Python学习笔记Day2 - Python变量

1. Python变量的定义和使用

变量的赋值
Python 使用等号=作为赋值运算符，具体格式为： name = value

变量的值不是一成不变的，它可以随时被修改，只要重新赋值即可；另外你也不用关心数据的类型，可以将不同类型的数据赋值给同一个变量。请看下面的演示：

    n = 10  #将10赋值给变量n
    n = 95  #将95赋值给变量n
    n = 200  #将200赋值给变量n
    abc = 12.5  #将小数赋值给变量abc
    abc = 85  #将整数赋值给变量abc
    abc = "http://c.biancheng.net/"  #将字符串赋值给变量abc  

除了赋值单个数据，你也可以将表达式的运行结果赋值给变量，例如：

    sum = 100 + 20  #将加法的结果赋值给变量
    rem = 25 * 30 % 7  #将余数赋值给变量
    str = "Hello + "Python"  #将字符串拼接的结果赋值给变量  

注意，变量的值一旦被修改，之前的值就被覆盖了，不复存在了，再也找不回了

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2. 标准数据类型

在内存中存储的数据可以有多种类型。
Python有五个标准的数据类型：

Numbers（数字）
String（字符串）
List（列表）
Tuple（元组）
Dictionary（字典）
Bool（布尔）

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3. Python整数类型（int）

Python的整数不分类型，当所用数值超过计算机自身的计算能力时，Python 会自动转用高精度计算（大数计算）

    #将 78 赋值给变量 n
    n = 78
    print(n)
    print( type(n) )
    #给x赋值一个很大的整数
    x = 8888888888888888888888
    print(x)
    print( type(x) )
    #给y赋值一个很小的整数
    y = -7777777777777777777777
    print(y)
    print( type(y) )  

运行结果：

    78
    <class 'int'>
    8888888888888888888888
    <class 'int'>
    -7777777777777777777777
    <class 'int'>

整数的不同进制

在 Python 中，可以使用多种进制来表示整数：

• 十进制形式

我们平时常见的整数就是十进制形式，它由 0~9 共十个数字排列组合而成。

• 二进制形式

由 0 和 1 两个数字组成，书写时以0b或0B开头。例如，101 对应十进制数是 5。

• 八进制形式

八进制整数由 0~7 共八个数字组成，以0o或0O开头。注意，第一个符号是数字 0，第二个符号是大写或小写的字母 O。

• 十六进制形式

由 0~9 十个数字以及 A~F（或 a~f）六个字母组成，书写时以0x或0X开头

【实例】不同进制整数在 Python 中的使用：

    #十六进制
    hex1 = 0x45
    hex2 = 0x4Af
    print("hex1Value: ", hex1)
    print("hex2Value: ", hex2)
    #二进制
    bin1 = 0b101
    print('bin1Value: ', bin1)
    bin2 = 0B110
    print('bin2Value: ', bin2)
    #八进制
    oct1 = 0o26
    print('oct1Value: ', oct1)
    oct2 = 0O41
    print('oct2Value: ', oct2)

运行结果：

    hex1Value:  69
    hex2Value:  1199
    bin1Value:  5
    bin2Value:  6
    oct1Value:  22
    oct2Value:  33

数字分隔符
为了提高数字的的可读性，Python 3.x 允许使用下划线_作为数字（包括整数和小数）的分隔符。

【实例】使用下划线书写数字：

    click = 1_301_547
    distance = 384_000_000
    print("Python教程阅读量：", click)
    print("地球和月球的距离：", distance)  

运行结果：

    Python教程阅读量：1301547
    地球和月球的距离：384000000  

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4. Python小数/浮点数（float）类型

Python 中的小数有两种书写形式：

• 十进制形式

这种就是我们平时看到的小数形式，例如 34.6、346.0、0.346。

• 指数形式

Python 小数的指数形式的写法为：aEn 或 aen
a 为尾数部分，是一个十进制数；
n 为指数部分，是一个十进制整数；
E或e是固定的字符，用于分割尾数部分和指数部分。
整个表达式等价于 a×10n。

指数形式的小数举例：

• 2.1E5 = 2.1×105，其中 2.1 是尾数，5 是指数。
• 3.7E-2 = 3.7×10-2，其中 3.7 是尾数，-2 是指数。
• 0.5E7 = 0.5×107，其中 0.5 是尾数，7 是指数。

Python 只有一种小数类型，就是 float

【实例】小数在 Python 中的使用：

    f1 = 12.5
    print("f1Value: ", f1)
    print("f1Type: ", type(f1))
    f2 = 0.34557808421257003
    print("f2Value: ", f2)
    print("f2Type: ", type(f2))
    f3 = 0.0000000000000000000000000847
    print("f3Value: ", f3)
    print("f3Type: ", type(f3))
    f4 = 345679745132456787324523453.45006
    print("f4Value: ", f4)
    print("f4Type: ", type(f4))
    f5 = 12e4
    print("f5Value: ", f5)
    print("f5Type: ", type(f5))
    f6 = 12.3 * 0.1
    print("f6Value: ", f6)
    print("f6Type: ", type(f6))

运行结果：

    f1Value:  12.5
    f1Type:  <class 'float'>
    f2Value:  0.34557808421257
    f2Type:  <class 'float'>
    f3Value:  8.47e-26
    f3Type:  <class 'float'>
    f4Value:  3.456797451324568e+26
    f4Type:  <class 'float'>
    f5Value:  120000.0
    f5Type:  <class 'float'>
    f6Value:  1.2300000000000002
    f6Type:  <class 'float'>

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5. Python复数类型（complex）

复数由实部（real）和虚部（imag）构成，在 Python 中，复数的虚部以j或者J作为后缀，具体格式为：
a + bj : a 表示实部，b 表示虚部

【实例】Python 复数的使用：

    c1 = 12 + 0.2j
    print("c1Value: ", c1)
    print("c1Type", type(c1))
    c2 = 6 - 1.2j
    print("c2Value: ", c2)
    #对复数进行简单计算
    print("c1+c2: ", c1+c2)
    print("c1*c2: ", c1*c2)

运行结果：

    c1Value:  (12+0.2j)
    c1Type <class 'complex'>
    c2Value:  (6-1.2j)
    c1+c2:  (18-1j)
    c1*c2:  (72.24-13.2j)

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6. Python字符串(string)

Python 中的字符串必须由 双引号"" 或者 单引号' ' 包围，具体格式为：

    "字符串内容"
    '字符串内容'  

处理字符串中包含引号，我们有两种处理方案：

• 对引号进行转义

在引号前面添加反斜杠就可以对引号进行转义，让 Python 把它作为普通文本对待，例如：

    str1 = 'I\'m a great coder!'
    str2 = "引文双引号是\"，中文双引号是“"
    print(str1)
    print(str2)

• 使用不同的引号包围字符串

  str1 = "I'm a great coder!" #使用双引号包围含有单引号的字符串
  str2 = '引文双引号是"，中文双引号是“' #使用单引号包围含有双引号的字符串
  print(str1)
  print(str2)

运行结果：

    I'm a great coder!
    引文双引号是"，中文双引号是“  

原始字符串：在普通字符串或者长字符串的开头加上r前缀，就变成了原始字符串

    str1 = r'I\'m a great coder!'
    print(str1)
    
    输出结果：
    I\'m a great coder!

使用字符串：

    #!/usr/bin/python3

    var1 = 'Hello World!'
    var2 = "Runoob"

    print ("var1[0]: ", var1[0])
    print ("var2[1:5]: ", var2[1:5])  

运行结果：

    var1[0]:  H
    var2[1:5]:  unoo  

Python字符串运算符

操作符	描述	实例
+	字符串连接	a + b 输出结果： HelloPython
*	重复输出字符串	a*2 输出结果：HelloHello
[ ]	通过索引获取字符串中字符	a[1] 输出结果 e
[ : ]	截取字符串中的一部分，遵循左闭右开原则，str[0:2] 是不包含第 3 个字符的。	a[1:4] 输出结果 ell
in	成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True	'H' in a 输出结果 True
not in	成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True	'M' not in a 输出结果 True
r/R	原始字符串 - 原始字符串：所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用，没有转义特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一个引号前加上字母 r（可以大小写）以外，与普通字符串有着几乎完全相同的语法。	print( r'n' ) 或 print( R'n' )
%	格式字符串	见下方详细描述

【实例】字符串运算符操作：

    #!/usr/bin/python3

    a = "Hello"
    b = "Python"

    print("a + b 输出结果：", a + b)
    print("a * 2 输出结果：", a * 2)
    print("a[1] 输出结果：", a[1])
    print("a[1:4] 输出结果：", a[1:4])

    if( "H" in a) :
        print("H 在变量 a 中")
    else :
        print("H 不在变量 a 中")

    if( "M" not in a) :
        print("M 不在变量 a 中")
    else :
        print("M 在变量 a 中")

    print (r'\n')
    print (R'\n')

输出结果：

    a + b 输出结果： HelloPython
    a * 2 输出结果： HelloHello
    a[1] 输出结果： e
    a[1:4] 输出结果： ell
    H 在变量 a 中
    M 不在变量 a 中
    \n
    \n

Python字符串格式化

    #!/usr/bin/python3
    print ("我叫 %s 今年 %d 岁!" % ('小明', 10))

python字符串格式化符号:

符 号	描述
%c	格式化字符及其ASCII码
%s	格式化字符串
%d	格式化整数
%u	格式化无符号整型
%o	格式化无符号八进制数
%x	格式化无符号十六进制数
%X	格式化无符号十六进制数（大写）
%f	格式化浮点数字，可指定小数点后的精度
%e	用科学计数法格式化浮点数
%E	作用同%e，用科学计数法格式化浮点数
%g	%f和%e的简写
%G	%f 和 %E 的简写
%p	用十六进制数格式化变量的地址

Python format 格式化函数

Python2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能。
基本语法是通过 {} 和 : 来代替以前的 % 。
format 函数可以接受不限个参数，位置可以不按顺序。

占位符格式化：

    >>>"{} {}".format("hello", "world")    # 不设置指定位置，按默认顺序
    'hello world'

    >>> "{0} {1}".format("hello", "world")  # 设置指定位置
    'hello world'

    >>> "{1} {0} {1}".format("hello", "world")  # 设置指定位置
    'world hello world'  

指定参数格式化：

    #!/usr/bin/python
    # -*- coding: UTF-8 -*-

    print("网站名：{name}, 地址 {url}".format(name="菜鸟教程", url="www.runoob.com"))

    # 通过字典设置参数
    site = {"name": "菜鸟教程", "url": "www.runoob.com"}
    print("网站名：{name}, 地址 {url}".format(**site))

    # 通过列表索引设置参数
    my_list = ['菜鸟教程', 'www.runoob.com']
    print("网站名：{0[0]}, 地址 {0[1]}".format(my_list))  # "0" 是必须的  

也可以向 str.format() 传入对象：

    #!/usr/bin/python
    # -*- coding: UTF-8 -*-

    class AssignValue(object):
        def __init__(self, value):
            self.value = value
    my_value = AssignValue(6)
    print('value 为: {0.value}'.format(my_value))  # "0" 是可选的

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7. Python bool布尔类型

• 在程序世界里称之为真（对），Python 使用 True 来代表；

• 在程序世界里称之为假（错），Python 使用 False 来代表。

  5>3
  True
  4>20
  False

8. Python input()函数：获取用户输入的字符串

input() 是 Python 的内置函数，用于从控制台读取用户输入的内容。input() 函数总是以字符串的形式来处理用户输入的内容，所以用户输入的内容可以包含任何字符。

input() 函数的用法为：str = input(tipmsg)

说明：

• str 表示一个字符串类型的变量，input 会将读取到的字符串放入 str 中。
• tipmsg 表示提示信息，它会显示在控制台上，告诉用户应该输入什么样的内容；如果不写 tipmsg，就不会有任何提示信息。

【实例】input() 函数的简单使用：

    a = input("Enter a number: ")
    b = input("Enter another number: ")
    print("aType: ", type(a))
    print("bType: ", type(b))
    result = a + b
    print("resultValue: ", result)
    print("resultType: ", type(result))  

如果通过输入数值实现科学计算，我们可以使用 Python 内置函数将字符串转换成想要的类型，比如：

• int(string)将字符串转换成 int 类型；
• float(string) 将字符串转换成 float 类型；
• bool(string) 将字符串转换成 bool 类型。

附：Python 是强类型还是弱类型?

静态类型 vs 动态 编程语言
强类型 vs 弱类型 编程语言

• 类型检查

类型检查是一个验证和施加类型约束的过程，编译器或解释器通常在编译或运行阶段做类型检查。例如，你不能拿一个string类型值除以浮点数。

用更简单的术语，类型检查仅仅就是查看变量和它们的类型，然后说这个表达式是合理的。

因此，现在我们知道类型检查是什么，明白这些术语真的很简单。

在静态类型语言(statically typed languages)中，类型检查发生在编译阶段(compile time)，然而，在动态类型语言(dynamically typed languages)中，类型检查发生在运行阶段(run time)

• 它意味着什么？

• 类型声明

静态类型(static): 所有的变量类型必须被显示地声明，因为这些信息在编译阶段就被需要。
例如，在 Java 中 float f = 0.5
动态(Dynamic): 显示声明不被要求，因为类型赋值发生在运行阶段。
例如在 Python 中，f = 0.5

• 性能

静态类型(static): 编译阶段做更多处理，但是运行时(run-time)性能更好
动态(Dynamic): 编译阶段更高效，但是运行时的类型检查会影响到性能

• 灵活性和出错

静态类型: 运行时出错机会更小，但是提供给程序员的灵活性不好
动态类型: 提供更多的灵活性但是运行时出错机会相对更大

• 什么是强类型/弱类型？

首先看下什么是强类型。在强类型中，不管在编译时还是运行时，一旦某个类型赋值给某个变量，它会持有这个类型，并且不能同其他类型在计算某个表达式时混合计算。
例如在Python中：data = 5 在runtime时，被赋值为整形data = data + "xiaoming" 会报错

然而，在弱类型中，它是很容易与其他类型混合计算的，比如同样一门伟大的语言 Javascript，使用它：
var data = 5data = data + 'xiaoming' ，string和int可以结合

• 结论

类型检查确保一个表达式中的变量类型是合法的。
在静态类型语言中，类型检查发生在编译阶段；
在动态类型语言中，类型检查发生在运行阶段。

强类型语言有更强的类型检查机制，表达式计算中会做严格的类型检查；
而弱类型语言允许各种变量类型间做一些运算。

Python是一门动态的(dynamic)且强类型(strong)语言