Python3基础（二） 基本数据类型

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Python中的变量不需要声明。每个变量在使用前都必须赋值，变量赋值以后该变量才会被创建。在Python中，变量就是变量，它没有类型，我们所说的“类型”是变量所指的内存中对象的类型。Python 3中有六个标准的数据类型：

  • Numbers（数字）
  • String（字符串）
  • List（列表）
  • Tuple（元组）
  • Sets（集合）
  • Dictionaries（字典）

本文主要先介绍这几种数据类型的定义和它们之间的联系与区别。

Numbers

Python 3支持int、float、bool、complex（复数）。数值类型的赋值和计算都是很直观的，就像大多数语言一样。内置的type()函数可以用来查询变量所指的对象类型。

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>>> a, b, c, d = 20, 5.5, True, 4+3j
>>> print(type(a), type(b), type(c), type(d))
<class 'int'> <class 'float'> <class 'bool'> <class 'complex'>

数值运算：

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>>> 5 + 4  # 加法
9
>>> 4.3 - 2 # 减法
2.3
>>> 3 * 7  # 乘法
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>>> 2 / 4  # 除法，得到一个浮点数
0.5
>>> 2 // 4 # 除法，得到一个整数
0
>>> 17 % 3 # 取余 
2
>>> 2 ** 5 # 乘方
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要点：
1、Python可以同时为多个变量赋值，如a, b = 1, 2。
2、一个变量可以通过赋值指向不同类型的对象。
3、数值的除法（/）总是返回一个浮点数，要获取整数使用//操作符。
4、在混合计算时，Pyhton会把整型转换成为浮点数。

Strings

Python中的字符串str用单引号(‘ ‘)或双引号(“ “)括起来，同时使用反斜杠(\)转义特殊字符。

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>>> s = 'Yes,he doesn\'t'
>>> print(s, type(s), len(s))
Yes,he doesn't <class 'str'> 14

如果你不想让反斜杠发生转义，可以在字符串前面添加一个r，表示原始字符串：

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>>> print('C:\some\name')
C:\some
ame
>>> print(r'C:\some\name')
C:\some\name

另外，反斜杠可以作为续行符，表示下一行是上一行的延续。还可以使用"""..."""或者'''...'''跨越多行。

字符串可以使用 + 运算符串连接在一起，或者用 * 运算符重复：

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>>> print('str'+'ing', 'my'*3)
string mymymy

Python中的字符串有两种索引方式，第一种是从左往右，从0开始依次增加；第二种是从右往左，从-1开始依次减少。注意，没有单独的字符类型，一个字符就是长度为1的字符串。

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>>> word = 'Python'
>>> print(word[0], word[5])
P n
>>> print(word[-1], word[-6])
n P

还可以对字符串进行切片，获取一段子串。用冒号分隔两个索引，形式为变量[头下标:尾下标]。截取的范围是前闭后开的，并且两个索引都可以省略：

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>>> word = 'ilovepython'
>>> word[1:5]
'love'
>>> word[:]
'ilovepython'
>>> word[5:]
'python'
>>> word[-10:-6]
'love'

与C字符串不同的是，Python字符串不能被改变。向一个索引位置赋值，比如word[0] = 'm'会导致错误。

要点：
1、反斜杠可以用来转义，使用r可以让反斜杠不发生转义。
2、字符串可以用+运算符连接在一起，用*运算符重复。
3、Python中的字符串有两种索引方式，从左往右以0开始，从右往左以-1开始。
4、Python中的字符串不能改变。

List

List（列表） 是 Python 中使用最频繁的数据类型。列表是写在方括号之间、用逗号分隔开的元素列表。列表中元素的类型可以不相同：

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>>> a = ['him', 25, 100, 'her']
>>> print(a)
['him', 25, 100, 'her']

和字符串一样，列表同样可以被索引和切片，列表被切片后返回一个包含所需元素的新列表。详细的在这里就不赘述了。

列表还支持串联操作，使用+操作符：

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>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> a + [6, 7, 8]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

与Python字符串不一样的是，列表中的元素是可以改变的：

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>>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> a[0] = 9
>>> a[2:5] = [13, 14, 15]
>>> a
[9, 2, 13, 14, 15, 6]
>>> a[2:5] = []   # 删除
>>> a
[9, 2, 6]

List内置了有很多方法，例如append()、pop()等等，这在后面会讲到。

要点：
1、List写在方括号之间，元素用逗号隔开。
2、和字符串一样，list可以被索引和切片。
3、List可以使用+操作符进行拼接。
4、List中的元素是可以改变的。

Tuple

元组（tuple）与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。元组写在小括号里，元素之间用逗号隔开。元组中的元素类型也可以不相同：

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>>> a = (1991, 2014, 'physics', 'math')
>>> print(a, type(a), len(a))
(1991, 2014, 'physics', 'math') <class 'tuple'> 4

元组与字符串类似，可以被索引且下标索引从0开始，也可以进行截取/切片（看上面，这里不再赘述）。其实，可以把字符串看作一种特殊的元组。

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>>> tup = (1, 2, 3, 4, 5, 6)
>>> print(tup[0], tup[1:5])
1 (2, 3, 4, 5)
>>> tup[0] = 11  # 修改元组元素的操作是非法的

虽然tuple的元素不可改变，但它可以包含可变的对象，比如list列表。

构造包含0个或1个元素的tuple是个特殊的问题，所以有一些额外的语法规则：

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tup1 = () # 空元组
tup2 = (20,) # 一个元素，需要在元素后添加逗号

另外，元组也支持用+操作符：

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>>> tup1, tup2 = (1, 2, 3), (4, 5, 6)
>>> print(tup1+tup2)
(1, 2, 3, 4, 5, 6)

string、list和tuple都属于sequence（序列）。

要点：
1、与字符串一样，元组的元素不能修改。
2、元组也可以被索引和切片，方法一样。
3、注意构造包含0或1个元素的元组的特殊语法规则。
4、元组也可以使用+操作符进行拼接。

Sets

集合（set）是一个无序不重复元素的集。基本功能是进行成员关系测试和消除重复元素。可以使用大括号 或者 set()函数创建set集合，注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为{ }是用来创建一个空字典。

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>>> student = {'Tom', 'Jim', 'Mary', 'Tom', 'Jack', 'Rose'}
>>> print(student)   # 重复的元素被自动去掉
{'Jim', 'Jack', 'Mary', 'Tom', 'Rose'}
>>> 'Rose' in student  # membership testing（成员测试）
True
>>> # set可以进行集合运算
... 
>>> a = set('abracadabra')
>>> b = set('alacazam')
>>> a
{'a', 'b', 'c', 'd', 'r'}
>>> a - b     # a和b的差集
{'b', 'd', 'r'}
>>> a | b     # a和b的并集
{'l', 'm', 'a', 'b', 'c', 'd', 'z', 'r'}
>>> a & b     # a和b的交集
{'a', 'c'}
>>> a ^ b     # a和b中不同时存在的元素
{'l', 'm', 'b', 'd', 'z', 'r'}

要点：
1、set集合中的元素不重复，重复了它会自动去掉。
2、set集合可以用大括号或者set()函数创建，但空集合必须使用set()函数创建。
3、set集合可以用来进行成员测试、消除重复元素。

Dictionary

字典（dictionary）是Python中另一个非常有用的内置数据类型。字典是一种映射类型（mapping type），它是一个无序的键 : 值对集合。关键字必须使用不可变类型，也就是说list和包含可变类型的tuple不能做关键字。在同一个字典中，关键字还必须互不相同。

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>>> dic = {}  # 创建空字典
>>> tel = {'Jack':1557, 'Tom':1320, 'Rose':1886}
>>> tel
{'Tom': 1320, 'Jack': 1557, 'Rose': 1886}
>>> tel['Jack']   # 主要的操作：通过key查询
1557
>>> del tel['Rose']  # 删除一个键值对
>>> tel['Mary'] = 4127  # 添加一个键值对
>>> tel
{'Tom': 1320, 'Jack': 1557, 'Mary': 4127}
>>> list(tel.keys())  # 返回所有key组成的list
['Tom', 'Jack', 'Mary']
>>> sorted(tel.keys()) # 按key排序
['Jack', 'Mary', 'Tom']
>>> 'Tom' in tel       # 成员测试
True
>>> 'Mary' not in tel  # 成员测试
False

构造函数 dict() 直接从键值对sequence中构建字典，当然也可以进行推导，如下：

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>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])
{'jack': 4098, 'sape': 4139, 'guido': 4127}

>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}

>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)
{'jack': 4098, 'sape': 4139, 'guido': 4127}

另外，字典类型也有一些内置的函数，例如clear()、keys()、values()等。

要点：
1、字典是一种映射类型，它的元素是键值对。
2、字典的关键字必须为不可变类型，且不能重复。
3、创建空字典使用{ }。