Python开发基础之Python常用的数据类型

た入场券 2024-04-19 11:53 20阅读 0赞

> 博文大纲
> 
>  *  一、Python介绍
>  *  二、Python的变量
>  *  三、Python常用的数据类型  
>     1、数字  
>     2、字符串  
>     3、元组  
>     4、列表  
>     5、字典

## 一、Python介绍 ##

Python是一种动态解释型的编程语言。Python它简单易学、功能强大、支持面向对象、函数式编程，可以在Windows、Linux等多种操作系统上使用，同时Python可以在Java、.net等开发平台上使用，因此，它也被成为“胶水语言”。

Python使用c语言开发，但是不再有c语言中的指针等复杂数据类型。Python的简洁性使得软件的代码大幅度地减少，开发任务进一步简化。

Python具有丰富的库，它的标准库很庞大，可以帮助处理各种工作，包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI（图形用户界面）、TK和其他与系统有关的操作。

> Python之所以成为流行的编程语言，和它广泛的应用场景是密不可分的。它可以应用在以下场景：
> 
>  *  系统编程：能方便进行系统维护和管理，是很多Linux系统运维人员的理想编程工具。
>  *  图形处理：有PIL、Tkinter等图形库支持，能方便的进行图形处理。
>  *  数学处理：NumPy扩展提供大量与标准数学库的接口。
>  *  文本处理：Python提供的re模块能支持正则表达式、还提供SGML、XML分析模块。
>  *  数据库编程：Python可以操作SQL server、oracle、MySQL等数据库。
>  *  网络编程：提供丰富的模块，支持sockets编程，能方便快速地开发分布式应用程序。
>  *  web编程：可以作为web应用程序的开发语言。
>  *  多媒体应用：Python的PyOpenGL模块封装了“OpenGL 应用程序编程接口”，能进行二维和三维图像处理。PyGame模块可用于编写游戏软件。

目前Python有版本2和版本3这两个版本，它们并不兼容，语法存在差别。对于初学者来说，不用纠结要使用哪个版本，使用某个版本进行学习，等学的差不多了，再来研究不同版本间的区别即可（我这里使用的是版本3）。

可以在[Python的官网][Python]下载相应平台上的版本，Windows下的Python安装比较简单，基本上就是无脑下一步，这里不过多介绍了。

Python使用的是IDLE开发工具，学习Python语言，首先要掌握开发工具IDLE，它可以方便地运行代码和做相关的调试，实现了代码的语法加亮、代码提示和代码补全等相比较智能化的功能。

使用IDLE工具时，可以通过单击以下打开：  
![Python开发基础之Python常用的数据类型][Python_Python]

Python的语句可以使用打开后的初始界面shell模式，每输入一行按enter键代码马上执行。如下界面：  
![Python开发基础之Python常用的数据类型][Python_Python 1]

又或者按“Ctrl+N”快捷键，可以打开IDLE的编辑模式，这种方式比较常用，按“Ctrl+N”快捷键后会出现以下界面（将要执行的代码，写入后保存即可，然后运行，也可以直接按“F5”键运行）：

![Python开发基础之Python常用的数据类型][Python_Python 2]

## 二、Python的变量 ##

关于变量这个概念，和其他语言类似，都是计算机内存中的一块区域，变量可以存储任何值，而且值可以改变。变量名由字母、数字和下划线组成，需要注意的是，不能使用Python的关键字，英文大小写字母敏感，第一个字符必须是字母或下划线，不能是数字。

如下：

定义变量的正确示例：

>>> var_1 = 1      #定义变量1
    >>> var_2 = 2     #定义变量2
    >>> >>> print var_1    #输出定义的变量1
    1
    >>> print var_2       #输出定义的变量2
    2
    >>> print (var_1,var_2)   #将变量1和变量2同时输出
    (1, 2)
    #也可以同时定义三个变量，如下：
    >>> a,b,c = 1,2,3
    >>> print a
    1
    >>> print b
    2
    >>> print c
    3
    >>> print (a,b,c)
    (1, 2, 3)

## 三、Python常用的数据类型 ##

Python内置的数据类型有数字、字符串、元组、列表和字典。

### 1、数字 ###

数字类型包括整型、浮点型、布尔型等，声明时由Python内置的基本数据类型来管理变量，在程序的后台实现数值与类型的关联，以及转换等操作。根据变量的值自动判断变量的类型，我们无需关心变量空间是什么类型，只要知道创建的变量中存放了一个数，程序只是对这个数值进行操作。

**（1）整型和浮点型**

整数使用整型表示，有小数位使用浮点型表示，代码如下：

>>> x = 123
    >>> print x
    >>> print (x)
    123
    >>> x=1.98
    >>> print (x)
    1.98

上面代码首先定义了变量x=123，此时的x值是整数，x就是整型变量，当x=1.98时，x又成为了浮点型变量，由此可以看出，变量的类型是能改变的，这是因为当Python给已经存在的变量再次赋值时，实际上时创建了一个新的变量，即使变量名相同，但标识并不相同，变量的标识可以使用id函数输出。

>>> x = 123
    >>> print (id(x))
    140714328191632
    >>> x = 1.98
    >>> print (id(x))
    2151782266320

以上代码都是对变量x的标识进行打印，赋值前后的标识并不相同。

**（2）布尔型**  
1）布尔型用于逻辑运算，有两个值True、False，表示真和假。

>>> f = True
    >>> print (f)
    True
    >>> if(f):
        print (1)
    
    1

代码中定义了变量“f = True”，if是判断语句，为真则执行print语句，最后输出的是1，说明语句执行成功。

2）使用比较运算符返回的结果是布尔值，

>>> 3>4
    False     #假
    >>> 4.115>2.1
    True     #真

**（3）Python运算符**、  
Python中使用的算术运算符和数学运算中使用的符号基本相同，由+、-、\*、/（加减乘除）和小括号组成，运算顺序也是先乘除后加减，小括号优先，还有两个运算符是%和\*\*，分别是求模运算（取余数），求幂运算（求平方）。  
代码示例：

>>> x,y = 10,2     #定义两个变量
    >>> print (x+y,x*y,x/y)     #计算这两个变量的加乘除。
    12 20 5.0
    >>> print (5 + 8 * 3)
    29
    >>> print (5 + 8 * 3 / 4)
    11.0
    #以下分别是求模运算和求幂运算：
    >>> 8%5
    3
    >>> 8%4
    0
    >>> 2**5
    32
    >>> 2**3
    8

注意：Python不支持自增运算符++和自减运算符--。

### 2、字符串 ###

Python中的字符串类型是一组包含数字、字母和符号的集合，作为一个整体使用。

**1、字符串使用**

在Python中有三种表示字符串的方式，单引号、双引号、三引号，示例如下：

>>> name = '吕建钊'              #单引号示范
    >>> motto = "每天进步一点点"          #双引号示范
    >>> content = '''命运给你一个比别人低的起点，                     #三引号示范
    是为了让你用一生去奋斗一个绝地反击的故事。'''
    >>> print (name)
    吕建钊
    >>> print (motto)
    每天进步一点点
    >>> print (content)
    命运给你一个比别人低的起点，
    是为了让你用一生去奋斗一个绝地反击的故事。

变量name使用单引号，变量motto使用双引号，变量content使用三引号，他们都是合法的Python字符串类型，需要注意的是，单引号和双引号的作用是一样的，可以根据习惯使用，但是定义多行文字时，必须要使用三引号。

**2、使用字符串注意事项**  
字符串的定义方式单引号、双引号、三引号大部分情况下作用是相同的，但在特殊情况下使用也有所区别，下面是需要注意的地方。

（1）单引号、双引号、三引号它们是成对出现的，如以单引号开头就要以单引号结尾，不能混合使用表示字符串。如下代码就会报错：

>>> name = "吕建钊'         #开头是双引号，结尾是单引号，结果报错。
    SyntaxError: EOL while scanning string literal
    >>> name = "吕建钊'''     #开头是双引号，结尾是三引号，也会报错。
    SyntaxError: EOL while scanning string literal

（2）如果字符串中单独出现单引号或双引号，可以使用另一种引号定义，如下：

>>> title ="let's Go"        #双引号定义
    >>> print (title)
    let's Go
    >>> title2 = 'let"s Go '         #单引号定义
    >>> print (title2)
    let"s Go 
    >>> title3= '''let"s Go! let 's Go'''             #三引号定义
    >>> print (title3)
    let"s Go! let 's Go

以上字符串变量title中出现了单引号，需要使用双引号定义，字符串变量title2中出现了双引号，需要使用单引号定义。当字符串中同时出现单引号和双引号，就需要使用三引号进行定义。  
（3）当字符串中出现单引号、双引号等特殊字符时，还可以使用转义字符定义。Python中的转移字符是“\\”，只要在特殊字符前面加上“\\”，就可以原样输出，而不用去管定义字符串使用的是单引号还是双引号，代码如下：

>>> title = 'let\'s go!'       #转移符单引号
    >>> print (title)
    let's go!
    >>> title = "let\"s go!"      #转义符双引号
    >>> print (title)
    let"s go!

常用的转义符如下所示：  
![Python开发基础之Python常用的数据类型][Python_Python 3]

**3、字符串的其他使用方法**

Python的字符串可以进行乘法的操作，可以用一个整型数字和字符串相乘，如用数字3乘以字符串“a”，结果是字符串“aaa”，相同于字符串“a”连接了3遍。如下：

>>> print (3 * 'a')          #3乘以a
    aaa
    #以下是一个Python脚本文件
    space = " "
    print ("学习python")
    print ( 2 * space + "学习python")
    print (3 * space + "学习python")
    #执行结果如下：
    学习python
      学习python
       学习python

以上脚本文件是定义了一个空格字符串变量space，在输出时使用字符串乘法决定输出的格式，很容易地实现了文件前面的空格。并且十分简洁。

### 3、列表 ###

列表是Python中非常重要的数据类型，通常作为函数的返回值。由一组元素组成，列表可以实现添加、删除和查找操作，元素值可以被修改。  
**（1）定义列表及列表的取值**

>>> num = ['001','002','003']            #定义一个列表
    >>> print (num)               #将列表中的元素全部打印出来
    ['001', '002', '003']
    >>> print (num[1])              #打印列表中位置1的元素
    002
    >>> print (num[0])              #打印列表中位置0的元素          
    001
    >>> print (num[2])             #打印列表中位置2的元素
    003
    #以下是列表的范围取值
    >>> print (num[0:2])               #列出位置0到位置2之前的元素
    ['001', '002']
    >>> print (num[0:-1])  #也可以用负数，-1表示最后一个元素的位置，-2表示倒数第二个位置，以此类推。
    ['001', '002']
    >>> print (num[0:-2])      #列出从位置0到倒数第2个位置的元素
    ['001']
    >>> print (num[0:5])          #列出位置0到位置5的元素，由于列表中的元素只有三个，所以只列出了三个
    ['001', '002', '003']

从上面可以看出，列表取值时用列表名加上中括号，数字表示索引位置，**需要注意位置是由0开始依次递增的。**

**（2）修改列表元素值**

>>> print (num)           #先查看列表的元素
    ['001', '002', '003']
    >>> num[0] = '004'       #将位置0的元素改为004
    >>> print (num)          #确认更改结果
    ['004', '002', '003']

**（3）添加列表中的元素**

>>> print (num)              #输出列表查看
    ['004', '002', '003']
    >>> num.append ('005')            #添加一个元素，值为“005”
    >>> print (num)             #确认添加成功
    ['004', '002', '003', '005']              
    >>> num.insert(0,'001')                #在位置0插入一个元素，值为“001”
    >>> print (num)            #确认插入成功
    ['001', '004', '002', '003', '005']

**（4）删除列表元素**

>>> print (num)                 #查看列表内容
    ['001', '004', '002', '003', '005']
    >>> del num[4]              #删除列表中位置4，也就是最后一个元素
    >>> print (num)                #查看确认
    ['001', '004', '002', '003']
    >>> del num               #删除整个列表
    >>> print (num)               #再次查看会报错“没有找到该列表”
    Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#19>", line 1, in <module>
        print (num)
    NameError: name 'num' is not defined

**（5）查找列表元素**

>>> num = ['001','002','003']            #重新定义一个列表
    >>> '002' in num               #查找“002”，存在，返回true
    True
    >>> '005' in num               #查找“005”，不存在，返回false
    False

**（6）合并列表**

>>> num1 =['001','002']                  #定义列表num1
    >>> num2 =['003','004']                 #定义列表num2
    >>> num = num1 + num2                #定义列表num，元素为列表num1和num2
    >>> print (num)                  #输出列表num，结果是列表num1和num2的元素整合
    ['001', '002', '003', '004']
    >>> print (num2 + num1)             #也可以这样合并显示
    ['003', '004', '001', '002']

**（7）重复列表**

>>> print (num)           #输出列表num
    ['001', '002', '003', '004']     
    >>> print (num * 3)              #将列表num乘以3后输出
    ['001', '002', '003', '004', '001', '002', '003', '004', '001', '002', '003', '004']

**（8）列表常见问题**  
**1）**索引越界是使用列表时常犯的一个错误，如列表中有4个元素，因为索引的位置是从0开始计算的，所以最大的索引值是3，如果索引值大于3，表示索引时越界的，程序无法执行，如下：

>>> print (num)           #查看列表中的元素
    ['001', '002', '003', '004']
    >>> print (num[5])                #查看位置5的元素，索引越界了，所以会报错。
    Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#34>", line 1, in <module>
        print (num[5])
    IndexError: list index out of range

**2）**当获取列表指定范围的一组元素时，不存在列表索引越界的问题，代码如下：

>>> print (num)          #查看列表
    ['001', '002', '003', '004']
    >>> print (num[0:5])               #输出位置0到位置5之内的元素值。
    ['001', '002', '003', '004']

**3）**列表元素也可以是列表，代码如下：

>>> num = [['001','002'],['003','004'],['005','006']]          #将列表元素定义为列表
    >>> print (num)             #输出查看结果
    [['001', '002'], ['003', '004'], ['005', '006']]
    >>> print (num[0])       #查看列表num位置0的元素
    ['001', '002']
    >>> print (num[0][0])     #查看列表num位置0中的位置0的元素，有点绕哈！
    001
    >>> print (num[2][1])        #查看列表num位置2中的位置1的元素
    006

### 4、元组 ###

**（1）元组简介**  
元组和列表相似，也是Python中的一种数据结构，由不同的元素组成，每个元素可以存储不同类型的数据，如字符串、数字、甚至元组，但是元组是不可修改的。即元组创建后不能做任何的修改操作，元组通常表示一行数据，而元组中的元素表示不同的数据项。

元组和列表的区别如下：  
![Python开发基础之Python常用的数据类型][Python_Python 4]  
在使用元组与列表区别并不大，主要是因为元组是不可变的，操作速度比列表块，而且因为它不可修改，数据要更加安全，所以要根据实际情况决定是使用元组还是列表，使程序更加高效。

**（2）元组操作**

>>> print (num)               #定义一个元组
    ('001', '002', '003')
    >>> num[3] = '004'             #试着更改一个元组中的元素，结果肯定是报错咯！
    Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#48>", line 1, in <module>
        num[3] = '004'
    TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
    >>> print (num[0])            #取值操作和列表完全一样
    
    001
    >>> print (num[2])           #取值操作和列表完全一样
    
    003
    >>> del num[0]              #元组不允许删除某个元素
    
    Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#53>", line 1, in <module>
        del num[0]
    TypeError: 'tuple' object doesn't support item deletion
    >>> del num                #但可以删除整个元组
    
    >>> print (num)         #再次查看，就会报错元组名不存在了
    
    Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#55>", line 1, in <module>
        print (num)
    NameError: name 'num' is not defined

**（3）元组和列表的互相转换**

元组和列表可以做互相转换操作，代码如下：

>>> num = ('001','002','003')          #定义一个元组
    >>> print (type(num))             #查看num的类型
    
    <class 'tuple'>               #“tuple”的意思为元组
    >>> numlist = ['004','005','006']        #定义一个列表
    >>> print (type(numlist))       #确认类型为列表
    
    <class 'list'>        #“list”就是列表的意思
    #以下操作是将列表转换为元组，将元组转换为列表
    >>> NUM = list(num)    #将元组转为list的语法就是“list（）”，这里是将元组num转换为列表NUM
    
    >>> print (type(NUM))               #查看转换后的类型
    
    <class 'list'>     #类型是列表，没问题
    >>> NumList = tuple(numlist)     #将列表转换为元组的语法就是“tuple（）”，这里是将列表numlist转换为元组NumList
    
    >>> print (type(NumList))          #查看转换后的类型
    
    <class 'tuple'>    #类型是元组，没问题

### 5、字典 ###

字典（dict）是Python中重要的数据类型，字典是由“键-值”对组成的集合，字典中的值通过键来引用。

**（1）字典的创建及取值**

>>> mobile = {'zhangsan':'123456','lisi':'234567','wangwu':'345678'}    #创建一个字典，名称为“mobile”
    
    >>> print (mobile)     #输出字典中的内容
    
    {'zhangsan': '123456', 'lisi': '234567', 'wangwu': '345678'}
    #字典的取值和列表及元组不同，元组和列表都是通过数字索引取值的，而字典是通过键获取相对应的值。如下：
    >>> print (mobile["zhangsan"])        #查询zhangsan对应的值
    
    123456
    >>> print (mobile["wangwu"])       #查询wangwu对应的值
    
    345678

需要注意的是，字典中的键必须是唯一的，而不同键的值却可以相同，当定义多个键相同时，只有最后一次定义的生效，也就是说，后面定义的会覆盖前面已经存在的键值对。

**（2）字典的添加、修改、删除操作**

#向字典中添加数据
    >>> print (mobile)    #列出当前字典中的值
    
    {'zhangsan': '123456', 'lisi': '234567', 'wangwu': '345678'}
    >>> mobile['zhaosi'] = '6666666'      #添加新的键值对
    
    >>> print (mobile)       #查看是否添加
    
    {'zhangsan': '123456', 'lisi': '234567', 'wangwu': '345678', 'zhaosi': '6666666'}
    #修改字典中的键值对
    >>> mobile['zhangsan'] = '2222222'     #修改已存在的键值对，直接覆盖即可
    
    >>> print (mobile)      #查看是否修改成功
    
    {'zhangsan': '2222222', 'lisi': '234567', 'wangwu': '345678', 'zhaosi': '6666666'}
    #删除字典中的键值对
    >>> del mobile['zhangsan']       #删除zhangsan的键值对
    
    >>> print (mobile)     #查看是否删除
    
    {'lisi': '234567', 'wangwu': '345678', 'zhaosi': '6666666'}

**注意，字典不能使用“+”运算符执行连接操作。**

**（3）字典的应用举例**

kgc = {}
    name = '--please input user:'
    user = input("name:")
    pwd = input("password:")
    kgc [user] = pwd
    print (kgc)
    name = '--user searched:'
    key = input(name)
    print (kgc[key])

上面的代码首先定义了一个空的字典，用于存储用户名和密码的“键-值”对，然后使用input（）函数接受键盘的输入的用户名及密码，保存到字典kgc中，最后是使用键盘输入一个用户名，在字典中查找它对应的键。

执行结果如下：

name:lv jian zhao
    password:123456
    {'lv jian zhao': '123456'}
    --user searched:lv jian zhao
    123456

**注意：**以上脚本是基于Python 版本3编写的，若使用的是Python 版本2，则需要将其中的input（）函数，换成raw\_input（）才可正常执行。

———————— 本文至此结束，感谢阅读 ————————

[Python]: https://www.python.org/
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[Python_Python 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/dc604e50f1fb4047b5437d40dcaaf6c4.png
[Python_Python 3]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/8b30785d3e454d82b46b972dabb3892f.png
[Python_Python 4]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/990838e8edc2429998dbe9e82afc4ce9.png