python學習筆記（2）—— 資料型別和變數
轉載自：廖雪峰個人網站
python學習筆記（2）—— 資料型別和變數
1 Python基礎
Python是一種計算機程式語言。計算機程式語言和我們日常使用的自然語言有所不同，最大的區別就是，自然語言在不同的語境下有不同的理解，而計算機要根據程式語言執行任務，就必須保證程式語言寫出的程式決不能有歧義，所以，任何一種程式語言都有自己的一套語法，編譯器或者直譯器就是負責把符合語法的程式程式碼轉換成CPU能夠執行的機器碼，然後執行
Python的語法比較簡單，採用縮排方式，寫出來的程式碼就像下面的樣子：
# print absolute value of an integer:
a = 100
if a >= 0:
print(a)
else:
print(-a)
以#開頭的語句是註釋，註釋是給人看的，可以是任意內容，直譯器會忽略掉註釋。其他每一行都是一個語句，當語句以冒號:結尾時，縮排的語句視為程式碼塊。
縮排有利有弊。好處是強迫你寫出格式化的程式碼，但沒有規定縮排是幾個空格還是Tab。按照約定俗成的慣例，應該始終堅持使用4個空格的縮排。
縮排的另一個好處是強迫你寫出縮排較少的程式碼，你會傾向於把一段很長的程式碼拆分成若干函式，從而得到縮排較少的程式碼。
縮排的壞處就是“複製－貼上”功能失效了，這是最坑爹的地方。當你重構程式碼時，貼上過去的程式碼必須重新檢查縮排是否正確。此外，IDE很難像格式化Java程式碼那樣格式化Python程式碼。
最後，請務必注意，Python程式是大小寫敏感的，如果寫錯了大小寫，程式會報錯。
1.1 小結
Python使用縮排來組織程式碼塊，請務必遵守約定俗成的習慣，堅持使用4個空格的縮排。
在文字編輯器中，需要設定把Tab自動轉換為4個空格，確保不混用Tab和空格。
2 資料型別和變數
2.1 資料型別
2.1.1 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。
對於很大的數，例如10000000000，很難數清楚0的個數。Python允許在數字中間以_分隔，因此，寫成10_000_000_000和10000000000是完全一樣的。十六進位制數也可以寫成0xa1b2_c3d4。
2.1.2 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。
2.1.3 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？可以用轉義字元\來標識，比如：
'I\'m \"OK\"!'
表示的字串內容是：
I'm "OK"!
轉義字元\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：
>>> 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：
>>> 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：
>>> 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。
當輸入完結束符'''和括號)後，執行該語句並列印結果。
多行字串'''...'''還可以在前面加上r使用：
print(r'''hello,\n
world''')
輸出：
hello,\n
world
2.1.4 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），也可以通過布林運算計算出來：
>>> 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：
>>> 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：
>>> 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：
>>> not True
False
>>> not False
True
>>> not 1 > 2
True
布林值經常用在條件判斷中，比如：
if age >= 18:
print('adult')
else:
print('teenager')
2.1.5 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。
2.2 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。
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：
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：
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。
2.3 變數在計算機記憶體中的表示
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：
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：
a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print(b)
執行a = 'ABC'，直譯器建立了字串'ABC'和變數a，並把a指向'ABC'：
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'：
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：
所以，最後列印變數b的結果自然是'ABC'了。
2.4 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：
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。
2.4 除法/、//（地板除）、%（取餘）
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/：
>>> 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：
>>> 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**：
>>> 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：
>>> 10 % 3
1
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。
3 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）。