Python基礎之變量

扎扎實實地打好基礎，練好基本功，我認為這是學好Python的“秘訣”。老子曾雲：九層之台，起於壘土。本文主要以一些簡單的小例子簡述Python基礎之變量相關內容，僅供學習分享使用，如有不足之處，還請指正。

什么是變量？

變量是指在程序執行過程中，值可以發生變化的量。與之對應的是常量，常量是指在程序執行過程中，值不可以發生變化的量。變量和常量都是為了獲取和設置內存中對應地址的值，而便於記憶和識別而起的名稱。

Python中常用變量類型

Python中常用的變量類型，主要包括：Number(數字)，String(字符串)，List(列表)，Tuple(元組)，Dictionary(字典)，如下圖所示：

 變量的命名規則

Python中，變量的命名規則如下：

1. 變量名不能用數字開頭
2. 變量名不能包含特殊的符號
3. 變量名應該有意義，避免使用a,b,c來命名變量
4. 如果必須在一個變量名中用多個單詞，請用下划線來分隔
5. 大多數情況下，變量名應該小寫
6. 如果使用單個字母命名，避免使用小寫L或者大寫O

錯誤或不友好的變量命名

錯誤或不友好的變量命名，示例如下所示：

>>> 1name='Alan.hsiang'
SyntaxError: invalid syntax
>>> a=1
>>> b=2
>>> b*c=3
SyntaxError: can't assign to operator
>>> b$c=2
SyntaxError: invalid syntax
>>> 

友好的變量命名

友好的變量命名示例，如下所示：

>>> name='Alan.hsiang'
>>> name_age="Alan.hsiang 's age is 20"
>>> age =20

 Number類型（數字）

在Python3中，支持的數字類型，共有以下幾種：

int 整型，包括正整數，負整數，0，可以通過二進制，八進制，十進制，十六進制，進行表示。

int類型示例如下所示：

>>> num1=2   #十進制
>>> num1
2
>>> num2=0b101  #二進制
>>> num2
5
>>> num8=0o24  #八進制
>>> num8
20
>>> num16=0x3F  #十六進制
>>> num16
63
>>> 

float 浮點型，包含兩部分：整數部分，小數部分。通過整數.小數來表示，也可以通過科學計數法表示。

float類型示例如下所示：

>>> float_num1=2.345 # 普通表示法
>>> float_num1
2.345
>>> float_num2 =1.23e9 #科學計數法
>>> float_num2
1230000000.0
>>> 

bool 布爾類型，表示邏輯值，值只有兩個：True,False。

bool類型示例如下所示：

>>> b_var1=True  # 注意大小寫敏感
>>> b_var1
True
>>> b_var2=False  # 注意大小寫敏感
>>> b_var2
False
>>> 

注意：True和False是關鍵字，大小寫敏感，不能寫錯，錯誤示例如下：

>>> b_var3=true
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#17>", line 1, in <module>
    b_var3=true
NameError: name 'true' is not defined
>>> b_var4=false
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#18>", line 1, in <module>
    b_var4=false
NameError: name 'false' is not defined
>>> 

complex 復數類型，以3+4j格式表示。

complex示例如下所示：

>>> c_num=complex(3,4)
>>> c_num
(3+4j)
>>> 

type方法的使用

type方法主要用於判斷當前變量的數據類型，如下所示：

>>> type(num1)
<class 'int'>
>>> type(float_num1)
<class 'float'>
>>> type(b_var1)
<class 'bool'>
>>> type(c_num)
<class 'complex'>
>>> 

Python數學運算符

Python支持的常規數學運算符，如下所示：

 常規數學運算符，示例如下：

>>> a=5
>>> b=2
>>> a+b
7
>>> a*b
10
>>> a**b
25
>>> a/b
2.5
>>> a//b
2
>>> a%b
1
>>> 

 Python比較運算符

Python支持的比較運算符，如下所示：

 比較運算符，示例如下：

>>> a=20
>>> b=10
>>> a==b
False
>>> a!=b
True
>>> a>b
True
>>> a<b
False
>>> a>=b
True
>>> a<=b
False
>>> 

Python賦值運算符

Python支持的賦值運算符，如下所示：

 賦值運算符，示例如下：

>>> c=a+b
>>> c
30
>>> c+=a
>>> c
50
>>> c-=a
>>> c
30
>>> c*=a
>>> c
600
>>> c/=a
>>> c
30.0
>>> c%=a
>>> c
10.0
>>> c**=a
>>> c
1e+20
>>> c//=a
>>> c
5e+18
>>> 

Python邏輯運算符

Python支持的邏輯運算符，如下所示：

 邏輯運算符，示例如下：

>>> a and b # 如果a為True , 則返回 b 計算的值
10
>>> a or b # 如果a 為True，則返回a 的值，否則，返回b的值
20
>>> not a # 如果a 為 True，則返回 False
False
>>> 

Python成員運算符

Python支持的成員運算符，用於測試成員是否包含在序列中，包括字符串，列表，元組等，如下所示：

 成員運算符，示例如下：

>>> list=[4,5,6,7,8,9,0]
>>> 5 in list
True
>>> 3 in list
False
>>> 3 not in list
True
>>> 5 not in list
False
>>> 

Python身份運算符

身份運算符，用於比較兩個對象的存儲單元，如下所示：

 身份運算符，示例如下所示：

>>> a=b
>>> a is b
True
>>> a is not b
False
>>> b=3
>>> a is b
False
>>> a is not b
True
>>> 

String類型（字符串）

字符串類型是最常用的數據類型之一。可以用引號（單引號或 雙引號）來創建字符串。字符串中的字符，可以包含，字符，字母，中文字符，特殊符號等內容。

創建字符串

Python創建字符串非常簡單，只需要為變量分配一個字符串類型的值即可。示例如下：

>>> str1 = 'apple'
>>> str1
'apple'
>>> str2 = "apple"
>>> str2
'apple'
>>> str3 = "apple'color is red"
>>> str3
"apple'color is red"
>>> str4 = 'apple is very "good"'
>>> str4
'apple is very "good"'
>>> 

注意：Python中，支持英文單引號和雙引號兩種方式定義字符串，主要是為了避免字符串內容中包含引號的情況。

字符串錯誤示例，如下所示：

>>> str5= 'apple'is good'
SyntaxError: EOL while scanning string literal
>>> str6 = 'apple' hahaha'
SyntaxError: invalid syntax
>>> str7 = ‘abc’
SyntaxError: invalid character in identifier
>>> 

多行字符串

如果字符串有多行，需要用三個單引號或雙引號來定義。如下所示：

>>> str8 = '''大家好
我是Alan.hsiang
我是一個man
我很懶'''
>>> print(str8)
大家好
我是Alan.hsiang
我是一個man
我很懶
>>> str8
'大家好\n我是Alan.hsiang\n我是一個man\n我很懶'
>>> 

訪問字符串

在Python中，可以通過序號來訪問字符串中的某一個或多個字符，序號從0開始。

>>> str4 = 'apple is very "good"'
>>> str4[0]  # 正向訪問
'a'
>>> str4[2]
'p'
>>> str4[-1]  # 反向訪問
'"'
>>> str4[-2]
'd'
>>> str4[1:2] #切片訪問，從1開始，2結束，不包含2
'p'
>>> 

更新字符串

字符串的內容是只讀的，不允許更新。如果非要更新，可以轉換成列表，修改后，再轉換成字符串，這種折中方法。如下所示：

>>> list1=list(str1)
>>> list1
['a', 'p', 'p', 'l', 'e']
>>> list1[0]='A'
>>> list1
['A', 'p', 'p', 'l', 'e']
>>> str1 = "".join(list1)
>>> str1
'Apple'
>>> 

在轉換時，如果報以下錯誤，是由於之前聲明list為變量，所以訪問不到內置函數。所以也請注意：變量命名要規范，不能使用關鍵字。

>>> list2 = list(str1)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#70>", line 1, in <module>
    list2 = list(str1)
TypeError: 'list' object is not callable

List類型（列表）

什么是列表？

列表是Python中非常重要的一種數據結構，由一系列按特定順序排列的元素組成，開發者可以創建包含字母，數字的列表，也可以將任何元素加入列表中，元素之間的數據類型可以不同。列表中的每一個元素，都被分配了一個索引，代表元素在列表中的位置。索引從0開始。在Python程序中，用英文中括弧表示列表，並用逗號分隔列表的元素。

如何創建列表？

列表的創建也非常簡單，通過變量 = [元素1,元素2,...,元素n]的格式來創建，如下所示：

>>> fruits = ['apple','pear','banana']
>>> print(fruits)
['apple', 'pear', 'banana']
>>> type(fruits)
<class 'list'>
>>> list2 = []
>>> list3 = [1,2,3,'a','b',4,5]
>>> print(list3)
[1, 2, 3, 'a', 'b', 4, 5]
>>> 

如何訪問列表？

列表是通過索引進行訪問的，可以通過 列表名稱[索引] 的格式進行訪問。如下所示：

>>> fruits[1]
'pear'
>>> list3[3]
'a'
>>> 

注意：列表的索引從0開始。

如果要訪問的列表的內容，超出了列表的范文，則會報以下錯誤：

>>> list3[7]
Traceback (most recent call last): File "<pyshell#89>", line 1, in <module>
    list3[7]
IndexError: list index out of range

Python的列表，不僅支持正向索引，還支持負向索引，如下所示：

>>> list3[-1]
5
>>> list3[-2]
4
>>> 

同樣，列表也支持切片的方式進行訪問，如下所示：

>>> list3[1:4] # 起始位置，結束位置，包含起始，不包含結束
[2, 3, 'a']
>>> 

 Tuple類型（元組）

在Python程序中，可以將元組看做是特殊的列表，與列表不同的是，元組內的元素不能發生改變。不但不能改變元組內的數據項，也不能添加和刪除數據項。當需要創建一組不可改變的數據時，通常會把這些數據放在元組中。

如何創建並訪問元組？

在Python程序中，元組是以小括號將數據括起來，各個元素之間用逗號隔開。也可以創建空元組。具體如下所示：

>>> t1 = ('a','b','c')
>>> t1
('a', 'b', 'c')
>>> type(t1)
<class 'tuple'>
>>> t1[1]
'b'
>>> t1[1]='B' # 如果嘗試修改元組的元素內容，則會報錯
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#98>", line 1, in <module>
    t1[1]='B' # 如果嘗試修改元組的元素內容，則會報錯
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> 

當元組中只有一個元素時，需要在元組后面添加逗號，如下所示：

>>> t2 = (2) # 如果只有一個元素，不加逗號，則不是元組
>>> type(t2)
<class 'int'>
>>> t3= (2,) # 如果只有一個元素，加上逗號，就表示元組
>>> type(t3)
<class 'tuple'>
>>> 

元組同列表一樣，支持索引和切片訪問，如下所示：

>>> t1[1]
'b'
>>> t1[1:3]
('b', 'c')
>>> 

使用內置方法操作元組

元組常用的內置方法，如下所示：

1. len() 獲取元組的長度，即元素個數。
2. max() 獲取元組中元素的最大值。
3. min() 獲取元組中元素的最小值。

元組使用內置函數，如下所示：

>>> t1 = ('a','b','c')
>>> t1
('a', 'b', 'c')
>>> len(t1)
3
>>> max(t1)
'c'
>>> min(t1)
'a'
>>> 

 Dictionary類型（字典）

什么是字典？

字典，是以大括號{}包圍，並且以“鍵:值”對的方式聲明和存在的數據集合。字典與列表相對，最大的不同在於字典是無序的，其成員位置只是象征性的，在字典中，通過鍵來訪問成員，而不能通過其位置來訪問成員。

創建並訪問字典

字典中可以存儲任意個鍵-值對。每一個鍵-值對中的鍵（Key）必須是唯一的，不可變的，但值（Value）則不必。鍵值可以取任意數據類型。格式如下：dict1={key1:value1,key2:value2}

創建並操作字典示例如下所示：

>>> dict1={'a':1,'b':2}
>>> dict2={} # 空字典
>>> type(dict1)
<class 'dict'>
>>> dict2['apple']='big' # 添加元素
>>> dict2['orange']='small' # 添加元素
>>> dict2
{'apple': 'big', 'orange': 'small'}
>>> dict1['a'] =-1 # 修改元素的值
>>> dict1
{'a': -1, 'b': 2}
>>> del dict1['a'] # 刪除鍵值
>>> dict1
{'b': 2}
>>> 

與字典相關的內置函數

與字典相關的內置函數，如下所示：

1. len()  求字典的元素的個數
2. str() 將字典轉換成字符串。

內置函數，示例如下：

>>> len(dict2)
2
>>> str(dict2)
"{'apple': 'big', 'orange': 'small'}"
>>> 

數學相關

python提供了math和random兩個與數學相關的內置模塊，主要用於常見的數學計算。

math模塊，主要提供了取整，次方，四舍五入，最大值，最小值等相關計算，如下所示：

import math

print(math.ceil(1.2))  # 向上取整  2
print(math.floor(1.2))  # 向下取整  1
print(math.pow(2, 3))  # x的y次方  8.0
print(math.pow(1, 2))  # 1的2次方  1.0
print(round(3.4))  # 四舍五入  3
print(round(3.5))  # 四舍五入  4
print(round(3.48))  # 四舍五入  3
print(round(3.456, 2))  # 四舍五入  3.46
print(max(1, 2, 3, 5, 4, 4, 2, 1))  # 求最大值  5
print(min(1, 2, 3, 5, 4, 4, 2, 1))  # 求最小值  1

random主要提供了隨機數相關的內容，如下所示：

import random


# 隨機返回某一個值
print(random.choice([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))  # 返回列表中的隨機個值
print(random.choice('abcdefghijklmn'))  # 返回字符串中的隨機個值
# 隨機返回多個值
print(random.choices([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], k=2))  # 返回列表中的隨機個值
print(random.choices('abcdefghijklmn', k=2))  # 返回字符串中的隨機個值
# 隨機返回列表中不包括結束值的值
print(random.randrange(1, 100, step=2))
# 隨機打亂列表中的值
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
random.shuffle(lst)
print(lst)
# 返回包含結束值的隨機整數
print(random.randint(1, 5))

 

備注

合抱之木,生於毫末。——老子《老子》