变量和基本数据类型(Bool, Number, String)

计算机程序需要能够处理各种数据，不管是数值、文本、图形、音频、视频、网页等等各种不同的数据类型。编程语言也都具备创建和操作数据的功能。Python中有7个标准的数据类型：Bool（布尔）、Number（数字）、String（字符串）、Tuple（元组）、List（列表）、Set（集合）、Dictionary（字典）。

变量 Variable

每当我们创建一组数值的时候，计算机会为它分配一些指定的内存空间。而要寻找到内存地址，我们则需要一个导游，变量就是这么一个能帮助我们找到数值地址的导游。如果把计算机内存空间想象成是一个仓库，我们可以把变量理解是一组数值的标签，标签上记录着数据的具体货柜编号，通过标签上的指示，我们就能找到数据了。

在下面的代码中，我们用message变量指向了字符串“Hello!”，然后使用print函数打印出message，就会输出结果“Hello!”：

message = "Hello!"
print(message)

Python提供了很简便的语法特性，可以让我们在一行内同时为多个变量赋值：

str1, str2, str3 = "A", "B", "C"
print(str1 + str2 + str3) # ABC
x, y, z = 1, 2, 3
print(1 + 2 + 3) # 6
a = b = c = 1
print(a + b + c) # 3

在创建变量的时候，我们一定要注意下面的命名规则：
1. 变量名只能包含字母、数字和下划线 ( _ )
– 正确：hello_world_1
– 错误：$hello / *cool
2. 变量名中是不被允许有空格的，我们可以通过单词首字母大写或用下划线来分割不同的单词（推荐使用下划线）
– 正确：studentName / hello_world
– 错误：hello word
3. Python内置的函数和关键字不能被用作变量名的
– 正确: student
– 错误: print / class / def
4. 变量名最好简短并能有明确的意义
– 正确：student_name / class_grade
– 错误：sdf_23

小贴士：当我们使用变量名时，一定要注意拼写正确，以下的错误是很常见的：

message = 'Hello World!'
print(mesage)

知识补药：计算机在创建变量时会在内存中开辟一个空间，基于变量的数据类型，解释器会分配指定内存，并决定什么数据可以被存储在内存中。一个变量可以通过赋值指向不同的对象。

不可变数据和可变数据

在Python标准的6个基本数据类型中，Number、String、Tuple是不可变数据，其余3个都是可变数据。那到底什么是不可变数据呢，我们先来看以下的这段代码：

x = 1 
print(id(x)) # 10968800
y = 1 
print(id(y)) # 10968800
x = 2
print(id(x)) # 10968832
y = 2
print(id(y)) # 10968832

上面的程序是对不可变数据类型int的操作，函数id可以查看当前变量的地址指。可以看到变量x，y一开始都指向同一个对象1，但我们让x和y指向2的时候，虽然变量名是一样的，但是地址却发生变化了。所以我们可以把不可变数据理解为：变量x引用的地址处的值是不能改变的，若要改变，只能在新的地址上创建新对象，然后让变量x指向新的地址。

布尔类型 Bool

布尔类型既True和False。

字符串的很多函数都会返回布尔函数：

string = "Hello Word"
print(string.isalnum()) # 查看是否所有字符都是数字 -> False
print(string.isalpha()) 
print(string.isupper()) # Check if string contains upper case

布尔数值的操作：

True and False # False
True and True # True
False and True # False
False or True # True
False and False # False
True ^ False # True
True ^ True # False

数字 Number

Python3中数字有4种类型：int（整数）、long（长整数）、float（浮点数）、complex（复数）。我们可以使用内置的type函数来查看变量所指的对象类型：

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

整数可以使用十六进制和八进制来表示：

number = 0xA0F # 十六进制
print(number) # 2575
number = 0o37 # 八进制
print(number) # 31

数字运算操作类型：+（加法），-（减法），*（乘法），/（除法），%（取余），**（乘方）

print(2 + 2) # 加法
print(3 - 2) # 减法
print(2 * 3) # 乘法
print(3 / 2) # 除法, 得到一个浮点数
print(2 // 4) # 除法, 得到一个整数
print(3 % 2) # 取余
print(3 ** 2) # 乘方

任何带有小数点的数字都是浮点数，当我们把浮点数和整数混合的时候，我们会得到一个浮点数。
我们也可以在

0.1 + 0.1 # 0.2
2 * 0.2 # 3 * 0.1
3 * 0.1 # 0.30000...4

python默认的是17位小数的精度，前16位是准确的，第17位开始不准确

复数（complex）是由实数部分和虚数部分构成的，可以用a + bj或者complex(a, b)表示，复数的实部a和虚部b都是浮点数。

除了数字的基本操作之外，我们也需要注意数字的命名规则：

universe_age = 14_000_000_000 # 在数字中使用下划线可以让很长的数字易读性更强
MAX_CONNECTIONS = 5000 # 恒定的数字需要全部大写

字符串 String

字符串是由一系列的字符组成的，是由单引号 ‘ 或双引号 ” 括起来的，同时使用反斜杠 \ 转义特殊字符。

str1 = 'This is a string.'
str2 = "This is also a string."

双引号和单引号的自由转换，可以让你在引号中套用引号更方便：

str1 = 'I told my friend, "Python is my favorite language!"'
str2 = "The language 'Python' is named after Montry Python, not the snake."

我们可以在字符串中带入变量，只要在开头引号前加f就可以了 (f代表format)

first_name = "Enoch"
last_name = "Zheng"
full_name = f"{first_name} {last_name}" # Enoch Zheng
full_name2 = f"{first_name.upper()} {last_name.upper()}" # ENOCH ZHENG

字符”\”可以转义很多特殊符号，不如\n表示换行，\t表示制表符，字符\本身也需要转义，所以\\表示的字符就是\

print("I\'m ok.") # I'm ok.
print("I\'m learning\nPython.")
"""
I'm learning
Python.
"""

字符串需要注意的事项：为了避免字符串里为了实现转义，需要加很多的\，Python允许你在字符串的开头加入r，让引号的内部字符串不转义

print(r"\\\\t\\") # \\\t\\
print('One of Python's strengths is its diverse community.') # Error
print('One of Python\'s strengths is its diverse community.') # Works fine

字符串的操作和函数

字符串的连接符和内置操作：加号（+）是字符串的连接符，星号（*）用来复制字符串，请看下面代码：

str = 'TuringPlanet'
 
print (str)          # 输出字符串 -> TuringPlanet
print (str + "ENOCH") # 连接字符串 -> TuringPlanetEnoch
print (str * 2)      # 输出字符串两次 -> TuringPlanetTuringPlanet 
print (str[0:-1])    # 输出第一个到倒数第二个的所有字符 -> TuringPlane
print (str[0])       # 输出字符串第一个字符 -> T
print (str[2:5])     # 输出从第三个开始到第五个的字符 -> rin
print (str[2:])      # 输出从第三个开始的后的所有字符 -> ringPlanet

有用的字符串函数：

name = "Hello World"
print(name.title()) # Hello World
print(name.upper()) # HELLO WORLD
print(name.lower()) # hello world
str1 = "    Hello"
str2 = "  World"
# 用来消除空格的函数
print(str1.strip() + str2.strip()) # HelloWorld

字符串格式化

Python支持格式化字符串的输出，这有助于我们编写复杂的字符串：

print("%s was born in %d." % ('Python', 1991))
print("{} was born in {}.".format('Python', 1991))
message = "{} was born in {}"
print(message.format('Python', 1991))
lan = 'Python'
year = 1991
print(f"{lan} was born in {year}.")

常用运算符和函数参照表

算数运算符 Arithmetic operatiors

运算符	意义	例子
+	加 – 两个对象相加	x + y +2
–	减 – 得到负数或是一个数减去另一个数	x – y -2
*	乘 – 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串	x * y
/	除 – 左边的对象除以右边的对象	x / y
%	取模 – 返回除法的余数	x % y
//	取整除 – 返回商的整数部分 (向下取整)	x // y
**	幂 – 返回x的y此幂	x ** y

逻辑运算符 Logical Operators

运算符	意义	例子
and	返回True如果两个运算对象都是True	x and y
or	返回True如果其中一个运算对象是True	x or y
not	返回True如果运算对象是False (运算数的对立)	not x

比较运算符 Comparison operators

运算符	意义	例子
>	返回True如果左边的运算数大于右边运算数	x > y
<	返回True如果左边的运算数小于右边运算数	x < y
==	返回True如果两个运算数相等	x == y
!=	返回True如果两个运算数不等	x != y
>=	返回True如果左边运算数大于等于右边运算数	x >= y
<=	返回True如果左边运算数小于等于右边运算数	x <= y

数学函数

函数	返回值 ( 描述 )
abs(x)	返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10
ceil(x)	返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5
exp(x)	返回e的x次幂(e^x),如math.exp(1) 返回2.718281828459045
fabs(x)	返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0
floor(x)	返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4
log(x)	如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0
log10(x)	返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0
max(x1, x2,…)	返回给定参数的最大值，参数可以为序列。
min(x1, x2,…)	返回给定参数的最小值，参数可以为序列。
modf(x)	返回x的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示。
pow(x, y)	x**y 运算后的值。
round(x [,n])	返回浮点数x的四舍五入值，如给出n值，则代表舍入到小数点后的位数。
sqrt(x)	返回数字x的平方根。

课后练习

分别把字符串“Python”，数字1991赋于不同的变量，然后用格式化的方法打印出“Python诞生于1991″

str = 'Python'
year = 1991
print(f”{str}诞生于{year}”)