2.3　數(shù)據(jù)類型

Python是一種動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，變量不需要提前聲明而是在賦值時(shí)根據(jù)所賦的值自動(dòng)確定類型，且變量類型隨著所賦值類型的變動(dòng)而變化。Python中變量名定義遵循以下規(guī)定。

（1）變量名由字母或者下畫(huà)線開(kāi)頭的字母、下畫(huà)線和數(shù)字組成，數(shù)字不能作為變量名的開(kāi)頭字符。例如，aa、a123、a5b、a_b、_abc、_a_b_c是合法變量名，而1a、aa#、a!b是非法變量名。

（2）系統(tǒng)關(guān)鍵字不能作為變量名使用。例如，int、True、print等系統(tǒng)關(guān)鍵字不能作為變量名使用。

（3）變量名中字母區(qū)分大小寫(xiě)。例如，aa、Aa、aA、AA代表四個(gè)不同的變量。

（4）變量在內(nèi)存中地址可通過(guò)函數(shù)id()獲取，例如，id（aa）。

2.3.1　布爾型

布爾型是Python中最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)類型，包括True和False兩個(gè)值。比較和邏輯運(yùn)算結(jié)果為布爾型值，條件成立，值為T(mén)rue；條件不成立，值為False。舉例如下：

布爾型變量或者值可進(jìn)行的運(yùn)算可通過(guò)dir（bool）查看，常用的比較運(yùn)算符如表2-1所示，邏輯運(yùn)算符如表2-2所示。

2.3.2　整型

Python中的整型可以處理任意大小的整數(shù)，整型變量或者值可進(jìn)行的運(yùn)算可通過(guò)dir（int）查看，整數(shù)運(yùn)算符如表2-3所示。

其中，/運(yùn)算的結(jié)果為浮點(diǎn)型，如：8/4=2.0, 6/4=1.5；%運(yùn)算時(shí)，運(yùn)算結(jié)果符號(hào)與模數(shù)符號(hào)一致且絕對(duì)值最小，如：7%4=3，-7%4=1, 7%-4=-1，-7%-4=-3；//運(yùn)算時(shí)，被除數(shù)與除數(shù)符號(hào)一致時(shí)，結(jié)果為正，否則，結(jié)果為負(fù)，且運(yùn)算結(jié)果向下取整，如，7//4=1，-7//4=-2, 7//-4=-2，-7//-4=1。

整數(shù)也可以表示成十六進(jìn)制形式，如：0x4a、0xffff等。

2.3.3　浮點(diǎn)型

Python中的浮點(diǎn)型數(shù)可以表示成123.45和1.2345e2兩種形式，浮點(diǎn)型變量值可進(jìn)行的運(yùn)算可通過(guò)dir（float）查看，常用運(yùn)算符如表2-4所示。

2.3.4　復(fù)數(shù)型

Python中可以使用復(fù)數(shù)，復(fù)數(shù)分為實(shí)部與虛部，表示為（a+bj），使用complex（a, b）產(chǎn)生復(fù)數(shù)（a+bj），其中a表示實(shí)部，b表示虛部。復(fù)數(shù)可進(jìn)行表2-4的運(yùn)算，復(fù)數(shù)變量或者值可進(jìn)行的運(yùn)算可通過(guò)dir（complex）查看，常見(jiàn)的復(fù)數(shù)運(yùn)算函數(shù)如表2-5所示。

Python中數(shù)值型數(shù)據(jù)，包括整型、浮點(diǎn)型和復(fù)數(shù)運(yùn)算函數(shù)如表2-6所示。

2.3.5　字符串型

Python中字符串是用英文半角單引號(hào)'或者雙引號(hào)＂括起來(lái)的字符序列，如：'abc#123%def'、＂abc#123%def＂。如果字符串中包括單引號(hào)字符，可以用雙引號(hào)括起來(lái)，反之亦然，如：＂abc'456＂、'abc＂456'。如果字符串中既有單引號(hào)，也有雙引號(hào)，可以使用轉(zhuǎn)義符表示，如：'123\'abc\＂456'、＂123\'abc\＂456＂。Python字符串轉(zhuǎn)義符如表2-7所示。

若字符串前面為r或R，則字符串中字符不轉(zhuǎn)義，如：r'123\n456\t'或r＂123\n456\t＂，則表示字符串123\n456\t，其中\(zhòng)n與\t不轉(zhuǎn)義。

如果使用三個(gè)單引號(hào)將字符串括起來(lái)，則可以自由地表示多行字符，且其中可以自由地使用單引號(hào)和雙引號(hào)，如下所示。

字符串變量testStr中包括四行字符，其中的單引號(hào)和雙引號(hào)無(wú)須轉(zhuǎn)義。

表2-1所列的比較運(yùn)算符可以判斷兩個(gè)字符串之間的關(guān)系，除此之外，字符串可進(jìn)行的運(yùn)算可通過(guò)dir（str）查看，常見(jiàn)運(yùn)算如表2-8所示，子串操作如表2-9所示，轉(zhuǎn)換與判斷操作如表2-10所示。

計(jì)算機(jī)中存在多種字符集和編碼方案，以表示不同范圍的字符，使用不當(dāng)會(huì)引起程序執(zhí)行錯(cuò)誤。常用的字符集和編碼方案有UNICODE、ASCII、GB18030、GBK、BIG5等，其中，UNICODE最為常用，UTF-8、UTF-16、UTF-32是UNICODE的具體實(shí)現(xiàn)。Python 3默認(rèn)使用UTF-8編碼方案表示字符，如圖2-2程序使用UTF-8編碼。Python 3中也經(jīng)常使用bytes，即以字節(jié)流形式存儲(chǔ)字符串，有關(guān)字符編碼常見(jiàn)操作如表2-11所示。

Python字符串可以使用類似C語(yǔ)言中的格式化符號(hào)，如表2-12所示。

2.3.6　列表型

Python中的列表是一對(duì)“[]”括起來(lái)的成員序列，成員之間以“，”隔開(kāi)，成員在列表中的位置從0開(kāi)始，成員可以是任意類型，例如，[]、[12, 45, 10]、['Hello', 123, True, 23.4]、[12, [1,2], False]等，其中[]是一個(gè)空列表，[12, 45, 10]是成員均為整數(shù)的列表，['Hello', 123, True, 23.4]是不同類型成員組成的列表，[12,[1, 2], False]中包括列表類型成員。列表操作可用dir（list）查看，常用操作如表2-13所示。

2.3.7　元組型

Python中的元組是一對(duì)“()”括起來(lái)的成員序列，成員之間以“，”隔開(kāi)，成員在元組中位置從0開(kāi)始，成員可以是任意類型。例如，()、（12, 45, 10）、（'Hello', 123, True, 23.4）、（12,（1, 2）, False）等，其中()是一個(gè)空元組，（12, 45, 10）是成員均為整數(shù)的元組，（'Hello', 123, True, 23.4）是不同類型成員組成的元組，（12,（1, 2）, False）中包括元組類型成員。元組中只有一個(gè)成員時(shí)，為消除歧義，在成員后跟一個(gè)逗號(hào)，例如，（1,）、（'a',）等。元組與列表相似，但列表中元素可以修改，而元組中元素不能直接修改，元組操作可通過(guò)dir（tuple）查看，常用操作如表2-14所示。

元組中的成員為數(shù)值、布爾型值和字符串時(shí)，無(wú)法修改，但為類似于列表型的值時(shí)，可以修改，例如，tt=（'a',[1], 'b'），執(zhí)行tt[1].append（2），則tt的值為（'a', [1, 2], 'b'）。

2.3.8　字典型

Python中的字典是一對(duì)“{}”括起來(lái)的鍵/值對(duì)成員序列，成員之間以“，”隔開(kāi)，鍵與值之間以“：”隔開(kāi)。例如，{}、{'Zhao'：1, 'Qian'：2}、{1：[1, 2]，2：（3, 4），3：'abc'}、{（1，）：[1]，（1, 2）：[1, 2]，（1, 2, 3）：[1, 2, 3]}等，其中，{}是一個(gè)空字典；{'Zhao'：1，'Qian'：2}是鍵為字符串，值為整數(shù)的字典；{1：[1, 2]，2：（3, 4），3：'abc'}是鍵為整數(shù)，值為列表、元組和字符串的字典；{（1，）：[1]，（1, 2）：[1, 2]，（1, 2, 3）：[1, 2, 3]}是鍵為元組、值為列表的字典。字典的鍵可以是字符串、數(shù)值或者元組，不能為列表，因?yàn)榱斜碇悼勺儯荒苡?jì)算hash值，hash值可以用函數(shù)hash()計(jì)算。例如，hash（'abc'）、hash（123）、hash（1.23）、hash（（1+2j））、hash（（1, 2, 3））等，hash（[1, 2, 3]）會(huì)拋出異常。

一個(gè)字典中，鍵應(yīng)該是唯一的，若鍵重復(fù)，一般保留最后的鍵/值對(duì)，其余的自動(dòng)丟失，例如，dc={'z'：1，'z'：2，'z'：3}，則dc={'z'：3}。

在實(shí)際應(yīng)用中，字典的鍵經(jīng)常為字符串，值為任意類型，字典類型操作可通過(guò)dir（dict）查看，常用操作如表2-15所示。

2.3.9　日期型

日期型是與時(shí)間相關(guān)的類型，Python的time、datetime和calendar模塊中包含了與日期型數(shù)據(jù)相關(guān)的操作。

1．time模塊

time模塊主要處理時(shí)間，在使用前需要通過(guò)“import time”引入time模塊。time模塊所包含的操作可通過(guò)dir（time）查看。time模塊包含的struct_time元組如表2-16所示，時(shí)間格式化符號(hào)如表2-17所示，常用操作如表2-18所示。

2．datetime模塊

time模塊主要使用時(shí)間元組和距GMT1970紀(jì)元的秒數(shù)表示時(shí)間，與time模塊不同，datetime模塊表示時(shí)間的方式更加貼近人們平時(shí)的習(xí)慣，并且datetime模塊包含了date、time、datetime、timedelta和tzinfo五個(gè)類，在引入模塊時(shí)，語(yǔ)句為“from datetime import *”或者“from datetime import date, time, datetime, timedelta, tzinfo”，其中time類與time模塊沖突，后引入的會(huì)使先引入的失效，可通過(guò)別名引入避免沖突，例如“import time as time0”或者“from datetime import time as dtime”。datetime模塊所包含的操作可通過(guò)dir（date）、dir（time）、dir（datetime）、dir（timedelta）和dir（tzinfo）查看，別名引入時(shí)，需要使用別名，例如，dir（dtime）。

datetime模塊date類主要與年月日組成的日期相關(guān)，常用操作如表2-19所示。

datetime模塊time類主要與時(shí)分秒組成的時(shí)間相關(guān)，常用操作如表2-20所示。

datetime模塊datetime類是date類與time類的組合，主要與年月日時(shí)分秒組成的時(shí)間相關(guān)，常用操作如表2-21所示。

datetime模塊的timedelta類主要用于表示兩個(gè)時(shí)間之間的差值，具體為date類值之間或者datetime類值之間的差值，例如，td1=date（2017,7,1）-date（2016, 7, 1）和td2=datetime（2017, 7, 1, 14, 30, 10）-datetime（2016, 7, 1, 10, 10, 8）。

timedelta表示時(shí)間差值時(shí)，使用days、seconds、microseconds 3個(gè)屬性值表示，常用操作如表2-22所示。

datetime模塊的tzinfo類主要提供時(shí)區(qū)信息，但tzinfo是一個(gè)抽象類，不能直接使用，需要通過(guò)派生子類使用，實(shí)際應(yīng)用中使用較少。

3．calendar模塊

calendar模塊主要處理日歷，在使用前需要通過(guò)“import calendar”引入calendar模塊，calendar模塊所包含的操作可通過(guò)dir（calendar）查看。calendar模塊分別用數(shù)字0～6表示星期一至星期天，常用操作如表2-23所示。

2.3.10　數(shù)組型

Python中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型沒(méi)有數(shù)組，列表可以當(dāng)作一維數(shù)組使用，列表嵌套可以構(gòu)成二維或者多維數(shù)組。

Python中要使用數(shù)組，可以通過(guò)語(yǔ)句“import array”引入模塊array，模塊array中提供基本的數(shù)組操作；或者安裝第三方庫(kù)NumPy，第三方庫(kù)NumPy提供大量的數(shù)值運(yùn)算，包括各種數(shù)組操作。本書(shū)介紹array中提供的數(shù)組操作，需要使用NumPy的讀者可以通過(guò)安裝NumPy包，進(jìn)行各種數(shù)值運(yùn)算和數(shù)組操作。

定義數(shù)組前需通過(guò)語(yǔ)句“import array”引入模塊array，定義數(shù)組的格式為：xx=array.array（type[, value]），其中xx為數(shù)組名；type為數(shù)組元素類型；value可選，為數(shù)組的初始值，其中，數(shù)組中各元素的值必須為相同類型，數(shù)組長(zhǎng)度可變，下標(biāo)從0開(kāi)始。

array中數(shù)組元素類型如表2-24所示。

表2-24中array數(shù)組元素類型中沒(méi)有普通的字符類型，普通的字符類型使用字符串實(shí)現(xiàn)。array數(shù)組定義舉例如下。

array數(shù)組常用操作如表2-25所示。