python知识系统表-1.变量和数据类型

1.变量和数据类型

1.1 数据类型

1.1.1 整数

Python可处理任意大小的整数，包括负整数，在Python程序中，整数的表示方法和数学上的写法一模一样，例如：1，100，-8080，0等等。计算机由于使用二进制，所以，有时候用十六进制表示整数比较方便，十六进制用0x前缀和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2等等。

1.1.2浮点数

小数，因为按科学记数法表示时，小数点位置是可变的，又称浮点数。如1.23x10^9和12.3x10^8是相等的。浮点数可用数学写法，如1.23，3.14，-9.01等等。但对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x10^9就是1.23e9，或12.3e8，0.000012可写成1.2e-5等等。整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的，整数运算永远是精确的（除法难道也是精确的？是的！），而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。

1.1.3字符串

字符串是以''或""括起来的任意文本，如'abc'，"xyz"等等。注意，''或""本身只是一种表示方式，不是字符串的一部分，因此，字符串'abc'只有a，b，c这3个字符。

1.1.4布尔值

布尔值和布尔代数的表示完全一致，一个布尔值只有True、False两种值，要么是True，要么是False，在Python中，可直接用True、False表示布尔值（注意大小写），也可通过布尔运算计算出来。布尔值可用and、or和not运算。and 与运算，只有所有都为True，and运算结果才是True。or  或运算，只要其中有一个为True，or运算结果就是True。not 非运算，它是一个单目运算符，把True变成False，False变成True。

1.1.5空值

空值是Python里一个特殊的值，用None表示。None不能理解为0，因为0是有意义的，而None是一个特殊的空值。此外，Python还提供列表、字典等多种数据类型，还允许创建自定义数据类型。

1.2 print语句

print语句可向屏幕上输出指定的文字。print语句可跟上多个字符串，用逗号“,”隔开，会连成一串输出，print会依次打印每个字符串，遇到逗号“,”会输出一个空格。print可打印整数，或计算结果。

1.3 注释

Python的注释以 # 开头，后面的文字直到行尾都算注释。# 这一行全部都是注释...print 'hello'     # 这也是注释注释还有一个巧妙的用途，就是一些代码我们不想运行，但又不想删除，就可以用注释暂时屏蔽掉：# 暂时不想运行下面一行代码:# print 'hello, python.'

1.4 什么是变量

在计算机程序中，变量不仅可是数字，还可是任意数据类型。在Python程序中，变量是用一个变量名表示，变量名必须是大小写英文、数字和下划线（_）的组合，且不能用数字开头，比如：a = 1          #变量a是一个整数。t_007 = 'T007' #变量t_007是一个字符串。在Python中，等号=是赋值语句，可把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可反复赋值，而且可是不同类型的变量，例如：a = 123     # a是整数print aa = 'hello'   # a变为字符串print a这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言，与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错。例如Java是静态语言，赋值语句如下：int a = 123;        # a是整数类型变量a = "mooc";         # 错误：不能把字符串赋给整型变量和静态语言相比，动态语言更灵活，就是这个原因。请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码：x = 10x = x + 2如果从数学上理解x = x + 2那无论如何是不成立的，在程序中，赋值语句先计算右侧的表达式x + 2，得到结果12，再赋给变量x。由于x之前的值是10，重新赋值后，x的值变成12。最后，理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写：a = 'ABC'时，Python解释器干了两件事情：1. 在内存中创建了一个'ABC'的字符串；2. 在内存中创建了一个名为a的变量，并把它指向'ABC'。也可把一个变量a赋值给另一个变量b，这个操作实际上是把变量b指向变量a所指向的数据，例如下面的代码：a = 'ABC'b = aa = 'XYZ'print b最后一行打印出变量b的内容到底是'ABC'呢还是'XYZ'？如果从数学意义上理解，就会错误地得出b和a相同，也应该是'XYZ'，但实际上b的值是'ABC'，让我们一行一行地执行代码，就可以看到到底发生了什么事：执行a = 'ABC'，解释器创建了字符串  'ABC'和变量 a，并把a指向 'ABC'：执行b = a，解释器创建了变量 b，并把b指向 a 指向的字符串'ABC'：执行a = 'XYZ'，解释器创建了字符串'XYZ'，并把a的指向改为'XYZ'，但b并没有更改：所以，最后打印变量b的结果自然是'ABC'了。

1.5 定义字符串

字符串可用''或""括起来表示。如果字符串本身包含'可用" "括起来表示,如I'm OK可表示为："I'm OK"类似的，如果字符串包含"，我们就可以用' '括起来表示：'Learn "Python" in imooc'如果字符串既包含'又包含"怎么办？这时，就需要对字符串的某些特殊字符进行“转义”，Python字符串用\进行转义。要表示字符串 Bob said "I'm OK"。在它前面插入一个\表示这是一个普通字符，不代表字符串的起始，因此，这个字符串又可表示为：'Bob said \"I\'m OK\".'注意：转义字符\不计入字符串的内容中。常用的转义字符还有：\n 表示换行\t 表示一个制表符\\ 表示\字符本身

1.6 raw单行字符串与’’’多行字符串

如果一个字符串包含很多需要转义的字符，对每一个字符都进行转义会很麻烦。为避免这种情况，可在字符串前面加个前缀r，表示这是一个raw字符串，里面的字符就不需要转义。例如：但是r'...'表示法不能表示多行字符串，也不能表示包含'和 "的字符串。要表示多行字符串，可以用'''多行串'''表示：'''Line 1Line 2Line 3'''上面这个字符串的表示方法和下面的是完全一样的：'Line 1\nLine 2\nLine 3'还可在多行字符串前面添加r，把这个多行字符串也变成一个raw字符串：r'''Python is created by "Guido".It is free and easy to learn.Let's start learn Python in imooc!'''

1.7 Unicode字符串

字符串还有一个编码问题。因为计算机只能处理数字，如果要处理文本，就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特（bit）作为一个字节（byte），所以，一个字节能表示的最大的整数就是255（二进制11111111=十进制255），0 255被用来表示大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母 A 的编码是65，小写字母 z 的编码是122。如果要表示中文，显然一个字节是不够的，至少需要两个字节，而且还不能和ASCII编码冲突，所以，中国制定了GB2312编码，用来把中文编进去。类似的，日文和韩文等其他语言也有这个问题。为了统一所有文字的编码，Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里，这样就不会再有乱码问题了。Unicode通常用两个字节表示一个字符，原有的英文编码从单字节变成双字节，只需要把高字节全部填为0就可以。因为Python的诞生比Unicode标准发布的时间还要早，所以最早的Python只支持ASCII编码，普通的字符串'ABC'在Python内部都是ASCII编码的。Python在后来添加了对Unicode的支持，以Unicode编码的字符串用u'...'表示，比如：注意: 不加 u ，中文有时候可能不正常显示。Unicode字符串除了多了一个u之外，与普通字符串没啥区别，转义字符和多行表示法仍然有效，如转义有效：u'中文\n日文\n韩文'多行有效：u'''第一行第二行'''raw+多行：ur'''Python的Unicode字符串支持"中文","日文","韩文"等多种语言'''如果中文字符串在Python环境下遇到 UnicodeDecodeError，这是因为.py文件保存的格式有问题。可以在第一行添加注释# -*coding: utf-8 -*-或# coding=utf-8目的是告诉Python解释器，用UTF-8编码读取源代码。然后用UTF-8格式保存。

1.8 整数和浮点数

Python支持对整数和浮点数直接进行四则混合运算，运算规则和数学上的四则运算规则完全一致。基本运算：1 + 2 + 3   # ==> 64 * 5 - 6   # ==> 147.5 / 8 + 2.1   # ==> 3.0375使用括号可以提升优先级，这和数学运算完全一致，注意只能使用小括号，但是括号可嵌套很多层：(1 + 2) * 3    # ==> 9(2.2 + 3.3) / (1.5 * (9 - 0.3))    # ==> 0.42145593869731807和数学运算不同的地方是，Python的整数运算结果仍然是整数，浮点数运算结果仍然是浮点数：1 + 2       # ==> 整数 31.0 + 2.0    # ==> 浮点数 3.0但是整数和浮点数混合运算的结果是浮点数：1 + 2.0    # ==> 浮点数 3.0为什么要区分整数运算和浮点数运算呢？这是因为整数运算的结果永远是精确的，而浮点数运算的结果不一定精确，因为计算机内存再大，也无法精确表示出无限循环小数，比如 0.1 换成二进制表示就是无限循环小数。那整数的除法运算遇到除不尽的时候，结果难道不是浮点数吗？我们来试一下：11 / 4    # ==> 2令人惊讶的是，Python的整数除法，即使除不尽，结果仍然是整数，余数直接被扔掉。不过，Python提供了一个求余的运算 % 可以计算余数：11 % 4    # ==> 3如果我们要计算11/ 4的精确结果，按照“整数和浮点数混合运算的结果是浮点数”的法则，把两个数中的一个变成浮点数再运算就没问题了：11.0 / 4    # ==> 2.75

1.9 布尔类型

Python支持布尔类型的数据，布尔类型只有True和False两种值，但是布尔类型有以下几种运算：（与一假则假、或一真则真，非真即假、非假即真）与运算：只有两个布尔值都为True时，计算结果才为True。True and True    # ==> TrueTrue and False    # ==> FalseFalse and True    # ==> FalseFalse and False    # ==> False或运算：只要有一个布尔值为True，计算结果就是True。True or True   # ==> TrueTrue or False   # ==> TrueFalse or True   # ==> TrueFalse or False   # ==> False非运算：把True变为False，或者把False变为True：not True   # ==> Falsenot False   # ==> True布尔运算在计算机中用来做条件判断，根据计算结果为True或者False，计算机可以自动执行不同的后续代码。在Python中，布尔类型还可以与其他数据类型做and、or和not运算，请看下面的代码：a = Trueprint a and 'a=T' or 'a=F'计算结果不是布尔类型，而是字符串'a=T'，这是为什么呢？因为Python把0、空字符串''和None看成 False，其他数值和非空字符串都看成 True，所以：True and 'a=T' 计算结果是 'a=T'继续计算 'a=T' or 'a=F' 计算结果还是 'a=T'要解释上述结果，又涉及到 and 和 or 运算的一条重要法则：短路计算。1. 在计算a and b时，如果a是False，则根据与运算法则，整个结果必定为False，因此返回a；如果a是True，则整个计算结果必定取决于 b，因此返回b。2. 在计算a or b时，如果a是True，则根据或运算法则，整个计算结果必定为True，因此返回a；如果a是False，则整个计算结果必定取决于 b，因此返回 b。所以Python解释器在做布尔运算时，只要能提前确定计算结果，它就不会往后算了，直接返回结果。