詳細解析Python當中的數據類型和變量

計算機顧名思義就是可以做數學計算的機器，因此，計算機程序理所當然地可以處理各種數值。但是，計算機能處理的遠不止數值，還可以處理文本、圖形、音頻、視頻、網頁等各種各樣的數據，不同的數據，需要定義不同的數據類型。在Python中，能夠直接處理的數據類型有以下幾種：
整數
Python可以處理任意大小的整數，當然包括負整數，在程序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。
計算機由于使用二進制，所以，有時候用十六進制表示整數比較方便，十六進制用0x前綴和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2，等等。
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。但是對于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存儲的方式是不同的，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舍五入的誤差。
字符串
字符串是以''或""括起來的任意文本，比如'abc'，"xyz"等等。請注意，''或""本身只是一種表示方式，不是字符串的一部分，因此，字符串'abc'只有a，b，c這3個字符。如果'本身也是一個字符，那就可以用""括起來，比如"I'm OK"包含的字符是I，'，m，空格，O，K這6個字符。
如果字符串內部既包含'又包含"怎么辦？可以用轉義字符\來標識，比如：    
'I\'m \"OK\"!'

表示的字符串內容是：    
I'm "OK"!

轉義字符\可以轉義很多字符，比如\n表示換行，\t表示制表符，字符\本身也要轉義，所以\\表示的字符就是\，可以在Python的交互式命令行用print打印字符串看看：    
>>> print 'I\'m ok.'
I'm ok.
>>> print 'I\'m learning\nPython.'
I'm learning
Python.
>>> print '\\\n\\'
\
\

如果字符串里面有很多字符都需要轉義，就需要加很多\，為了簡化，Python還允許用r''表示''內部的字符串默認不轉義，可以自己試試：    
>>> print '\\\t\\'
\    \
>>> print r'\\\t\\'
\\\t\\

如果字符串內部有很多換行，用\n寫在一行里不好閱讀，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

上面是在交互式命令行內輸入，如果寫成程序，就是：    
print '''line1
line2
line3'''

多行字符串'''...'''還可以在前面加上r使用，請自行測試。
布爾值

布爾值和布爾代數的表示完全一致，一個布爾值只有True、False兩種值，要么是True，要么是False，在Python中，可以直接用True、False表示布爾值（請注意大小寫），也可以通過布爾運算計算出來：    
>>> True
True
>>> False
False
>>> 3 > 2
True
>>> 3 > 5
False

布爾值可以用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

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

not運算是非運算，它是一個單目運算符，把True變成False，False變成True：    
>>> not True
False
>>> not False
True

布爾值經常用在條件判斷中，比如：    
if age >= 18:
  print 'adult'
else:
  print 'teenager'

空值

空值是Python里一個特殊的值，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、字典等多種數據類型，還允許創建自定義數據類型，我們后面會繼續講到。
變量

變量的概念基本上和初中代數的方程變量是一致的，只是在計算機程序中，變量不僅可以是數字，還可以是任意數據類型。

變量在程序中就是用一個變量名表示了，變量名必須是大小寫英文、數字和_的組合，且不能用數字開頭，比如：    
a = 1

變量a是一個整數。    
t_007 = 'T007'

變量t_007是一個字符串。    
Answer = True

變量Answer是一個布爾值True。

在Python中，等號=是賦值語句，可以把任意數據類型賦值給變量，同一個變量可以反復賦值，而且可以是不同類型的變量，例如：    
a = 123 # a是整數
print a
a = 'ABC' # a變為字符串
print a

這種變量本身類型不固定的語言稱之為動態語言，與之對應的是靜態語言。靜態語言在定義變量時必須指定變量類型，如果賦值的時候類型不匹配，就會報錯。例如Java是靜態語言，賦值語句如下（// 表示注釋）：    
int a = 123; // a是整數類型變量
a = "ABC"; // 錯誤：不能把字符串賦給整型變量

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于數學的等號。比如下面的代碼：    
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，在程序中，賦值語句先計算右側的表達式x + 2，得到結果12，再賦給變量x。由于x之前的值是10，重新賦值后，x的值變成12。

最后，理解變量在計算機內存中的表示也非常重要。當我們寫：    
a = 'ABC'

時，Python解釋器干了兩件事情：

        在內存中創建了一個'ABC'的字符串；
        在內存中創建了一個名為a的變量，并把它指向'ABC'。

也可以把一個變量a賦值給另一個變量b，這個操作實際上是把變量b指向變量a所指向的數據，例如下面的代碼：    
a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print b

最后一行打印出變量b的內容到底是'ABC'呢還是'XYZ'？如果從數學意義上理解，就會錯誤地得出b和a相同，也應該是'XYZ'，但實際上b的值是'ABC'，讓我們一行一行地執行代碼，就可以看到到底發生了什么事：

執行a = 'ABC'，解釋器創建了字符串'ABC'和變量a，并把a指向'ABC'：

執行b = a，解釋器創建了變量b，并把b指向a指向的字符串'ABC'：

執行a = 'XYZ'，解釋器創建了字符串'XYZ'，并把a的指向改為'XYZ'，但b并沒有更改：

所以，最后打印變量b的結果自然是'ABC'了。
常量
所謂常量就是不能變的變量，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量名表示常量：    
PI = 3.14159265359

但事實上PI仍然是一個變量，Python根本沒有任何機制保證PI不會被改變，所以，用全部大寫的變量名表示常量只是一個習慣上的用法，如果你一定要改變變量PI的值，也沒人能攔住你。

最后解釋一下整數的除法為什么也是精確的，可以試試：    
>>> 10 / 3
3

你沒有看錯，整數除法永遠是整數，即使除不盡。要做精確的除法，只需把其中一個整數換成浮點數做除法就可以：    
>>> 10.0 / 3
3.3333333333333335

因為整數除法只取結果的整數部分，所以Python還提供一個余數運算，可以得到兩個整數相除的余數：    
>>> 10 % 3
1
無論整數做除法還是取余數，結果永遠是整數，所以，整數運算結果永遠是精確的。
小結
Python支持多種數據類型，在計算機內部，可以把任何數據都看成一個“對象”，而變量就是在程序中用來指向這些數據對象的，對變量賦值就是把數據和變量給關聯起來。
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