Python编程基础：变量与类型详解

变量是程序中用于存储数据的容器。在Python中，你可以简单地声明一个变量并为其赋值。变量可以存储各种类型的数据，如数字、字符串、列表等。

变量的基本类型

Python支持多种内置的数据类型，包括整型（int）、浮点型（float）、字符串（str）和布尔型（bool）等。

变量声明

Python中声明变量不需要指定变量类型。你可以直接使用=运算符给变量赋值。

# 声明一个整型变量
age = 25

# 声明一个浮点型变量
height = 175.5

# 声明一个字符串变量
name = "张三"

# 声明一个布尔型变量
is_student = True

变量命名规则

变量名不能以数字开头，不能包含特殊字符（如 $、# 等），且不能使用Python的关键字（如 if、else、for 等）。

# 合法的变量名
variable_name = "合法的变量名"

# 不合法的变量名
# 1_variable = "不合法"

# 也不能使用Python关键字
# if = "不合法"

变量作用域

变量的作用域决定了变量的可见范围。在Python中，变量的作用域可以分为局部变量和全局变量。

• 局部变量：定义在函数内部的变量，只在该函数内部可见。
• 全局变量：定义在函数外部的变量，可以在整个程序中可见。

# 定义全局变量
global_var = "全局变量"

def test_function():
    # 定义局部变量
    local_var = "局部变量"
    print(local_var)

test_function()
print(global_var)

Python中常见的数据类型包括整型（int）、浮点型（float）、字符串（str）、列表（list）、元组（tuple）、字典（dict）和集合（set）。

整型（int）

整型变量用于存储整数。Python支持多种整型表示形式，如十进制、二进制、八进制和十六进制。

# 十进制
a = 10

# 二进制
b = 0b1010

# 八进制
c = 0o12

# 十六进制
d = 0x11

print(a, b, c, d)

浮点型（float）

浮点型变量用于存储小数。Python使用IEEE 754标准对浮点数进行存储和运算。

# 浮点型
f1 = 10.5
f2 = 2.5e2  # 2.5 * 10^2

print(f1, f2)

字符串（str）

字符串是字符的序列，可以是单个字符或多个字符的组合。字符串在Python中用单引号（' '）、双引号（" "）或三引号（''' '''或""" """）表示。

# 单引号
s1 = 'Hello'

# 双引号
s2 = "World"

# 三引号
s3 = """这是
一个多行字符串"""

print(s1, s2, s3)

列表（list）

列表是一种有序的集合，可以包含不同类型的元素。列表中的元素可以是任意类型的变量。

# 创建一个列表
my_list = [1, 2, 3, "四", 5.5, True]

print(my_list)

元组（tuple）

元组是一种有序的不可变集合，与列表类似，但一旦创建，其元素不能被修改。

# 创建一个元组
my_tuple = (1, 2, 3, "四", 5.5, True)

print(my_tuple)

字典（dict）

字典是一种无序的键值对集合，键必须是唯一的，且是不可变的。

# 创建一个字典
my_dict = {"name": "张三", "age": 25, "is_student": True}

print(my_dict)

集合（set）

集合是一种无序的不重复元素集合。

# 创建一个集合
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

print(my_set)

项目实例：使用列表进行数据操作

# 使用列表进行数据操作
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]

# 添加元素到列表末尾
my_list.append(6)
print(my_list)

# 删除列表中的特定元素
my_list.remove(2)
print(my_list)

# 对列表进行排序
my_list.sort()
print(my_list)

Python提供了多种内置函数，可以进行不同类型之间的转换。

类型转换函数

• int()：将其他数据类型转换为整型。
• float()：将其他数据类型转换为浮点型。
• str()：将其他数据类型转换为字符串。
• bool()：将其他数据类型转换为布尔型。

# 整型转浮点型
a = int(10.6)
print(a)

# 浮点型转整型
b = float(10)
print(b)

# 整型转字符串
c = str(10)
print(c)

# 布尔型转整型
d = bool(0)
print(d)

示例

# 整型转浮点型
age = 25
age_float = float(age)
print(age_float)

# 浮点型转整型
height = 175.5
height_int = int(height)
print(height_int)

# 整型转字符串
age_str = str(25)
print(age_str)

# 字符串转整型
age_int = int("25")
print(age_int)

Python提供了多种内置函数，可以检查变量的类型。

类型检查函数

• type()：返回变量的类型。
• isinstance()：判断一个变量是否属于某种类型。

# 使用type()函数
a = 10
print(type(a))

# 使用isinstance()函数
b = 10.5
print(isinstance(b, float))

示例

# 使用type()函数
age = 25
print(type(age))

# 使用isinstance()函数
height = 175.5
print(isinstance(height, float))

Python提供了多种内置函数，可以对字符串进行操作。

字符串操作函数

• len()：返回字符串的长度。
• str.upper()：将字符串中的所有字符转换为大写。
• str.lower()：将字符串中的所有字符转换为小写。
• str.strip()：去除字符串的首尾空白字符。
• str.replace(old, new)：将字符串中的旧子串替换为新子串。
• str.split(sep)：根据指定分隔符将字符串分割为列表。
• str.join(sequence)：将序列中的元素以指定字符连接起来。

# 使用len()函数
s = "Hello, World!"
print(len(s))

# 使用str.upper()函数
s_upper = s.upper()
print(s_upper)

# 使用str.lower()函数
s_lower = s.lower()
print(s_lower)

# 使用str.strip()函数
s_strip = " _strip"
print(s_strip.strip("_"))

# 使用str.replace()函数
s_replace = s.replace("World", "Python")
print(s_replace)

# 使用str.split()函数
s_split = "Hello,World,Python"
print(s_split.split(","))

# 使用str.join()函数
s_join = "-".join(["Hello", "World", "Python"])
print(s_join)

示例

# 使用len()函数
s = "Hello, World!"
print(len(s))

# 使用str.upper()函数
s_upper = s.upper()
print(s_upper)

# 使用str.lower()函数
s_lower = s.lower()
print(s_lower)

# 使用str.strip()函数
s_strip = " _strip"
print(s_strip.strip("_"))

# 使用str.replace()函数
s_replace = s.replace("World", "Python")
print(s_replace)

# 使用str.split()函数
s_split = "Hello,World,Python"
print(s_split.split(","))

# 使用str.join()函数
s_join = "-".join(["Hello", "World", "Python"])
print(s_join)

Python提供了多种内置函数，可以对列表进行操作。

列表操作函数

• len()：返回列表的长度。
• list.append(x)：在列表末尾添加一个元素。
• list.extend(iterable)：将一个可迭代对象扩展到列表末尾。
• list.insert(i, x)：在列表指定位置插入一个元素。
• list.remove(x)：从列表中移除第一次出现的元素。
• list.pop(i)：移除列表指定位置的元素，并返回该元素。
• list.index(x)：返回列表中第一次出现的元素的索引。
• list.count(x)：返回列表中元素出现的次数。
• list.sort(key=None, reverse=False)：对列表进行排序。
• list.reverse()：反转列表中的元素。

# 使用len()函数
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
print(len(my_list))

# 使用list.append()函数
my_list.append(6)
print(my_list)

# 使用list.extend()函数
my_list.extend([7, 8, 9])
print(my_list)

# 使用list.insert()函数
my_list.insert(0, 0)
print(my_list)

# 使用list.remove()函数
my_list.remove(0)
print(my_list)

# 使用list.pop()函数
my_list.pop()
print(my_list)

# 使用list.index()函数
index = my_list.index(3)
print(index)

# 使用list.count()函数
count = my_list.count(3)
print(count)

# 使用list.sort()函数
my_list.sort()
print(my_list)

# 使用list.reverse()函数
my_list.reverse()
print(my_list)

示例

# 使用len()函数
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
print(len(my_list))

# 使用list.append()函数
my_list.append(6)
print(my_list)

# 使用list.extend()函数
my_list.extend([7, 8, 9])
print(my_list)

# 使用list.insert()函数
my_list.insert(0, 0)
print(my_list)

# 使用list.remove()函数
my_list.remove(0)
print(my_list)

# 使用list.pop()函数
my_list.pop()
print(my_list)

# 使用list.index()函数
index = my_list.index(3)
print(index)

# 使用list.count()函数
count = my_list.count(3)
print(count)

# 使用list.sort()函数
my_list.sort()
print(my_list)

# 使用list.reverse()函数
my_list.reverse()
print(my_list)

Python提供了多种内置函数，可以对元组进行操作。

元组操作函数

• len()：返回元组的长度。
• tuple.index(x)：返回元组中第一次出现的元素的索引。
• tuple.count(x)：返回元组中元素出现的次数。

# 使用len()函数
my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
print(len(my_tuple))

# 使用tuple.index()函数
index = my_tuple.index(3)
print(index)

# 使用tuple.count()函数
count = my_tuple.count(3)
print(count)

示例

# 使用len()函数
my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
print(len(my_tuple))

# 使用tuple.index()函数
index = my_tuple.index(3)
print(index)

# 使用tuple.count()函数
count = my_tuple.count(3)
print(count)

Python提供了多种内置函数，可以对字典进行操作。

字典操作函数

• len()：返回字典的长度。
• dict.get(key, default=None)：返回指定键的值，如果键不存在，则返回默认值。
• dict.keys()：返回字典中的所有键。
• dict.values()：返回字典中的所有值。
• dict.items()：返回字典中的所有键值对。
• dict.pop(key, default=None)：移除指定键的键值对，并返回该值。
• dict.update(other_dict)：将其他字典的键值对更新到当前字典中。
• dict.clear()：清空字典中的所有键值对。

# 使用len()函数
my_dict = {"name": "张三", "age": 25, "is_student": True}
print(len(my_dict))

# 使用dict.get()函数
age = my_dict.get("age", 0)
print(age)

# 使用dict.keys()函数
keys = my_dict.keys()
print(keys)

# 使用dict.values()函数
values = my_dict.values()
print(values)

# 使用dict.items()函数
items = my_dict.items()
print(items)

# 使用dict.pop()函数
age = my_dict.pop("age", 0)
print(age)

# 使用dict.update()函数
my_dict.update({"is_student": False})
print(my_dict)

# 使用dict.clear()函数
my_dict.clear()
print(my_dict)

示例

# 使用len()函数
my_dict = {"name": "张三", "age": 25, "is_student": True}
print(len(my_dict))

# 使用dict.get()函数
age = my_dict.get("age", 0)
print(age)

# 使用dict.keys()函数
keys = my_dict.keys()
print(keys)

# 使用dict.values()函数
values = my_dict.values()
print(values)

# 使用dict.items()函数
items = my_dict.items()
print(items)

# 使用dict.pop()函数
age = my_dict.pop("age", 0)
print(age)

# 使用dict.update()函数
my_dict.update({"is_student": False})
print(my_dict)

# 使用dict.clear()函数
my_dict.clear()
print(my_dict)

Python提供了多种内置函数，可以对集合进行操作。

集合操作函数

• len()：返回集合的长度。
• set.add(x)：在集合中添加一个元素。
• set.update(iterable)：将一个可迭代对象中的元素添加到集合中。
• set.remove(x)：从集合中移除一个元素。
• set.pop()：移除集合中的一个元素，并返回该元素。
• set.clear()：清空集合中的所有元素。
• set.intersection(set)：返回两个集合的交集。
• set.union(set)：返回两个集合的并集。
• set.difference(set)：返回第一个集合中但不在第二个集合中的元素。
• set.symmetric_difference(set)：返回两个集合中不同时存在的元素。

# 使用len()函数
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(len(my_set))

# 使用set.add()函数
my_set.add(6)
print(my_set)

# 使用set.update()函数
my_set.update([7, 8, 9])
print(my_set)

# 使用set.remove()函数
my_set.remove(6)
print(my_set)

# 使用set.pop()函数
value = my_set.pop()
print(value)

# 使用set.clear()函数
my_set.clear()
print(my_set)

# 使用set.intersection()函数
set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}
intersection = set1.intersection(set2)
print(intersection)

# 使用set.union()函数
union = set1.union(set2)
print(union)

# 使用set.difference()函数
difference = set1.difference(set2)
print(difference)

# 使用set.symmetric_difference()函数
symmetric_difference = set1.symmetric_difference(set2)
print(symmetric_difference)

示例

# 使用len()函数
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(len(my_set))

# 使用set.add()函数
my_set.add(6)
print(my_set)

# 使用set.update()函数
my_set.update([7, 8, 9])
print(my_set)

# 使用set.remove()函数
my_set.remove(6)
print(my_set)

# 使用set.pop()函数
value = my_set.pop()
print(value)

# 使用set.clear()函数
my_set.clear()
print(my_set)

# 使用set.intersection()函数
set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}
intersection = set1.intersection(set2)
print(intersection)

# 使用set.union()函数
union = set1.union(set2)
print(union)

# 使用set.difference()函数
difference = set1.difference(set2)
print(difference)

# 使用set.symmetric_difference()函数
symmetric_difference = set1.symmetric_difference(set2)
print(symmetric_difference)

本文介绍了Python中变量的声明、命名规则、作用域以及常见的数据类型，包括整型、浮点型、字符串、列表、元组、字典和集合。同时，还介绍了如何进行类型转换和类型检查，以及对字符串、列表、元组、字典和集合的操作。通过这些基础内容的学习，可以为后续的Python编程打下坚实的基础。

推荐学习网站：

• 慕课网