变量与数据类型

理解Python中的数据存储方式

变量基础

什么是变量

变量 是用来存储数据的容器，可以理解为"贴了标签的盒子"。

# 创建变量
name = "张三"      # 盒子里放了"张三"，贴上name标签
age = 25          # 盒子里放了25，贴上age标签
is_student = True # 盒子里放了True，贴上is_student标签

变量赋值

# 基本赋值
x = 10

# 多变量赋值
a, b, c = 1, 2, 3

# 同值赋值
x = y = z = 0

# 变量交换
a, b = b, a  # Python特有的交换方式

变量命名

# 命名规则
# 1. 只能包含字母、数字、下划线
# 2. 不能以数字开头
# 3. 区分大小写
# 4. 不能使用Python关键字

# 推荐命名风格（snake_case）
user_name = "张三"
total_count = 100
is_valid = True

# Python关键字（不能用作变量名）
# False, True, None, and, or, not, if, else, elif
# for, while, break, continue, return, def, class...

# 查看所有关键字
import keyword
print(keyword.kwlist)

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数据类型

基本数据类型

# 整数 int
age = 25
count = -10
big_num = 1_000_000  # 可以用下划线分隔

# 浮点数 float
price = 19.99
pi = 3.14159
scientific = 1.5e10  # 科学计数法

# 字符串 str
name = "张三"
message = 'Hello, World!'
multi_line = """
这是
多行
字符串
"""

# 布尔值 bool
is_active = True
is_deleted = False

# 空值 None
result = None

查看数据类型

# type() 函数
print(type(25))        # <class 'int'>
print(type(3.14))      # <class 'float'>
print(type("Hello"))   # <class 'str'>
print(type(True))      # <class 'bool'>
print(type(None))      # <class 'NoneType'>

# isinstance() 检查类型
print(isinstance(25, int))      # True
print(isinstance("Hi", str))    # True

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数字类型

整数 int

# 整数运算
a = 10
b = 3

print(a + b)   # 13  加法
print(a - b)   # 7   减法
print(a * b)   # 30  乘法
print(a / b)   # 3.333... 除法（返回浮点数）
print(a // b)  # 3   整除（取整）
print(a % b)   # 1   取余（模运算）
print(a ** b)  # 1000 幂运算

# 不同进制
decimal = 255      # 十进制
binary = 0b11111111 # 二进制
octal = 0o377      # 八进制
hexadecimal = 0xFF # 十六进制

浮点数 float

# 浮点数
pi = 3.14159
e = 2.71828

# 精度问题
print(0.1 + 0.2)  # 0.30000000000000004

# 解决精度问题
from decimal import Decimal
print(Decimal('0.1') + Decimal('0.2'))  # 0.3

# 四舍五入
print(round(3.14159, 2))  # 3.14

数学函数

import math

# 常用函数
print(abs(-5))       # 5 绝对值
print(max(1, 5, 3))  # 5 最大值
print(min(1, 5, 3))  # 1 最小值
print(sum([1,2,3]))  # 6 求和
print(pow(2, 3))     # 8 幂运算

# math模块
print(math.sqrt(16))     # 4.0 平方根
print(math.ceil(3.2))    # 4 向上取整
print(math.floor(3.8))   # 3 向下取整
print(math.pi)           # 3.14159... 圆周率

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字符串类型

字符串创建

# 单引号和双引号
s1 = 'Hello'
s2 = "Hello"

# 包含引号
s3 = "He said 'Hi'"
s4 = 'He said "Hi"'
s5 = "He said \"Hi\""  # 转义

# 多行字符串
s6 = """
这是第一行
这是第二行
这是第三行
"""

# 原始字符串（不转义）
path = r"C:\Users\name"  # 不转义\

字符串操作

s = "Hello, World!"

# 长度
print(len(s))  # 13

# 索引（从0开始）
print(s[0])    # H
print(s[-1])   # !（负索引从末尾开始）

# 切片
print(s[0:5])   # Hello
print(s[7:])    # World!
print(s[:5])    # Hello
print(s[::2])   # Hlo ol!（步长为2）
print(s[::-1])  # !dlroW ,olleH（反转）

# 查找
print(s.find("World"))   # 7（返回索引）
print(s.find("Python"))  # -1（未找到）
print("World" in s)      # True

# 替换
print(s.replace("World", "Python"))  # Hello, Python!

# 分割
print(s.split(","))  # ['Hello', ' World!']

# 连接
words = ["Hello", "World"]
print(" ".join(words))  # Hello World

字符串方法

s = "  Hello, World!  "

# 大小写转换
print(s.upper())       # "  HELLO, WORLD!  "
print(s.lower())       # "  hello, world!  "
print(s.title())       # "  Hello, World!  "
print(s.capitalize())  # "  hello, world!  "

# 去空格
print(s.strip())   # "Hello, World!"
print(s.lstrip())  # "Hello, World!  "
print(s.rstrip())  # "  Hello, World!"

# 判断
print(s.startswith("  H"))  # True
print(s.endswith("!  "))    # True
print("123".isdigit())      # True
print("abc".isalpha())      # True

字符串格式化

name = "小明"
age = 18
score = 95.5

# f-string（推荐）
print(f"姓名：{name}，年龄：{age}，分数：{score}")

# 格式化数字
print(f"分数：{score:.1f}")  # 保留1位小数
print(f"年龄：{age:03d}")    # 用0填充到3位

# 对齐
print(f"{'左对齐':<10}")     # 左对齐，宽度10
print(f"{'右对齐':>10}")     # 右对齐
print(f"{'居中':^10}")       # 居中

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布尔类型

布尔值

# True 和 False
is_active = True
is_deleted = False

# 布尔运算
print(True and False)  # False
print(True or False)   # True
print(not True)        # False

# 比较运算返回布尔值
print(5 > 3)   # True
print(5 == 5)  # True
print(5 != 3)  # True

布尔转换

# 转为布尔值
print(bool(1))        # True
print(bool(0))        # False
print(bool("Hello"))  # True
print(bool(""))       # False
print(bool([1, 2]))   # True
print(bool([]))       # False
print(bool(None))     # False

# 假值（False）
# 0, 0.0, "", [], {}, (), None, False
# 其他都是真值（True）

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类型转换

显式转换

# 转整数
print(int("123"))      # 123
print(int(3.7))        # 3（截断，不是四舍五入）
print(int(True))       # 1

# 转浮点数
print(float("3.14"))   # 3.14
print(float(10))       # 10.0

# 转字符串
print(str(123))        # "123"
print(str(3.14))       # "3.14"
print(str(True))       # "True"

# 转布尔
print(bool(1))         # True
print(bool(""))        # False

类型转换注意事项

# 字符串转数字必须是有效格式
int("123")     # OK
# int("12.3")  # ValueError
# int("abc")   # ValueError

# 可以先检查
s = "123"
if s.isdigit():
    num = int(s)

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动态类型

Python是动态类型语言

# 变量可以改变类型
x = 10        # int
print(type(x))
x = "Hello"   # str
print(type(x))
x = [1, 2, 3] # list
print(type(x))

类型提示（Type Hints）

# Python 3.5+ 支持类型提示
# 仅供参考，不强制执行

def greet(name: str) -> str:
    return f"Hello, {name}!"

age: int = 25
price: float = 19.99
is_active: bool = True

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练习

练习1：类型判断

# 打印以下变量的类型
a = 42
b = 3.14
c = "Python"
d = True
e = None

# 参考答案
print(type(a))  # <class 'int'>
print(type(b))  # <class 'float'>
print(type(c))  # <class 'str'>
print(type(d))  # <class 'bool'>
print(type(e))  # <class 'NoneType'>

练习2：字符串处理

# 给定字符串，完成以下操作
s = "  Python Programming  "
# 1. 去除首尾空格
# 2. 转为大写
# 3. 统计字符'o'出现次数
# 4. 将'Python'替换为'Java'

# 参考答案
print(s.strip())               # Python Programming
print(s.upper())               # PYTHON PROGRAMMING
print(s.count('o'))            # 2
print(s.replace('Python', 'Java'))  # Java Programming

练习3：类型转换

# 计算用户输入的两个数之和
num1 = input("请输入第一个数：")
num2 = input("请输入第二个数：")

# 参考答案
result = float(num1) + float(num2)
print(f"和为：{result}")

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本章小结

1. 变量：存储数据的容器，无需声明类型
2. 数字类型：int（整数）、float（浮点数）
3. 字符串：str，丰富的操作方法
4. 布尔值：True / False
5. 类型转换：int()、float()、str()、bool()
6. 动态类型：变量类型可以改变

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下一步

了解了数据类型，下一章学习运算符与表达式。

→ 继续阅读：15-运算符与表达式