Python基础编程：变量与类型

概述

学习如何使用Python进行基础编程，从变量和类型的定义开始，了解变量的运算、类型转换及作用域。本文还将介绍变量命名的规则，帮助你更好地理解和使用Python中的变量。此外，本文将为你提供一个全面的public API教程，帮助你掌握相关知识。

变量的定义

在编程中，变量用于存储数据。在Python中定义变量非常简单，不需要指定类型，只需直接赋值即可。Python采用动态类型，这意味着变量可以存储任何类型的数据，而不需要提前声明类型。

示例代码

# 定义一个整型变量
number = 10

# 定义一个浮点型变量
pi = 3.14159

# 定义一个字符串变量
name = "Alice"

# 定义一个布尔型变量
is_active = True

# 输出变量的值
print("整型变量 number:", number)
print("浮点型变量 pi:", pi)
print("字符串变量 name:", name)
print("布尔型变量 is_active:", is_active)

运行结果

整型变量 number: 10
浮点型变量 pi: 3.14159
字符串变量 name: Alice
布尔型变量 is_active: True

通过以上示例，可以看出Python在定义变量时非常灵活，不需要提前声明变量的类型。

变量的类型

在Python中，变量的类型是在运行时自动推断出来的。Python支持多种基本数据类型，如整型、浮点型、字符串和布尔型等。

整型

整型变量用于存储整数，Python中整型没有上限，不受机器位数限制。

# 整型变量
integer = 100000

# 输出变量类型
print(type(integer))

运行结果

<class 'int'>

浮点型

浮点型变量用于存储小数，Python中的浮点型遵循IEEE 754标准。

# 浮点型变量
float_value = 3.14

# 输出变量类型
print(type(float_value))

运行结果

<class 'float'>

字符串

字符串变量用于存储文本，可以通过单引号或双引号定义。

# 字符串变量
string_one = 'Hello'
string_two = "World"

# 输出变量类型
print(type(string_one))
print(type(string_two))

运行结果

<class 'str'>
<class 'str'>

布尔型

布尔型变量用于存储真（True）或假（False）。

# 布尔型变量
boolean_true = True
boolean_false = False

# 输出变量类型
print(type(boolean_true))
print(type(boolean_false))

运行结果

<class 'bool'>
<class 'bool'>

变量的类型转换

在编程过程中，有时需要将一种类型的变量转换为另一种类型。Python提供了内置的类型转换函数来实现这种转换。

整型转字符串

将整型变量转换为字符串类型。

# 整型变量
number = 100

# 将整型转换为字符串
string_number = str(number)

# 输出转换后的变量类型
print(type(string_number))

运行结果

<class 'str'>

字符串转整型

将字符串变量转换为整型类型。

# 字符串变量
string_number = '123'

# 将字符串转换为整型
number = int(string_number)

# 输出转换后的变量类型
print(type(number))

运行结果

<class 'int'>

浮点型转整型

将浮点型变量转换为整型类型，注意这里会进行四舍五入。

# 浮点型变量
float_value = 3.14

# 将浮点型转换为整型
integer_value = int(float_value)

# 输出转换后的变量类型
print(type(integer_value))

运行结果

<class 'int'>

布尔型转整型

将布尔型变量转换为整型类型。

# 布尔型变量
boolean_true = True
boolean_false = False

# 将布尔型转换为整型
integer_true = int(boolean_true)
integer_false = int(boolean_false)

# 输出转换后的变量类型
print(type(integer_true))
print(type(integer_false))

运行结果

<class 'int'>
<class 'int'>

字符串转浮点型

将字符串变量转换为浮点型类型。

# 字符串变量
string_float = '3.14'

# 将字符串转换为浮点型
float_value = float(string_float)

# 输出转换后的变量类型
print(type(float_value))

运行结果

<class 'float'>

变量的运算

在Python中，可以对变量进行各种运算，包括算术运算、字符串拼接等。

算术运算

Python支持基本的算术运算，包括加法、减法、乘法、除法和取余等。

# 定义两个整型变量
a = 10
b = 5

# 加法
addition = a + b
print("加法结果:", addition)

# 减法
subtraction = a - b
print("减法结果:", subtraction)

# 乘法
multiplication = a * b
print("乘法结果:", multiplication)

# 除法
division = a / b
print("除法结果:", division)

# 取余
remainder = a % b
print("取余结果:", remainder)

运行结果

加法结果: 15
减法结果: 5
乘法结果: 50
除法结果: 2.0
取余结果: 0

字符串拼接

字符串可以通过加号（+）进行拼接。

# 定义两个字符串变量
str1 = "Hello"
str2 = "World"

# 字符串拼接
concatenation = str1 + " " + str2
print("拼接结果:", concatenation)

运行结果

拼接结果: Hello World

字符串格式化

Python支持多种字符串格式化方法，包括使用%运算符和format()方法。

# 使用 % 运算符格式化字符串
name = "Alice"
age = 25
formatted_string = "Name: %s, Age: %d" % (name, age)
print(formatted_string)

# 使用 format() 方法格式化字符串
formatted_string2 = "Name: {}, Age: {}".format(name, age)
print(formatted_string2)

运行结果

Name: Alice, Age: 25
Name: Alice, Age: 25

变量的作用域

在Python中，变量的作用域决定了变量可以在程序的哪个部分被访问。Python中有三种变量作用域：全局变量、局部变量和非局部变量。

全局变量

全局变量可以被任何函数或代码块访问。定义在函数外部的变量默认为全局变量。

# 全局变量
global_var = 100

def print_global_var():
    print("全局变量的值:", global_var)

print_global_var()

运行结果

全局变量的值: 100

局部变量

局部变量只在定义它的函数内部有效。定义在函数内部的变量默认为局部变量。

def print_local_var():
    local_var = 50
    print("局部变量的值:", local_var)

print_local_var()

运行结果

局部变量的值: 50

非局部变量

非局部变量用于解决嵌套函数中的变量作用域问题。当内部函数需要访问外部函数的变量时，使用nonlocal关键字。

def outer_function():
    outer_var = 100

    def inner_function():
        nonlocal outer_var
        outer_var = 50
        print("非局部变量的值:", outer_var)

    inner_function()
    print("外部函数中的非局部变量值:", outer_var)

outer_function()

运行结果

非局部变量的值: 50
外部函数中的非局部变量值: 50

变量的命名规则

在Python中，变量名有一些命名规则需要遵守，以确保代码的可读性和避免命名冲突。

命名规则

1. 变量名只能包含字母、数字和下划线。
2. 变量名不能以数字开头。
3. 变量名不能是Python的关键字或保留字。

# 合法的变量名
var1 = 10
_var2 = 20
var_3 = 30

# 非法的变量名
# 1var = 10 # 错误：变量名不能以数字开头
# var-1 = 20 # 错误：变量名不能包含减号
# class = 30 # 错误：class是Python的关键字

Python关键字和保留字

Python的关键字和保留字如下：

False
None
True
and
as
assert
break
class
continue
def
del
elif
else
except
finally
for
from
global
if
import
in
is
lambda
nonlocal
not
or
pass
raise
return
try
while
with
yield

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