只需七步！零基础入门Python变量与数据类型

Python(英国发音：/ˈpaɪθən/ 美国发音：/ˈpaɪθɑːn/)是一种广泛使用的解释型、高级和通用的编程语言。Python支持多种编程范型，包括函数式、指令式、结构化、面向对象和反射式编程。它拥有动态类型系统和垃圾回收功能，能够自动管理内存使用，并且其本身拥有一个巨大而广泛的标准库。

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Python有着范围广泛的基本数据类型。Python的一个非常有用方面就是容器类型的概念，容器有二种基本形式：序列和映射。有次序的序列类型是列表(动态数组)、元组和字符串。所有序列类型都是位置索引的(从0到长度?1)，并且除了字符串，都可以包含任意类型的对象，在同一个序列中包括多种类型的对象。字符串和元组是不可变的，使得它们成为字典的键的完美候选者。在另一方面，列表是可变的，元素可以被插入、删除、修改、添加或就地排序。

本篇内容总结包括从变量、输入输出到数据类型的基本介绍和常用方法。

一、变量与类型转换

变量赋值

变量计算

 
 
 
  
  
  >>> x+2  # 两个变量的和
  
  
  7
  
  
  >>> x-2  # 两个变量的减法
  
  
  3
  
  
  >>> x*2  # 两个变量相乘
  
  
  10
  
  
  >>> x**2 # 求变量的幂
  
  
  25
  
  
  >>> x%2  # 变量的余数
  
  
  1
  
  
  >>> x/float(2) # 变量的除法
  
  
  2.5

类型和类型转换

方法	例	说明
str()	5', '3.45', 'True'	字符串
int()	5, 3, 1	整数
float()	5.0, 1.0	浮点数
bool()	True, True, True	布尔值

二、获取帮助

 
 
 
  
  
  >>> help(str)

三、输入与输出

print

 
 
 
  
  
  >>> print("Hello world!")
  
  
  
  
  
  >>> msg = "Hello world!"
  
  
  >>> print(msg)

Input

Input程序可以提示用户输入。所有输入都存储为字符串。

提示输入值

 
 
 
  
  
  >>> name = input("What's your name? ") 
  
  
  >>> print("Hello, " + name + "!")

提示输入数字

 
 
 
  
  
  >>> age = input("How old are you? ")
  
  
  >>> age = int(age)
  
  
  >>> pi = input("What's the value of pi? ")
  
  
  >>> pi = float(pi)

四、字符串

字符串是 Python 中最常用的数据类型。我们可以使用引号('或")来创建字符串。创建字符串很简单，只要为变量分配一个值即可。

 
 
 
  
  
  >>> my_string = 'thisStringIsAwesome' 
  
  
  >>> my_string
  
  
  'thisStringIsAwesome'

字符串运算

 
 
 
  
  
  >>> my_string * 2   # 乘法
  
  
  'thisStringIsAwesomethisStringIsAwesome' 
  
  
  >>> my_string + 'Innit' # 拼接
  
  
  'thisStringIsAwesomeInnit' 
  
  
  >>> 'm' in my_string # 是否存在
  
  
  True
  
  
  # 索引从零开始 
  
  
  >>> my_string[3]
  
  
  >>> my_string[4:9]

字符串方法

 
 
 
  
  
  >>> my_string.upper()    # 字符串大写
  
  
  >>> my_string.lower()    # 字符串小写
  
  
  >>> my_string.count('w') # 计算字符串的元素
  
  
  >>> my_string.replace('e', 'i') # 替换字符串元素
  
  
  >>> my_string.strip()    # 去空格

五、列表

列表是最常用的Python数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。

列表的数据项不需要具有相同的类型。

列表以特定的顺序存储一系列项目。列表允许将信息集存储在一个地方，无论只有几个项还是数百万项。列表是Python最强大的特性之一，新程序员可以很容易地访问它，它们将编程中的许多重要概念联系在一起。

使用方括号定义列表，使用逗号分隔列表中的各个项目。使用列表的复数名称，使您的代码更容易阅读。

 
 
 
  
  
  >>> a = 'is'
  
  
  >>> b = 'nice'
  
  
  >>> my_list = ['my', 'list', a, b]
  
  
  >>> my_list2 = [[4,5,6,7], [3,4,5,6]]
  
  
  
  
  
  >>> users = ['val', 'bob', 'mia', 'ron', 'ned']

更改列表值

一旦定义了列表，就可以更改列表中的单个元素。这可以通过引用要修改的项的索引来实现。

 
 
 
  
  
  >>> users[0] = 'valerie'
  
  
  >>> users[-2] = 'ronald'

列表切片与索引

可以使用列表中的任何一组元素。根据列表中的元素的位置(称为索引)来访问它们,列表的一部分称为片。要切片列表，首先从您想要的第一个项目的索引开始，然后添加冒号和您想要的最后一个项目之后的索引。去掉列表开始处的第一个索引，去掉列表结束处的最后一个索引。

第一个元素的索引是0，第二个元素的索引是1，以此类推。

负索引指的是列表末尾的项。要获得特定的元素，请先写出列表的名称，然后在方括号中写出元素的索引。

 
 
 
  
  
  # 子集
  
  
  >>> my_list[1]   # 选择索引1的项
  
  
  >>> my_list[-3]  # 最后选择第三项
  
  
  # 切片
  
  
  >>> my_list[1:3] # 选择索引1和索引2上的项
  
  
  >>> my_list[1:]  # 选择索引0之后的项
  
  
  >>> my_list[:3]  # 选择索引3之前的项
  
  
  >>> my_list[:]   # 复制my_list
  
  
  # 子集的子集
  
  
  >>> my_list2[1][0]
  
  
  >>> my_list2[1][:2]

列表运算

 
 
 
  
  
  >>> my_list + my_list
  
  
  ['my', 'list', 'is', 'nice', 'my', 'list', 'is', 'nice'] 
  
  
  >>> my_list * 2
  
  
  ['my', 'list', 'is', 'nice', 'my', 'list', 'is', 'nice'] 
  
  
  >>> my_list2 > 4
  
  
  True

列表方法

 
 
 
  
  
  >>> my_list.index(a)     # 获取项目的索引
  
  
  >>> my_list.count(a)     # 计算一个项目
  
  
  >>> my_list.append('!')  # 每次追加一个项
  
  
  >>> my_list.remove('!')  # 删除一个项目
  
  
  >>> del(my_list[0:1])    # 删除一个项目
  
  
  >>> my_list.reverse()    # 反向列表
  
  
  >>> my_list.extend('!')  # 添加一个项目
  
  
  >>> my_list.pop(-1)      # 删除一个项目
  
  
  >>> my_list.insert(0,'!')# 插入一个项目
  
  
  >>> my_list.sort()       # 排序的列表

遍历列表

列表可以包含数百万个项，因此Python提供了一种有效的方法来遍历列表中的所有项。当设置一个循环时，Python每次从列表中取出一项，并将其存储在一个临时变量中，为该临时变量提供了一个名称。这个名称应该是列表名称的单数版本。

缩进的代码块构成循环体，在循环体中可以处理每个单独的项。任何没有缩进的行在循环结束后运行。

 
 
 
  
  
  >>> for bike in bikes:
  
  
  ...     print(bike)

向列表中添加元素

可以将元素添加到列表的末尾。

 
 
 
  
  
  >>> bikes = [] 
  
  
  >>> bikes.append('trek') 
  
  
  >>> bikes.append('redline')
  
  
  >>> bikes.append('giant')

在特定位置插入元素

可以将它们插入到列表中的任何位置。

 
 
 
  
  
  >>> users.insert(0, 'joe')
  
  
  >>> users.insert(3, 'bea')

删除元素

可以根据元素在列表中的位置或项的值删除元素。如果你通过一个项的值来移除它，Python只移除第一个具有该值的项。

 
 
 
  
  
  # 通过位置删除
  
  
  >>> del users[-1]
  
  
  # 通过值删除 
  
  
  >>> users.remove('mia')

列表排序

方法的作用是永久地改变列表的顺序。sorted()函数返回列表的副本，保持原始列表不变。可以按字母顺序或反字母顺序对列表中的项目进行排序。还可以颠倒列表的原始顺序。

 
 
 
  
  
  # 永久地对列表进行排序
  
  
  >>> users.sort()
  
  
  
  
  
  # 以反字母顺序永久地对列表进行排序
  
  
  >>> users.sort(reverse=True)
  
  
  
  
  
  # 临时排序
  
  
  >>> print(sorted(users))
  
  
  >>> print(sorted(users, reverse=True))
  
  
  
  
  
  # 反向排序
  
  
  >>> users.reverse()

列表推导式

 
 
 
  
  
  >>> squares = [x**2 for x in range(1, 11)]

range()函数

可以使用range()函数有效地处理一组数字。range()函数默认从0开始，停止传递给它的数字下面的一个数字。可以使用list()函数来有效地生成大量的数字列表。

打印数字0-1000

 
 
 
  
  
  >>> for number in range(1001):
  
  
  ...    print(number)

打印数字1-1001

 
 
 
  
  
  >>> for number in range(1, 1001):
  
  
  ...    print(number)

列出从1到100万的数字

 
 
 
  
  
  >>> numbers = list(range(1, 1000001))

简单统计

您可以在包含数字数据的列表上运行许多简单的统计数据。

最小值

 
 
 
  
  
  >>> ages = [93, 99, 66, 17, 85, 1, 35, 82, 2, 77]
  
  
  >>> youngest = min(ages)

最大值

 
 
 
  
  
  >>> ages = [93, 99, 66, 17, 85, 1, 35, 82, 2, 77]
  
  
  >>> oldest = max(ages)

求和

 
 
 
  
  
  >>> ages = [93, 99, 66, 17, 85, 1, 35, 82, 2, 77]
  
  
  >>> total_years = sum(ages)
  
  
  >>> total_years
  
  
  557

六、元组

元组与列表类似，但元组中的项不能被修改，即不可变数据类型。

 
 
 
  
  
  >>> dimensions = (1920, 1080)

七、字典

字典存储在片段信息之间的建立联系。字典中的每一个项都是一个键-值对。当提供一个键时，Python将返回与该键相关联的值。可以循环遍历所有键-值对、所有键或所有值。

使用花括号来定义字典。使用冒号连接键和值，并使用逗号分隔单个键-值对。

 
 
 
  
  
  >>> alien = {'color': 'green', 'points': 5}

获取字典值(查)

要获取单个键关联的值，需提供字典的名称，然后将键放在一组方括号中。如果需要的键不在字典中，就会出现错误。

还可以使用get()方法，如果键不存在，该方法将返回None，而不是错误。如果键不在字典中，还可以指定要使用的默认值。

 
 
 
  
  
  >>> print("The alien's color is " + alien['color'])
  
  
  "The alien's color is green"
  
  
  >>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
  
  
  >>> alien_color = alien_0.get('color')
  
  
  >>> alien_points = alien_0.get('points', 0)
  
  
  >>> print(alien_color)
  
  
  'green'
  
  
  >>> print(alien_points)
  
  
  None

添加一个新键值对(增)

可以在字典中存储任意数量的键值对，直到计算机内存耗尽为止。要向现有字典添加新的键-值对，请在方括号中给出字典的名称和新键，并将其设置为新值。

这还允许您从一个空字典开始，并在它们变得相关时添加键-值对。

 
 
 
  
  
  >>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
  
  
  >>> alien_0['x'] = 0
  
  
  >>> alien_0['y'] = 25
  
  
  >>> alien_0['speed'] = 1.5
  
  
  
  
  
  # 向空字典中添加新键值对
  
  
  >>> alien_0 = {}
  
  
  >>> alien_0['color'] = 'green'
  
  
  >>> alien_0['points'] = 5

修改字典值(改)

可以修改与字典中任何键相关联的值。为此，给出字典的名称并将键括在方括号中，然后为该键提供新值。

 
 
 
  
  
  >>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
  
  
  >>> print(alien_0)
  
  
   
  
  
  >>> alien_0['color'] = 'yellow' 
  
  
  >>> alien_0['points'] = 10
  
  
  >>> print(alien_0)

删除字典键值对(删)

您可以从字典中删除任何想要的键-值对。为此，请使用del关键字和字典名称，后跟方括号中的键。这将删除键及其关联值。

 
 
 
  
  
  >>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
  
  
  >>> print(alien_0)
  
  
  >>> del alien_0['points']
  
  
  >>> print(alien_0)

循环遍历字典

可以用三种方式循环遍历字典：可以循环遍历所有键-值对、所有键或所有值。字典只跟踪键和值之间的连接，它不跟踪字典中条目的顺序。如果希望按顺序处理信息，可以对循环中的键进行排序。

循环变量所有键值对

 
 
 
  
  
  >>> fav_numbers = {'eric': 17, 'ever': 4}
  
  
  >>> for name, number in fav_numbers.items():
  
  
  ...    print(name + ' loves ' + str(number))

循环变量所有键

 
 
 
  
  
  >>> av_numbers = {'eric': 17, 'ever': 4}
  
  
  >>> for name in fav_numbers.keys():
  
  
  ...     print(name + ' loves a number')

循环变量所有值

 
 
 
  
  
  >>> av_numbers = {'eric': 17, 'ever': 4}
  
  
  >>> for number in fav_numbers.values():
  
  
  ...     print(str(number) + ' is a favorite')

按顺序循环遍历所有键

 
 
 
  
  
  >>> av_numbers = {'eric': 17, 'ever': 4}
  
  
  >>> for name in sorted(fav_languages.keys()):
  
  
  ...   print(name + ": " + language)

列表中嵌套字典

通过append()将字典嵌入列表

 
 
 
  
  
  # 建立一个空列表
  
  
  >>> users = []
  
  
  # 创建一个字典，并将其嵌入到列表中
  
  
  >>> new_user = {
  
  
  ...     'last': 'fermi',
  
  
  ...     'first': 'enrico',
  
  
  ...     'username': 'efermi',
  
  
  ...     }
  
  
  >>> users.append(new_user)
  
  
  # 再创建另一个字典，并将其嵌入到列表中
  
  
  >>> new_user = {
  
  
  ...     'last': 'curie',
  
  
  ...     'first': 'marie',
  
  
  ...     'username': 'mcurie',
  
  
  ...     }
  
  
  >>> users.append(new_user)
  
  
  # 打印出列表中所有的信息
  
  
  >>> for user_dict in users:
  
  
  ...     for k, v in user_dict.items():
  
  
  ...         print(k + ": " + v)
  
  
  ...   print("\n")

直接定义一个字典列表

 
 
 
  
  
  >>> users = [
  
  
  ...     {
  
  
  ...        'last': 'fermi',
  
  
  ...        'first': 'enrico',
  
  
  ...        'username': 'efermi',
  
  
  ...   }, 
  
  
  ...   {
  
  
  ...        'last': 'curie',
  
  
  ...        'first': 'marie',
  
  
  ...        'username': 'mcurie',
  
  
  ...   }, 
  
  
  ... ]
  
  
  # 打印所有users的信息
  
  
  >>> for user_dict in users:
  
  
  ...     for k, v in user_dict.items():
  
  
  ...         print(k + ": " + v)
  
  
  ...   print("\n")

字典内嵌套列表

在字典中存储列表，允许将多个值与同一个键关联。

 
 
 
  
  
  # 为每个人存储多种语言。
  
  
  >>> fav_languages = {
  
  
  ...     'jen': ['python', 'ruby'],
  
  
  ...     'sarah': ['c'],
  
  
  ...     'edward': ['ruby', 'go'],
  
  
  ...     'phil': ['python', 'haskell'],
  
  
  ... }
  
  
  # 显示每个人的所有回答。
  
  
  >>> for name, langs in fav_languages.items():
  
  
  ...     print(name + ": ")
  
  
  >>> for lang in langs:
  
  
  ...     print("- " + lang)

字典内嵌套字典

可以将一个字典存储在另一个字典中。在这种情况下，与键相关联的每个值本身就是一个字典。

 
 
 
  
  
  >>> users = {
  
  
  ...     'aeinstein': {
  
  
  ...         'first': 'albert',
  
  
  ...         'last': 'einstein',
  
  
  ...         'location': 'princeton',
  
  
  ...         },
  
  
  ...     'mcurie': {
  
  
  ...         'first': 'marie',
  
  
  ...         'last': 'curie',
  
  
  ...         'location': 'paris',
  
  
  ...         },
  
  
  ... }
  
  
  >>> for username, user_dict in users.items():
  
  
  ...     print("\nUsername: " + username)
  
  
  ...     full_name = user_dict['first'] + " "
  
  
  ...     full_name += user_dict['last']
  
  
  ...     location = user_dict['location']
  
  
  ...     print("\tFull name: " + full_name.title())
  
  
  ...     print("\tLocation: " + location.title())
  
  
  
  
  
  Username: aeinstein
  
  
   Full name: Albert Einstein
  
  
   Location: Princeton
  
  
  
  
  
  Username: mcurie
  
  
   Full name: Marie Curie
  
  
   Location: Paris

顺序字典 OrderedDict

标准的Python字典不会跟踪键和值的添加顺序，它们只保留每个键及其值之间的关联。使用OrderedDict可以保持键和值的添加顺序。

 
 
 
  
  
  >>> from collections import OrderedDict
  
  
  # 存储每个人的语言。
  
  
  # 跟踪最先响应的人。
  
  
  >>> fav_languages = OrderedDict()
  
  
  >>> fav_languages['jen'] = ['python', 'ruby']
  
  
  >>> fav_languages['sarah'] = ['c']
  
  
  >>> fav_languages['edward'] = ['ruby', 'go']
  
  
  >>> fav_languages['phil'] = ['python', 'haskell']
  
  
  # 按照输入的顺序显示结果
  
  
  >>> for name, langs in fav_languages.items():
  
  
  >>>     print(name + ":")
  
  
  >>>     for lang in langs:
  
  
  >>>         print("- " + lang)
  
  
  
  
  
  jen:
  
  
  - python
  
  
  - ruby
  
  
  sarah:
  
  
  - c
  
  
  edward:
  
  
  - ruby
  
  
  - go
  
  
  phil:
  
  
  - python
  
  
  - haskell

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