Python开发基础之Python常用的数据类型

Posted 2022-11-07

博文大纲

• 一、Python介绍
• 二、Python的变量
• 三、Python常用的数据类型
  1、数字
  2、字符串
  3、元组
  4、列表
  5、字典

一、Python介绍

Python是一种动态解释型的编程语言。Python它简单易学、功能强大、支持面向对象、函数式编程，可以在Windows、Linux等多种操作系统上使用，同时Python可以在Java、.net等开发平台上使用，因此，它也被成为“胶水语言”。

Python使用c语言开发，但是不再有c语言中的指针等复杂数据类型。Python的简洁性使得软件的代码大幅度地减少，开发任务进一步简化。

Python具有丰富的库，它的标准库很庞大，可以帮助处理各种工作，包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、html、WAV文件、密码系统、GUI（图形用户界面）、TK和其他与系统有关的操作。

Python之所以成为流行的编程语言，和它广泛的应用场景是密不可分的。它可以应用在以下场景：

• 系统编程：能方便进行系统维护和管理，是很多Linux系统运维人员的理想编程工具。
• 图形处理：有PIL、Tkinter等图形库支持，能方便的进行图形处理。
• 数学处理：NumPy扩展提供大量与标准数学库的接口。
• 文本处理：Python提供的re模块能支持正则表达式、还提供SGML、XML分析模块。
• 数据库编程：Python可以操作SQL server、oracle、mysql等数据库。
• 网络编程：提供丰富的模块，支持sockets编程，能方便快速地开发分布式应用程序。
• web编程：可以作为web应用程序的开发语言。
• 多媒体应用：Python的PyOpenGL模块封装了“OpenGL 应用程序编程接口”，能进行二维和三维图像处理。PyGame模块可用于编写游戏软件。

目前Python有版本2和版本3这两个版本，它们并不兼容，语法存在差别。对于初学者来说，不用纠结要使用哪个版本，使用某个版本进行学习，等学的差不多了，再来研究不同版本间的区别即可（我这里使用的是版本3）。

可以在Python的官网下载相应平台上的版本，Windows下的Python安装比较简单，基本上就是无脑下一步，这里不过多介绍了。

Python使用的是IDLE开发工具，学习Python语言，首先要掌握开发工具IDLE，它可以方便地运行代码和做相关的调试，实现了代码的语法加亮、代码提示和代码补全等相比较智能化的功能。

使用IDLE工具时，可以通过单击以下打开：

Python的语句可以使用打开后的初始界面shell模式，每输入一行按enter键代码马上执行。如下界面：

又或者按“Ctrl+N”快捷键，可以打开IDLE的编辑模式，这种方式比较常用，按“Ctrl+N”快捷键后会出现以下界面（将要执行的代码，写入后保存即可，然后运行，也可以直接按“F5”键运行）：

二、Python的变量

关于变量这个概念，和其他语言类似，都是计算机内存中的一块区域，变量可以存储任何值，而且值可以改变。变量名由字母、数字和下划线组成，需要注意的是，不能使用Python的关键字，英文大小写字母敏感，第一个字符必须是字母或下划线，不能是数字。

如下：

定义变量的正确示例：

>>> var_1 = 1      #定义变量1
>>> var_2 = 2     #定义变量2
>>> >>> print var_1    #输出定义的变量1
1
>>> print var_2       #输出定义的变量2
2
>>> print (var_1,var_2)   #将变量1和变量2同时输出
(1, 2)
#也可以同时定义三个变量，如下：
>>> a,b,c = 1,2,3
>>> print a
1
>>> print b
2
>>> print c
3
>>> print (a,b,c)
(1, 2, 3)

三、Python常用的数据类型

Python内置的数据类型有数字、字符串、元组、列表和字典。

1、数字

数字类型包括整型、浮点型、布尔型等，声明时由Python内置的基本数据类型来管理变量，在程序的后台实现数值与类型的关联，以及转换等操作。根据变量的值自动判断变量的类型，我们无需关心变量空间是什么类型，只要知道创建的变量中存放了一个数，程序只是对这个数值进行操作。

（1）整型和浮点型

整数使用整型表示，有小数位使用浮点型表示，代码如下：

>>> x = 123
>>> print x
>>> print (x)
123
>>> x=1.98
>>> print (x)
1.98

上面代码首先定义了变量x=123，此时的x值是整数，x就是整型变量，当x=1.98时，x又成为了浮点型变量，由此可以看出，变量的类型是能改变的，这是因为当Python给已经存在的变量再次赋值时，实际上时创建了一个新的变量，即使变量名相同，但标识并不相同，变量的标识可以使用id函数输出。

>>> x = 123
>>> print (id(x))
140714328191632
>>> x = 1.98
>>> print (id(x))
2151782266320

以上代码都是对变量x的标识进行打印，赋值前后的标识并不相同。

（2）布尔型
1）布尔型用于逻辑运算，有两个值True、False，表示真和假。

>>> f = True
>>> print (f)
True
>>> if(f):
    print (1)

1

代码中定义了变量“f = True”，if是判断语句，为真则执行print语句，最后输出的是1，说明语句执行成功。

2）使用比较运算符返回的结果是布尔值，

>>> 3>4
False     #假
>>> 4.115>2.1
True     #真

（3）Python运算符、
Python中使用的算术运算符和数学运算中使用的符号基本相同，由+、-、*、/（加减乘除）和小括号组成，运算顺序也是先乘除后加减，小括号优先，还有两个运算符是%和**，分别是求模运算（取余数），求幂运算（求平方）。
代码示例：

>>> x,y = 10,2     #定义两个变量
>>> print (x+y,x*y,x/y)     #计算这两个变量的加乘除。
12 20 5.0
>>> print (5 + 8 * 3)
29
>>> print (5 + 8 * 3 / 4)
11.0
#以下分别是求模运算和求幂运算：
>>> 8%5
3
>>> 8%4
0
>>> 2**5
32
>>> 2**3
8

注意：Python不支持自增运算符++和自减运算符--。

2、字符串

Python中的字符串类型是一组包含数字、字母和符号的集合，作为一个整体使用。

1、字符串使用

在Python中有三种表示字符串的方式，单引号、双引号、三引号，示例如下：

>>> name = ‘吕建钊‘              #单引号示范
>>> motto = "每天进步一点点"          #双引号示范
>>> content = ‘‘‘命运给你一个比别人低的起点，                     #三引号示范
是为了让你用一生去奋斗一个绝地反击的故事。‘‘‘
>>> print (name)
吕建钊
>>> print (motto)
每天进步一点点
>>> print (content)
命运给你一个比别人低的起点，
是为了让你用一生去奋斗一个绝地反击的故事。

变量name使用单引号，变量motto使用双引号，变量content使用三引号，他们都是合法的Python字符串类型，需要注意的是，单引号和双引号的作用是一样的，可以根据习惯使用，但是定义多行文字时，必须要使用三引号。

2、使用字符串注意事项
字符串的定义方式单引号、双引号、三引号大部分情况下作用是相同的，但在特殊情况下使用也有所区别，下面是需要注意的地方。

（1）单引号、双引号、三引号它们是成对出现的，如以单引号开头就要以单引号结尾，不能混合使用表示字符串。如下代码就会报错：

>>> name = "吕建钊‘         #开头是双引号，结尾是单引号，结果报错。
SyntaxError: EOL while scanning string literal
>>> name = "吕建钊‘‘‘     #开头是双引号，结尾是三引号，也会报错。
SyntaxError: EOL while scanning string literal

（2）如果字符串中单独出现单引号或双引号，可以使用另一种引号定义，如下：

>>> title ="let‘s Go"        #双引号定义
>>> print (title)
let‘s Go
>>> title2 = ‘let"s Go ‘         #单引号定义
>>> print (title2)
let"s Go 
>>> title3= ‘‘‘let"s Go! let ‘s Go‘‘‘             #三引号定义
>>> print (title3)
let"s Go! let ‘s Go

以上字符串变量title中出现了单引号，需要使用双引号定义，字符串变量title2中出现了双引号，需要使用单引号定义。当字符串中同时出现单引号和双引号，就需要使用三引号进行定义。
（3）当字符串中出现单引号、双引号等特殊字符时，还可以使用转义字符定义。Python中的转移字符是“\”，只要在特殊字符前面加上“\”，就可以原样输出，而不用去管定义字符串使用的是单引号还是双引号，代码如下：

>>> title = ‘let\‘s go!‘       #转移符单引号
>>> print (title)
let‘s go!
>>> title = "let\"s go!"      #转义符双引号
>>> print (title)
let"s go!

常用的转义符如下所示：

3、字符串的其他使用方法

Python的字符串可以进行乘法的操作，可以用一个整型数字和字符串相乘，如用数字3乘以字符串“a”，结果是字符串“aaa”，相同于字符串“a”连接了3遍。如下：

>>> print (3 * ‘a‘)          #3乘以a
aaa
#以下是一个Python脚本文件
space = " "
print ("学习python")
print ( 2 * space + "学习python")
print (3 * space + "学习python")
#执行结果如下：
学习python
  学习python
   学习python

以上脚本文件是定义了一个空格字符串变量space，在输出时使用字符串乘法决定输出的格式，很容易地实现了文件前面的空格。并且十分简洁。

3、列表

列表是Python中非常重要的数据类型，通常作为函数的返回值。由一组元素组成，列表可以实现添加、删除和查找操作，元素值可以被修改。
（1）定义列表及列表的取值

>>> num = [‘001‘,‘002‘,‘003‘]            #定义一个列表
>>> print (num)               #将列表中的元素全部打印出来
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘]
>>> print (num[1])              #打印列表中位置1的元素
002
>>> print (num[0])              #打印列表中位置0的元素          
001
>>> print (num[2])             #打印列表中位置2的元素
003
#以下是列表的范围取值
>>> print (num[0:2])               #列出位置0到位置2之前的元素
[‘001‘, ‘002‘]
>>> print (num[0:-1])  #也可以用负数，-1表示最后一个元素的位置，-2表示倒数第二个位置，以此类推。
[‘001‘, ‘002‘]
>>> print (num[0:-2])      #列出从位置0到倒数第2个位置的元素
[‘001‘]
>>> print (num[0:5])          #列出位置0到位置5的元素，由于列表中的元素只有三个，所以只列出了三个
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘]

从上面可以看出，列表取值时用列表名加上中括号，数字表示索引位置，需要注意位置是由0开始依次递增的。

（2）修改列表元素值

>>> print (num)           #先查看列表的元素
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘]
>>> num[0] = ‘004‘       #将位置0的元素改为004
>>> print (num)          #确认更改结果
[‘004‘, ‘002‘, ‘003‘]

（3）添加列表中的元素

>>> print (num)              #输出列表查看
[‘004‘, ‘002‘, ‘003‘]
>>> num.append (‘005‘)            #添加一个元素，值为“005”
>>> print (num)             #确认添加成功
[‘004‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘005‘]              
>>> num.insert(0,‘001‘)                #在位置0插入一个元素，值为“001”
>>> print (num)            #确认插入成功
[‘001‘, ‘004‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘005‘]

（4）删除列表元素

>>> print (num)                 #查看列表内容
[‘001‘, ‘004‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘005‘]
>>> del num[4]              #删除列表中位置4，也就是最后一个元素
>>> print (num)                #查看确认
[‘001‘, ‘004‘, ‘002‘, ‘003‘]
>>> del num               #删除整个列表
>>> print (num)               #再次查看会报错“没有找到该列表”
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#19>", line 1, in <module>
    print (num)
NameError: name ‘num‘ is not defined

（5）查找列表元素

>>> num = [‘001‘,‘002‘,‘003‘]            #重新定义一个列表
>>> ‘002‘ in num               #查找“002”，存在，返回true
True
>>> ‘005‘ in num               #查找“005”，不存在，返回false
False

（6）合并列表

>>> num1 =[‘001‘,‘002‘]                  #定义列表num1
>>> num2 =[‘003‘,‘004‘]                 #定义列表num2
>>> num = num1 + num2                #定义列表num，元素为列表num1和num2
>>> print (num)                  #输出列表num，结果是列表num1和num2的元素整合
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘004‘]
>>> print (num2 + num1)             #也可以这样合并显示
[‘003‘, ‘004‘, ‘001‘, ‘002‘]

（7）重复列表

>>> print (num)           #输出列表num
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘004‘]     
>>> print (num * 3)              #将列表num乘以3后输出
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘004‘, ‘001‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘004‘, ‘001‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘004‘]

（8）列表常见问题
1）索引越界是使用列表时常犯的一个错误，如列表中有4个元素，因为索引的位置是从0开始计算的，所以最大的索引值是3，如果索引值大于3，表示索引时越界的，程序无法执行，如下：

>>> print (num)           #查看列表中的元素
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘004‘]
>>> print (num[5])                #查看位置5的元素，索引越界了，所以会报错。
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#34>", line 1, in <module>
    print (num[5])
IndexError: list index out of range

2）当获取列表指定范围的一组元素时，不存在列表索引越界的问题，代码如下：

>>> print (num)          #查看列表
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘004‘]
>>> print (num[0:5])               #输出位置0到位置5之内的元素值。
[‘001‘, ‘002‘, ‘003‘, ‘004‘]

3）列表元素也可以是列表，代码如下：

>>> num = [[‘001‘,‘002‘],[‘003‘,‘004‘],[‘005‘,‘006‘]]          #将列表元素定义为列表
>>> print (num)             #输出查看结果
[[‘001‘, ‘002‘], [‘003‘, ‘004‘], [‘005‘, ‘006‘]]
>>> print (num[0])       #查看列表num位置0的元素
[‘001‘, ‘002‘]
>>> print (num[0][0])     #查看列表num位置0中的位置0的元素，有点绕哈！
001
>>> print (num[2][1])        #查看列表num位置2中的位置1的元素
006

4、元组

（1）元组简介
元组和列表相似，也是Python中的一种数据结构，由不同的元素组成，每个元素可以存储不同类型的数据，如字符串、数字、甚至元组，但是元组是不可修改的。即元组创建后不能做任何的修改操作，元组通常表示一行数据，而元组中的元素表示不同的数据项。

元组和列表的区别如下：

在使用元组与列表区别并不大，主要是因为元组是不可变的，操作速度比列表块，而且因为它不可修改，数据要更加安全，所以要根据实际情况决定是使用元组还是列表，使程序更加高效。

（2）元组操作

>>> print (num)               #定义一个元组
(‘001‘, ‘002‘, ‘003‘)
>>> num[3] = ‘004‘             #试着更改一个元组中的元素，结果肯定是报错咯！
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#48>", line 1, in <module>
    num[3] = ‘004‘
TypeError: ‘tuple‘ object does not support item assignment
>>> print (num[0])            #取值操作和列表完全一样

001
>>> print (num[2])           #取值操作和列表完全一样

003
>>> del num[0]              #元组不允许删除某个元素

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#53>", line 1, in <module>
    del num[0]
TypeError: ‘tuple‘ object doesn‘t support item deletion
>>> del num                #但可以删除整个元组

>>> print (num)         #再次查看，就会报错元组名不存在了

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#55>", line 1, in <module>
    print (num)
NameError: name ‘num‘ is not defined

（3）元组和列表的互相转换

元组和列表可以做互相转换操作，代码如下：

>>> num = (‘001‘,‘002‘,‘003‘)          #定义一个元组
>>> print (type(num))             #查看num的类型

<class ‘tuple‘>               #“tuple”的意思为元组
>>> numlist = [‘004‘,‘005‘,‘006‘]        #定义一个列表
>>> print (type(numlist))       #确认类型为列表

<class ‘list‘>        #“list”就是列表的意思
#以下操作是将列表转换为元组，将元组转换为列表
>>> NUM = list(num)    #将元组转为list的语法就是“list（）”，这里是将元组num转换为列表NUM

>>> print (type(NUM))               #查看转换后的类型

<class ‘list‘>     #类型是列表，没问题
>>> NumList = tuple(numlist)     #将列表转换为元组的语法就是“tuple（）”，这里是将列表numlist转换为元组NumList

>>> print (type(NumList))          #查看转换后的类型

<class ‘tuple‘>    #类型是元组，没问题

5、字典

字典（dict）是Python中重要的数据类型，字典是由“键-值”对组成的集合，字典中的值通过键来引用。

（1）字典的创建及取值

>>> mobile = ‘zhangsan‘:‘123456‘,‘lisi‘:‘234567‘,‘wangwu‘:‘345678‘    #创建一个字典，名称为“mobile”

>>> print (mobile)     #输出字典中的内容

‘zhangsan‘: ‘123456‘, ‘lisi‘: ‘234567‘, ‘wangwu‘: ‘345678‘
#字典的取值和列表及元组不同，元组和列表都是通过数字索引取值的，而字典是通过键获取相对应的值。如下：
>>> print (mobile["zhangsan"])        #查询zhangsan对应的值

123456
>>> print (mobile["wangwu"])       #查询wangwu对应的值

345678

需要注意的是，字典中的键必须是唯一的，而不同键的值却可以相同，当定义多个键相同时，只有最后一次定义的生效，也就是说，后面定义的会覆盖前面已经存在的键值对。

（2）字典的添加、修改、删除操作

#向字典中添加数据
>>> print (mobile)    #列出当前字典中的值

‘zhangsan‘: ‘123456‘, ‘lisi‘: ‘234567‘, ‘wangwu‘: ‘345678‘
>>> mobile[‘zhaosi‘] = ‘6666666‘      #添加新的键值对

>>> print (mobile)       #查看是否添加

‘zhangsan‘: ‘123456‘, ‘lisi‘: ‘234567‘, ‘wangwu‘: ‘345678‘, ‘zhaosi‘: ‘6666666‘
#修改字典中的键值对
>>> mobile[‘zhangsan‘] = ‘2222222‘     #修改已存在的键值对，直接覆盖即可

>>> print (mobile)      #查看是否修改成功

‘zhangsan‘: ‘2222222‘, ‘lisi‘: ‘234567‘, ‘wangwu‘: ‘345678‘, ‘zhaosi‘: ‘6666666‘
#删除字典中的键值对
>>> del mobile[‘zhangsan‘]       #删除zhangsan的键值对

>>> print (mobile)     #查看是否删除

‘lisi‘: ‘234567‘, ‘wangwu‘: ‘345678‘, ‘zhaosi‘: ‘6666666‘

注意，字典不能使用“+”运算符执行连接操作。

（3）字典的应用举例

kgc = 
name = ‘--please input user:‘
user = input("name:")
pwd = input("password:")
kgc [user] = pwd
print (kgc)
name = ‘--user searched:‘
key = input(name)
print (kgc[key])

上面的代码首先定义了一个空的字典，用于存储用户名和密码的“键-值”对，然后使用input（）函数接受键盘的输入的用户名及密码，保存到字典kgc中，最后是使用键盘输入一个用户名，在字典中查找它对应的键。

执行结果如下：

name:lv jian zhao
password:123456
‘lv jian zhao‘: ‘123456‘
--user searched:lv jian zhao
123456

注意：以上脚本是基于Python 版本3编写的，若使用的是Python 版本2，则需要将其中的input（）函数，换成raw_input（）才可正常执行。

———————— 本文至此结束，感谢阅读 ————————