数据类型和变量

数据类型

计算机顾名思义就是可以做数学计算的机器，因此，计算机程序理所当然地可以处理各种数值。但是，计算机能处理的远不止数值，还可以处理文本、图形、音频、视频、网页等各种各样的数据，不同的数据，需要定义不同的数据类型。在Python中，能够直接处理的数据类型有以下几种：

整数

Python可以处理任意大小的整数，当然包括负整数，在程序中的表示方法和数学上的写法一模一样，例如： 1 ， 100 ， -8080 ， 0 ，等等。

计算机由于使用二进制，所以，有时候用十六进制表示整数比较方便，十六进制用 0x 前缀和0-9，a-f表示，例如： 0xff00 ， 0xa5b4c3d2 ，等等。

浮点数

浮点数也就是小数，之所以称为浮点数，是因为按照科学记数法表示时，一个浮点数的小数点位置是可变的，比如，1.23x10⁹和12.3x10⁸是相等的。浮点数可以用数学写法，如 1.23 ， 3.14 ， -9.01 ，等等。但是对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x10⁹就是 1.23e9 ，或者 12.3e8 ，0.000012可以写成 1.2e-5 ，等等。

整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的，整数运算永远是精确的（除法难道也是精确的？是的！），而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。

字符串

字符串是以''或""括起来的任意文本，比如 'abc' ， "xyz" 等等。请注意，''或""本身只是一种表示方式，不是字符串的一部分，因此，字符串 'abc' 只有 a ， b ， c 这3个字符。如果 ' 本身也是一个字符，那就可以用""括起来，比如 "I'm OK" 包含的字符是 I ， ' ， m ，空格， O ， K 这6个字符。

如果字符串内部既包含 ' 又包含 " 怎么办？可以用转义字符 \ 来标识，比如：

'I\'m \"OK\"!'

表示的字符串内容是：

I'm "OK"!

转义字符 \ 可以转义很多字符，比如 \n 表示换行， \t 表示制表符，字符 \ 本身也要转义，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转义，就需要加很多 \ ，为了简化，Python还允许用 r'' 表示 '' 内部的字符串默认不转义，可以自己试试：

>>> print '\\t\'

\ \

>>> print r'\\t\'

\\t\

如果字符串内部有很多换行，用 \n 写在一行里不好阅读，为了简化，Python允许用 '''…''' 的格式表示多行内容，可以自己试试：

>>> print '''line1

… line2

… line3'''

line1

line2

line3

上面是在交互式命令行内输入，如果写成程序，就是：

print '''line1

line2

line3'''

多行字符串 '''…''' 还可以在前面加上 r 使用，请自行测试。

布尔值

布尔值和布尔代数的表示完全一致，一个布尔值只有 True 、 False 两种值，要么是 True ，要么是 False ，在Python中，可以直接用 True 、 False 表示布尔值（请注意大小写），也可以通过布尔运算计算出来：

>>> True

True

>>> False

False

>>> 3 > 2

True

>>> 3 > 5

False

布尔值可以用 and 、 or 和 not 运算。

and 运算是与运算，只有所有都为 True ， and 运算结果才是 True ：

>>> True and True

True

>>> True and False

False

>>> False and False

False

or 运算是或运算，只要其中有一个为 True ， or 运算结果就是 True ：

>>> True or True

True

>>> True or False

True

>>> False or False

False

not 运算是非运算，它是一个单目运算符，把 True 变成 False ， False 变成 True ：

>>> not True

False

>>> not False

True

布尔值经常用在条件判断中，比如：

if age >= 18:

print 'adult'

else:

print 'teenager'

空值

空值是Python里一个特殊的值，用 None 表示。 None 不能理解为 0 ，因为 0 是有意义的，而 None 是一个特殊的空值。

此外，Python还提供了列表、字典等多种数据类型，还允许创建自定义数据类型，我们后面会继续讲到。

变量

变量的概念基本上和初中代数的方程变量是一致的，只是在计算机程序中，变量不仅可以是数字，还可以是任意数据类型。

变量在程序中就是用一个变量名表示了，变量名必须是大小写英文、数字和 _ 的组合，且不能用数字开头，比如：

a = 1

变量 a 是一个整数。

t_007 = 'T007'

变量 t_007 是一个字符串。

Answer = True

变量 Answer 是一个布尔值 True 。

在Python中，等号 = 是赋值语句，可以把任意数据类型赋值给变量，同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，例如：

a = 123 # a是整数

print a

a = 'ABC' # a变为字符串

print a

这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言，与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错。例如Java是静态语言，赋值语句如下（// 表示注释）：

int a = 123; // a是整数类型变量

a = "ABC"; // 错误：不能把字符串赋给整型变量

和静态语言相比，动态语言更灵活，就是这个原因。

请不要把赋值语句的等号等同于数学的等号。比如下面的代码：

x = 10

x = x + 2

如果从数学上理解 x = x + 2 那无论如何是不成立的，在程序中，赋值语句先计算右侧的表达式 x + 2 ，得到结果 12 ，再赋给变量 x 。由于 x 之前的值是 10 ，重新赋值后， x 的值变成 12 。

最后，理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。当我们写：

a = 'ABC'

时，Python解释器干了两件事情：

• 在内存中创建了一个 'ABC' 的字符串；

• 在内存中创建了一个名为 a 的变量，并把它指向 'ABC' 。

也可以把一个变量 a 赋值给另一个变量 b ，这个操作实际上是把变量 b 指向变量 a 所指向的数据，例如下面的代码：

a = 'ABC'

b = a

a = 'XYZ'

print b

最后一行打印出变量 b 的内容到底是 'ABC' 呢还是 'XYZ' ？如果从数学意义上理解，就会错误地得出 b 和 a 相同，也应该是 'XYZ' ，但实际上 b 的值是 'ABC' ，让我们一行一行地执行代码，就可以看到到底发生了什么事：

执行 a = 'ABC' ，解释器创建了字符串 'ABC' 和变量 a ，并把 a 指向 'ABC' ：

执行 b = a ，解释器创建了变量 b ，并把 b 指向 a 指向的字符串 'ABC' ：

执行 a = 'XYZ' ，解释器创建了字符串'XYZ'，并把 a 的指向改为 'XYZ' ，但 b 并没有更改：

所以，最后打印变量 b 的结果自然是 'ABC' 了。

常量

所谓常量就是不能变的变量，比如常用的数学常数π就是一个常量。在Python中，通常用全部大写的变量名表示常量：

PI = 3.14159265359

但事实上 PI 仍然是一个变量，Python根本没有任何机制保证 PI 不会被改变，所以，用全部大写的变量名表示常量只是一个习惯上的用法，如果你一定要改变变量 PI 的值，也没人能拦住你。

最后解释一下整数的除法为什么也是精确的，可以试试：

>>> 10 / 3

3

你没有看错，整数除法永远是整数，即使除不尽。要做精确的除法，只需把其中一个整数换成浮点数做除法就可以：

>>> 10.0 / 3

3.3333333333333335

因为整数除法只取结果的整数部分，所以Python还提供一个余数运算，可以得到两个整数相除的余数：

>>> 10 % 3

1

无论整数做除法还是取余数，结果永远是整数，所以，整数运算结果永远是精确的。

小结

Python支持多种数据类型，在计算机内部，可以把任何数据都看成一个“对象”，而变量就是在程序中用来指向这些数据对象的，对变量赋值就是把数据和变量给关联起来。