【python教程入门学习】Python基本数据类型

2022-03-04 10:28:55

计算机的本质就是计算，在其内部是0和1的比特位的变化，对外表现就是数据的变化。那么，计算机都能处理什么数据呢？本质上，数据都是以字节（Byte）存储的，表现上看，它们就是整数、浮点数和字符串等。Python的基本数据类型也不外乎于此。

整数和浮点数就跟数学中的一样，而字符串就是各种字符的组合。

数值类型：整数(int)、浮点数(float)

int和float是Python中为整数和浮点数保留的关键字。
整数和浮点数（也就是小数）和我们在小学时学的一样：

Python中的整数: int

包括正整数、零和负整数： 3, 0, -20等等。日常生活中，我们接触的整数都是十进制的，而在计算机中二进制和十六进制也是很常见的。

二进制整数用0b作为前缀，因为是二进制，所以只包含0和1两个字符，比如：0b101, 0b1000。如果包含01以外的字符就是错误的：

In [40]: b = 0b1003
  File "<ipython-input-40-df926afcdae8>", line 1
    b = 0b1003
             ^
SyntaxError: invalid syntax

十六进制整数用0x作为前缀，包含0-9a-f共6个字符，比如：0x23ab, 0xfd39803a。同样的十六进制只能包含它规定的16个字符，不过，a-f这6个字母不区分大小写，也就是说A-F也是合法的十六进制字符。
二进制法定01两个字符，十六进制法定0-9a-f共16个字符，就跟十进制有0-9共10个字符是一样的。

In [46]: a = 32

In [47]: a
Out[47]: 32

In [48]: b = 0x20

In [49]: b
Out[49]: 32

In [50]: c = 0b100000

In [51]: c
Out[51]: 32

另外，布尔类型（Boolean）作为一种整数的子类型表示程序中的“是非”，它的值有且仅有两个：True和False。它是以后编程中条件判断、比较运算的重要概念，我们将在后面专门来讲一讲布尔类型。

Python中的浮点数: float

浮点数就是数学中的小数，也是做数值计算中常用的类型，Python中的写法跟数学中一样，比如：0.235，3.1415926，-6.5等等。不过数值很大或很小时，浮点数就会变为科学计数法：9.8e+16, 2e-10。

In [68]: a = 0.000000002

In [69]: a
Out[69]: 2e-09

In [70]: b = 76000000000000000.0

In [71]: b
Out[71]: 7.6e+16

数值运算：Python作为解释器

讲到数值类型就不得不说说数值计算，毕竟数就是拿来算的嘛。
Python跟数学一样，支持整数和浮点数之间的四则运算加减乘除：+，-，*，/，也是用小括号()来分组。比如：

In [72]: 3 + 4
Out[72]: 7

In [73]: 9-10
Out[73]: -1

In [74]: 39 + 18/3
Out[74]: 45.0

In [75]: 3 + 18*3
Out[75]: 57

In [76]: (50 - 30) / 2
Out[76]: 10.0

In [77]: 19 / 2
Out[77]: 9.5

同样也支持数学中求商数和余数的计算，比如：
a ÷ b = q…r
(13 ÷ 3 = 4…1)
其中，a为被除数，b为除数，q为商数，r为余数
Python中求商数(floor division)的运算符是//，
而计算余数(也叫模除、取模操作、取模运算）的运算符是%，模除在编程中有广泛的应用，比如奇偶数的判断。

In [81]: 19 // 3  # 求商数
Out[81]: 6

In [82]: 19 % 3  # 模除
Out[82]: 1

In [83]: 6 * 3 + 1 # 商数 × 除数 + 余数
Out[83]: 19

还有Python中计算乘方的运算符是：**

In [84]: 8 ** 2
Out[84]: 64

In [85]: 8 ** 3
Out[85]: 512

字符串: str

在我们人类的语言中，数值对应着计算，文字对应着记录。在Python语言中字符串也是用来记录的，它由一串字符（包括ASCII、中文字符等）组成。
字符串的写法有多种形式：

单引号： '单引号引起来的可以内嵌"双引号"的字符串'
双引号： "双引号引起来的可以内嵌'单引号'的字符串"
三引号： '''连续的三个单引号引起来的'''，"""连续三个双引号引起来的"""

特别的是，三引号字符串可以分成多行来写，多行之间的空白（包括换行符、空格、Tab键）都是字符串的一部分。

同时可以使用反斜杠\进行字符转义：

In [86]: '猿人学Python'
Out[86]: '猿人学Python'

In [87]: '猿人\'学\'Python'
Out[87]: "猿人'学'Python"

In [88]: "猿人'学'Python"
Out[88]: "猿人'学'Python"

In [89]: "猿人\"学\"Python"
Out[89]: '猿人"学"Python'

In [90]: '''hi! 
    ...: hello'''
Out[90]: 'hi!\nhello'

反斜杠\会把它后面的字符转义出特殊字符，比如\n就转义为换行符。如果想取消这种转义，可以使用原始字符串的方式，即在字符串前面加r即可：

In [91]: print('C:\good\named-files')  # 该字符串中 \n 是一个字符，表示换行符
C:\good
amed-files

In [92]: print(r'C:\good\named-files')  # 该字符串中 \n 是原始的两个字符：`\`和`n`，因为前面加了 r。
C:\good\named-files

空值： None

Python定义了一个特殊的None来表示空值，它不同于False，0，但它的逻辑值为假。可以看以下代码加深理解：

In [93]: None + 1
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-93-3fd8740bf8ab> in <module>
----> 1 None + 1

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'NoneType' and 'int'

In [94]: None == False
Out[94]: False

In [95]: None == 0
Out[95]: False

In [96]: type(None)
Out[96]: NoneType

In [97]: type(0)
Out[97]: int

In [98]: type(False)
Out[98]: bool

In [99]: if None: 
     ...:     print('i am True') 
     ...: else: 
     ...:     print('i am False') 
     ...:
i am False

如果你定义的函数没有返回值，Python会自动返回None。

总结

这一节我们学到了Python可以当做计算机来进行整数、浮点数这些基本类型的加减乘除、求商、其余等运算，还有字符串的表示。

练习

(1) 打开Python shell（或Ipython），进行整数和浮点数的四则运算，包括：加减乘除、括号的使用，以及整数的乘方、求商、模除。
(2) 熟悉字符串的几种表示方式，结合自己搜索理解编程中的“转义”。

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