Python 基础教程：变量与类型

Python 是一种高级编程语言，以简洁、易读的语法而闻名。Python 支持多种编程范式，包括面向对象、命令式、函数式以及过程式编程。Python 的设计哲学强调代码的可读性，使其成为初学者学习编程的理想选择。本教程从 Python 的基础开始介绍，包括变量和类型。

在 Python 中，变量用来存储数据，是数据的容器。变量的命名需遵循一定的规则，如不能以数字开头，不能包含特殊字符（除了下划线），并且不能是 Python 的保留关键字。

定义变量

变量在 Python 中不需要明确声明类型，只需赋值即可。

# 定义变量
x = 5
y = "Hello, World!"

# 输出变量的值
print(x)
print(y)

变量类型

Python 是一种动态类型语言，变量的类型是在运行时自动推断出来的。常见的变量类型包括整型、浮点型和字符串等。

整型

整型表示整数，可以是正数或负数。

x = 5
y = -10
z = 0

print(x, type(x))
print(y, type(y))
print(z, type(z))

浮点型

浮点型表示带有小数点的数字。

x = 3.14
y = -0.123
z = 10.0

print(x, type(x))
print(y, type(y))
print(z, type(z))

字符串

字符串是一系列字符的序列，可以使用单引号或双引号表示。

str1 = 'Hello'
str2 = "World"
str3 = "Hello, 'World'!"

print(str1, type(str1))
print(str2, type(str2))
print(str3, type(str3))

多个变量赋值

Python 支持同时定义多个变量并赋值，可以在一行中完成。

x, y, z = 5, "Hello", 3.14
print(x, y, z)

变量命名规则

变量命名需遵循一定的规则：

1. 变量名不能以数字开头。
2. 变量名不能包含特殊字符（除了下划线）。
3. 变量名不能是 Python 的保留关键字。

# 错误的变量名
# 1x = 5
# x-1 = 5
# if = 5

# 正确的变量名
x1 = 5
x_1 = 5

Python 提供了将一种类型转换为另一种类型的功能，这在处理不同类型的数据时非常有用。常见的类型转换包括整型转浮点型、浮点型转整型、字符串转整型或浮点型等。

整型转浮点型

使用 float() 函数可以将整型转换为浮点型。

x = 5
y = float(x)
print(y, type(y))

浮点型转整型

使用 int() 函数可以将浮点型转换为整型（向下取整）。

x = 3.14
y = int(x)
print(y, type(y))

字符串转整型

使用 int() 函数可以将字符串类型的整数转换为整型。

x = "123"
y = int(x)
print(y, type(y))

字符串转浮点型

使用 float() 函数可以将字符串类型的浮点数转换为浮点型。

x = "3.14"
y = float(x)
print(y, type(y))

错误：未定义的变量

使用未定义的变量会导致 NameError。

print(x)
# NameError: name 'x' is not defined

解决方法：确保变量已经定义。

x = 5
print(x)

错误：类型错误

试图对不同类型的变量进行不支持的操作会导致 TypeError。

x = 5
y = "Hello"
print(x + y)
# TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

解决方法：确保操作符支持两个操作数的类型。

x = 5
y = "5"
print(x + int(y))

错误：无效的字符串转换

试图将非数字字符串转换为整型或浮点型会导致 ValueError。

x = "abc"
y = int(x)
# ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'

解决方法：确保字符串是有效的数字。

x = "123"
y = int(x)
print(y, type(y))

假设我们有一组整数，需要计算这组整数的平均值。下面是一个简单的示例，展示了如何计算平均值。

def calculate_average(numbers):
    total = sum(numbers)
    count = len(numbers)
    average = total / count
    return average

# 示例数据
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# 计算平均值
average = calculate_average(numbers)
print("Average:", average)

实践示例：字符串转数字

假设我们有一个字符串列表，需要将其中的每个字符串转换为整型，然后计算平均值。下面是一个简单的示例，展示了如何完成这个任务。

def calculate_average_from_str(numbers_str):
    numbers = [int(num) for num in numbers_str]
    total = sum(numbers)
    count = len(numbers)
    average = total / count
    return average

# 示例数据
numbers_str = ["1", "2", "3", "4", "5"]

# 计算平均值
average = calculate_average_from_str(numbers_str)
print("Average:", average)

本节介绍了 Python 中变量和类型的基础知识，包括如何定义变量、不同类型的变量、类型转换以及一些常见的错误及其解决方法。通过这些基础知识，你已经可以开始编写简单的 Python 程序。为了进一步深入学习，建议访问慕课网（https://www.imooc.com/）进行更多练习和学习。