本文利用的是Python 3.x版本,建议学习3.x版本
Python中的基本数据类型、运算、变量
1. 基本数据类型
1.1 整数
py
可以处理任意大小的整数,例如123
,123456789132456
,任意大小,而像C
,Java
等这种语言对整数大小是有要求的,换句话说就是大小是确定的,例如C
中的int
一般是4
个字节,范围是-2147483648~+2147483647
,至于为什么py
可以这样,因为py
内部会根据数的大小进行调整空间,让空间可以存储的下这个数据,因此没有人会说py
的int
是4
个字节(实际上比4
大很多)。
print(type(3))
#会输出数据类型int
1.2 浮点数
其实就可以理解浮点数是实数,浮点数在计算机内部是以科学记数法表示的,要记住的就是浮点数的运算是有误差的,而整数的运算是永远精确的!!例如,你可以运行以下代码,看看结果是不是和你想的一样
print(1.5-1.4)
可能会出现下图的结果,这就是因为浮点数不是精确的
1.3 字符串
用"
或'
括起来的字符,就是字符串,如果字符串内部有'
,则可以用"
括起来还可以用转义符号反斜杠,以下是实例
print('hello')
print("hello")
print("I'am ")
print('\'')
print("'\"")
# \n是换行,如果\n在字符串里不方便阅读,还可以写成如下形式
print('''line1
line2
line3''')
# 等价于
print('line1\nline2\nline3')
# print函数默认会输出后换行,关于print的具体用法之后再说
1.4 布尔值
布尔值是True
或 False
,要么为真要么为假,例如(10<5)
这个式子是不正确的,则这个式子的布尔值是False
。一般布尔值和布尔运算用在判断表达式中
and,or,not
是三个布尔运算的操作符。True and False
的结果为False
,就是说用and
运算的布尔值,只要有一个是False
,则结果为False
,必须全为True
,才能为True
,True or False
的结果为True
,用or
运算的布尔值只要有一个为True
,则结果为True
,全为False
时结果才是False
,not False
的结果是True
,not
用来取反。例如以下代码
print(True or False)
print(True and False)
print(not True)
以下是布尔运算真值表,包含了上面描述的情况(来自MIT)。
1.5 空值
空值是py
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。
总结
以上是py
的基本数据类型,此外py
还提供了列表、字典等多种数据类型,还允许创建自定义数据类型,以后会涉及到。
2. 表达式运算
有了数据以后,我们还得对数据进行运算以得到我们想要的结果。数据对象和操作符结合后,组成了表达式,一个简单的表达式为2 + 3
两个操作数,一个操作符。以下是基本的数的运算操作符
1 + 2 #和
1 - 2 #差
1 * 2 #积
#以上的结果都是int,如果其中有一个数为float,则结果为float
1 / 2 #商,结果是float
3 % 2 #模运算,也就是求余数
5 // 2 #整除运算,结果是2
2**3 #乘法运算,结果是8
以下是测试图片
3. 变量
3.1 什么是变量
变量基本和代数中变量是一个意思,例如我们在方程中最常用的x
。只不过在计算机中变量可以代表各种各样的数据类型。
变量在程序中就是用一个变量名表示了,变量名必须是大小写英文、数字和_的组合,且不能用数字开头。在编程语言中,等号=
不再是数学上相等的概念了,而是赋值的意思,也可以说是分配值,例如以下代码
pi = 3.14159
左边的pi
代表变量,右边的3.14159
代表值,将值利用=
赋予给变量pi
,这就是以上代码的含义。值储存在计算机的内存中,可以看成是将这个值和一个名字进行了绑定,当我们需要使用这个值的时候,只需使用pi
即可。就像我们每个人都有名字一样,一个名字对应了一个人(不考虑重名)。
为什么要给值一个名字呢,为了我们使用方便,例如
pi = 3.14159
r = 2.2
area = pi*(r**2)
##计算圆的面积
不用每次都使用3.14159
,而且顾名思义,变量是会发生变化的,在程序运行中途可能发生变化,我们无法提前预知,所以这个时候更加展现出了变量的作用。我们看以下代码
x = 5
x = x + 1
print(x)
#结果为6
如果按照数学上的理解x=x+1
是不成立,但是在计算机中=
是赋值号,所以这个式子的意思是将x+1
的值赋予给x
,x+1
的值是6
,所以最后将6
赋予给x
,所以x
最终的结果为6
3.2 改变变量的值
我们可以重新绑定变量和值,使用一个赋值式子即可,例如
x = 6
print(x)
x = 5
print(x)
#输出为6和5
现在x
和5
绑定在了一起,6
这个值依然存储在计算机的内存中,但是可能没有变量和其绑定,所以我们再也不能使用这值了,就算我们新分配一个6
给x
,这个6
也不是之前的6
了。所以可以说之前这个6
是一个废值,py
内部会有垃圾回收机制,检测到这个值是垃圾后,会回收这块空间供之后分配的值使用。我画了以下的图便于理解。
我们也可以将x
绑定为其他数据类型,例如
x = 5
x = True
如果读者会类似于C
或Java
(静态语言)的语言的话,会觉得如上的写法不可思议,会报错,但是在py
这就可以使用,因为x
仅仅是一个名字,和哪个值绑定完全取决于我们,但是不建议这样更改绑定的数据类型,最好从始至终让变量保持一种数据类型。
例如两个人合作写代码,第一个人开始将x
作为int
使用,后来当作字符串使用,第二个人在阅读第一个人写的代码时,稍有不慎就会将x
的数据类型搞错,从而带来不必要的麻烦。
最后
以上只是快速理解和学习的入门级知识,不涉及深入的理解,例如动态语言、对象、引用等概念,可以自己搜索了解。不过建议学习时,首先有一个总体的把握,首先理解这是个什么东西,等大致都清楚后,再深究细节,这样的学习方法我认为比较好。不然一上来就深究细节,对于已经入门的同学来说倒没什么,要是还没入门就深究细节,怕是要劝退。
题外话,知识本来就应该反复的学习,温故而知新,一层层的学习。先搞清楚这是什么,怎么来的,有什么用,这样学习起来不会迷茫。国内的教学,例如数学方面,有些不好的地方在于,上来就是公式,定理,而忘了最根本的问题,为什么会有这个公式?这个公式有什么用?(不是做题),例如矩阵的特征值,特征向量,可以用来解决生态系统中的动力方程的问题。这样学起来恐怕就不会那么迷茫了吧~
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