只需七步！零基础入门Python变量与数据类型

Python(英国发音：/ˈpaɪθən/ 美国发音：/ˈpaɪθɑːn/)是一种广泛使用的解释型、高级和通用的编程语言。Python支持多种编程范型，包括函数式、指令式、结构化、面向对象和反射式编程。它拥有动态类型系统和垃圾回收功能，能够自动管理内存使用，并且其本身拥有一个巨大而广泛的标准库。

Python有着范围广泛的基本数据类型。Python的一个非常有用方面就是容器类型的概念，容器有二种基本形式：序列和映射。有次序的序列类型是列表(动态数组)、元组和字符串。所有序列类型都是位置索引的(从0到长度?1)，并且除了字符串，都可以包含任意类型的对象，在同一个序列中包括多种类型的对象。字符串和元组是不可变的，使得它们成为字典的键的完美候选者。在另一方面，列表是可变的，元素可以被插入、删除、修改、添加或就地排序。

本篇内容总结包括从变量、输入输出到数据类型的基本介绍和常用方法。

一、变量与类型转换

变量赋值

>>> x=5 
>>> x 
5 

变量计算

>>> x+2  # 两个变量的和 
7 
>>> x-2  # 两个变量的减法 
3 
>>> x*2  # 两个变量相乘 
10 
>>> x**2 # 求变量的幂 
25 
>>> x%2  # 变量的余数 
1 
>>> x/float(2) # 变量的除法 
2.5 

类型和类型转换

二、获取帮助

>>> help(str) 

三、输入与输出

print

>>> print("Hello world!") 
 
>>> msg = "Hello world!" 
>>> print(msg) 

Input

Input程序可以提示用户输入。所有输入都存储为字符串。

• 提示输入值

>>> name = input("What's your name? ")  
>>> print("Hello, " + name + "!") 

• 提示输入数字

>>> age = input("How old are you? ") 
>>> age = int(age) 
>>> pi = input("What's the value of pi? ") 
>>> pi = float(pi) 

四、字符串

字符串是 Python 中最常用的数据类型。我们可以使用引号('或")来创建字符串。创建字符串很简单，只要为变量分配一个值即可。

>>> my_string = 'thisStringIsAwesome'  
>>> my_string 
'thisStringIsAwesome' 

字符串运算

>>> my_string * 2   # 乘法 
'thisStringIsAwesomethisStringIsAwesome'  
>>> my_string + 'Innit' # 拼接 
'thisStringIsAwesomeInnit'  
>>> 'm' in my_string # 是否存在 
True 
# 索引从零开始  
>>> my_string[3] 
>>> my_string[4:9] 

字符串方法

>>> my_string.upper()    # 字符串大写 
>>> my_string.lower()    # 字符串小写 
>>> my_string.count('w') # 计算字符串的元素 
>>> my_string.replace('e', 'i') # 替换字符串元素 
>>> my_string.strip()    # 去空格 

五、列表

列表是最常用的Python数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。

列表的数据项不需要具有相同的类型。

列表以特定的顺序存储一系列项目。列表允许将信息集存储在一个地方，无论只有几个项还是数百万项。列表是Python最强大的特性之一，新程序员可以很容易地访问它，它们将编程中的许多重要概念联系在一起。

使用方括号定义列表，使用逗号分隔列表中的各个项目。使用列表的复数名称，使您的代码更容易阅读。

>>> a = 'is' 
>>> b = 'nice' 
>>> my_list = ['my', 'list', a, b] 
>>> my_list2 = [[4,5,6,7], [3,4,5,6]] 
 
>>> users = ['val', 'bob', 'mia', 'ron', 'ned'] 

更改列表值

一旦定义了列表，就可以更改列表中的单个元素。这可以通过引用要修改的项的索引来实现。

>>> users[0] = 'valerie' 
>>> users[-2] = 'ronald' 

列表切片与索引

可以使用列表中的任何一组元素。根据列表中的元素的位置(称为索引)来访问它们,列表的一部分称为片。要切片列表，首先从您想要的第一个项目的索引开始，然后添加冒号和您想要的最后一个项目之后的索引。去掉列表开始处的第一个索引，去掉列表结束处的最后一个索引。

第一个元素的索引是0，第二个元素的索引是1，以此类推。

负索引指的是列表末尾的项。要获得特定的元素，请先写出列表的名称，然后在方括号中写出元素的索引。

# 子集 
>>> my_list[1]   # 选择索引1的项 
>>> my_list[-3]  # 最后选择第三项 
# 切片 
>>> my_list[1:3] # 选择索引1和索引2上的项 
>>> my_list[1:]  # 选择索引0之后的项 
>>> my_list[:3]  # 选择索引3之前的项 
>>> my_list[:]   # 复制my_list 
# 子集的子集 
>>> my_list2[1][0] 
>>> my_list2[1][:2] 

列表运算

>>> my_list + my_list 
['my', 'list', 'is', 'nice', 'my', 'list', 'is', 'nice']  
>>> my_list * 2 
['my', 'list', 'is', 'nice', 'my', 'list', 'is', 'nice']  
>>> my_list2 > 4 
True 

列表方法

>>> my_list.index(a)     # 获取项目的索引 
>>> my_list.count(a)     # 计算一个项目 
>>> my_list.append('!')  # 每次追加一个项 
>>> my_list.remove('!')  # 删除一个项目 
>>> del(my_list[0:1])    # 删除一个项目 
>>> my_list.reverse()    # 反向列表 
>>> my_list.extend('!')  # 添加一个项目 
>>> my_list.pop(-1)      # 删除一个项目 
>>> my_list.insert(0,'!')# 插入一个项目 
>>> my_list.sort()       # 排序的列表 

• 遍历列表

列表可以包含数百万个项，因此Python提供了一种有效的方法来遍历列表中的所有项。当设置一个循环时，Python每次从列表中取出一项，并将其存储在一个临时变量中，为该临时变量提供了一个名称。这个名称应该是列表名称的单数版本。

缩进的代码块构成循环体，在循环体中可以处理每个单独的项。任何没有缩进的行在循环结束后运行。

>>> for bike in bikes: 
...     print(bike) 

• 向列表中添加元素

可以将元素添加到列表的末尾。

>>> bikes = []  
>>> bikes.append('trek')  
>>> bikes.append('redline') 
>>> bikes.append('giant') 

• 在特定位置插入元素

可以将它们插入到列表中的任何位置。

>>> users.insert(0, 'joe') 
>>> users.insert(3, 'bea') 

• 删除元素

可以根据元素在列表中的位置或项的值删除元素。如果你通过一个项的值来移除它，Python只移除第一个具有该值的项。

# 通过位置删除 
>>> del users[-1] 
# 通过值删除  
>>> users.remove('mia') 

• 列表排序

方法的作用是永久地改变列表的顺序。sorted()函数返回列表的副本，保持原始列表不变。可以按字母顺序或反字母顺序对列表中的项目进行排序。还可以颠倒列表的原始顺序。

# 永久地对列表进行排序 
>>> users.sort() 
 
# 以反字母顺序永久地对列表进行排序 
>>> users.sort(reverse=True) 
 
# 临时排序 
>>> print(sorted(users)) 
>>> print(sorted(users, reverse=True)) 
 
# 反向排序 
>>> users.reverse() 

• 列表推导式

>>> squares = [x**2 for x in range(1, 11)] 

range()函数

可以使用range()函数有效地处理一组数字。range()函数默认从0开始，停止传递给它的数字下面的一个数字。可以使用list()函数来有效地生成大量的数字列表。

• 打印数字0-1000

>>> for number in range(1001): 
...    print(number) 

• 打印数字1-1001

>>> for number in range(1, 1001): 
...    print(number) 

• 列出从1到100万的数字

>>> numbers = list(range(1, 1000001)) 

简单统计

您可以在包含数字数据的列表上运行许多简单的统计数据。

最小值

>>> ages = [93, 99, 66, 17, 85, 1, 35, 82, 2, 77] 
>>> youngest = min(ages) 

最大值

>>> ages = [93, 99, 66, 17, 85, 1, 35, 82, 2, 77] 
>>> oldest = max(ages) 

求和

>>> ages = [93, 99, 66, 17, 85, 1, 35, 82, 2, 77] 
>>> total_years = sum(ages) 
>>> total_years 
557 

六、元组

元组与列表类似，但元组中的项不能被修改，即不可变数据类型。

>>> dimensions = (1920, 1080) 

七、字典

字典存储在片段信息之间的建立联系。字典中的每一个项都是一个键-值对。当提供一个键时，Python将返回与该键相关联的值。可以循环遍历所有键-值对、所有键或所有值。

使用花括号来定义字典。使用冒号连接键和值，并使用逗号分隔单个键-值对。

>>> alien = {'color': 'green', 'points': 5} 

获取字典值(查)

要获取单个键关联的值，需提供字典的名称，然后将键放在一组方括号中。如果需要的键不在字典中，就会出现错误。

还可以使用get()方法，如果键不存在，该方法将返回None，而不是错误。如果键不在字典中，还可以指定要使用的默认值。

>>> print("The alien's color is " + alien['color']) 
"The alien's color is green" 
>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5} 
>>> alien_color = alien_0.get('color') 
>>> alien_points = alien_0.get('points', 0) 
>>> print(alien_color) 
'green' 
>>> print(alien_points) 
None 

添加一个新键值对(增)

可以在字典中存储任意数量的键值对，直到计算机内存耗尽为止。要向现有字典添加新的键-值对，请在方括号中给出字典的名称和新键，并将其设置为新值。

这还允许您从一个空字典开始，并在它们变得相关时添加键-值对。

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5} 
>>> alien_0['x'] = 0 
>>> alien_0['y'] = 25 
>>> alien_0['speed'] = 1.5 
 
# 向空字典中添加新键值对 
>>> alien_0 = {} 
>>> alien_0['color'] = 'green' 
>>> alien_0['points'] = 5 

修改字典值(改)

可以修改与字典中任何键相关联的值。为此，给出字典的名称并将键括在方括号中，然后为该键提供新值。

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5} 
>>> print(alien_0) 
  
>>> alien_0['color'] = 'yellow'  
>>> alien_0['points'] = 10 
>>> print(alien_0) 

删除字典键值对(删)

您可以从字典中删除任何想要的键-值对。为此，请使用del关键字和字典名称，后跟方括号中的键。这将删除键及其关联值。

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5} 
>>> print(alien_0) 
>>> del alien_0['points'] 
>>> print(alien_0) 

循环遍历字典

可以用三种方式循环遍历字典：可以循环遍历所有键-值对、所有键或所有值。字典只跟踪键和值之间的连接，它不跟踪字典中条目的顺序。如果希望按顺序处理信息，可以对循环中的键进行排序。

• 循环变量所有键值对

>>> fav_numbers = {'eric': 17, 'ever': 4} 
>>> for name, number in fav_numbers.items(): 
...    print(name + ' loves ' + str(number)) 

• 循环变量所有键

>>> av_numbers = {'eric': 17, 'ever': 4} 
>>> for name in fav_numbers.keys(): 
...     print(name + ' loves a number') 

• 循环变量所有值

>>> av_numbers = {'eric': 17, 'ever': 4} 
>>> for number in fav_numbers.values(): 
...     print(str(number) + ' is a favorite') 

• 按顺序循环遍历所有键

>>> av_numbers = {'eric': 17, 'ever': 4} 
>>> for name in sorted(fav_languages.keys()): 
...   print(name + ": " + language) 

列表中嵌套字典

• 通过append()将字典嵌入列表

# 建立一个空列表 
>>> users = [] 
# 创建一个字典，并将其嵌入到列表中 
>>> new_user = { 
...     'last': 'fermi', 
...     'first': 'enrico', 
...     'username': 'efermi', 
...     } 
>>> users.append(new_user) 
# 再创建另一个字典，并将其嵌入到列表中 
>>> new_user = { 
...     'last': 'curie', 
...     'first': 'marie', 
...     'username': 'mcurie', 
...     } 
>>> users.append(new_user) 
# 打印出列表中所有的信息 
>>> for user_dict in users: 
...     for k, v in user_dict.items(): 
...         print(k + ": " + v) 
...   print("\n") 

• 直接定义一个字典列表

>>> users = [ 
...     { 
...        'last': 'fermi', 
...        'first': 'enrico', 
...        'username': 'efermi', 
...   },  
...   { 
...        'last': 'curie', 
...        'first': 'marie', 
...        'username': 'mcurie', 
...   },  
... ] 
# 打印所有users的信息 
>>> for user_dict in users: 
...     for k, v in user_dict.items(): 
...         print(k + ": " + v) 
...   print("\n") 

字典内嵌套列表

在字典中存储列表，允许将多个值与同一个键关联。

# 为每个人存储多种语言。 
>>> fav_languages = { 
...     'jen': ['python', 'ruby'], 
...     'sarah': ['c'], 
...     'edward': ['ruby', 'go'], 
...     'phil': ['python', 'haskell'], 
... } 
# 显示每个人的所有回答。 
>>> for name, langs in fav_languages.items(): 
...     print(name + ": ") 
>>> for lang in langs: 
...     print("- " + lang) 

字典内嵌套字典

可以将一个字典存储在另一个字典中。在这种情况下，与键相关联的每个值本身就是一个字典。

>>> users = { 
...     'aeinstein': { 
...         'first': 'albert', 
...         'last': 'einstein', 
...         'location': 'princeton', 
...         }, 
...     'mcurie': { 
...         'first': 'marie', 
...         'last': 'curie', 
...         'location': 'paris', 
...         }, 
... } 
>>> for username, user_dict in users.items(): 
...     print("\nUsername: " + username) 
...     full_name = user_dict['first'] + " " 
...     full_name += user_dict['last'] 
...     location = user_dict['location'] 
...     print("\tFull name: " + full_name.title()) 
...     print("\tLocation: " + location.title()) 
 
Username: aeinstein 
 Full name: Albert Einstein 
 Location: Princeton 
 
Username: mcurie 
 Full name: Marie Curie 
 Location: Paris 

顺序字典 OrderedDict

标准的Python字典不会跟踪键和值的添加顺序，它们只保留每个键及其值之间的关联。使用OrderedDict可以保持键和值的添加顺序。

>>> from collections import OrderedDict 
# 存储每个人的语言。 
# 跟踪最先响应的人。 
>>> fav_languages = OrderedDict() 
>>> fav_languages['jen'] = ['python', 'ruby'] 
>>> fav_languages['sarah'] = ['c'] 
>>> fav_languages['edward'] = ['ruby', 'go'] 
>>> fav_languages['phil'] = ['python', 'haskell'] 
# 按照输入的顺序显示结果 
>>> for name, langs in fav_languages.items(): 
>>>     print(name + ":") 
>>>     for lang in langs: 
>>>         print("- " + lang) 
 
jen: 
- python 
- ruby 
sarah: 
- c 
edward: 
- ruby 
- go 
phil: 
- python 
- haskell