter
djkf 
fkd

可以看出，字符串是自动换行的。此类字符串常用于注释代码块。

列表 & 元组#

使用 [...] 包裹的 Python 类型称为列表；使用 (...) 包裹的 Python 类型称为元组。不同项使用 , 隔开。

例如：

四季 = ('春', '夏', '秋', '冬') # 元组
猫屋 = ['小猫1', '小猫2'] # 列表
print(四季)
print(猫屋)

('春', '夏', '秋', '冬')
['小猫1', '小猫2']

提示

元组的定义真正起作用的是 ,。

2, 4, 's' # 这也是元组

(2, 4, 's')

集合#

集合: 此类对象表示由不重复且不可变对象组成的无序且有限的集合。因此它们不能通过下标来索引。但是它们可被迭代，也可用内置函数 len() 返回集合中的项数。集合常见的用处是快速成员检测，去除序列中的重复项，以及进行交、并、差和对称差等数学运算。

集合分为两类：

可变集合：set
不可变集合：frozenset

例如：

字母集 = {'a', 'w', 'a', 'e', 'r'} 
# 等价于 字母集 = set('a', 'w', 'a', 'e', 'r')
字母集

{'a', 'e', 'r', 'w'}

可以看到，已经自动去除重复项。

字典#

Python 使用字典表示对象之间的关系。表示方法有：

{key: value, key1: value2, ...} 键值对的形式
dict(key=value, key1=value2)

例如：

字母表 = {
    'a': 'A',
    'b': 'B'
}

字母表2 = dict(a='A', b='B')

字母表

{'a': 'A', 'b': 'B'}

对象的编号与类型#

一个 Python 对象的编号和类型是唯一的，可以分别使用 id() 与 type 获取其值。

比如：

h = 450 # 高度

地址 = id(h) # 获取标识符 h 的所在地址，即编号
地址

140045866078384

类型 = type(h) # h 的类型是整数 int
类型

int