如何Python語言元素中的變量

這篇文章給大家介紹如何Python語言元素中的變量，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對(duì)大家能有所幫助。

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作為一個(gè)程序員，可能經(jīng)常會(huì)被外行人問到兩個(gè)問題，其一是“什么是（計(jì)算機(jī)）程序”，其二是“寫（計(jì)算機(jī)）程序能做什么”，這里我們先對(duì)兩個(gè)問題做一個(gè)回答。程序是指令的集合，寫程序就是用指令控制計(jì)算機(jī)做我們想讓它做的事情。那么，為什么要用Python語言來寫程序呢？因?yàn)镻ython語言簡單優(yōu)雅，相比C、C++、Java這樣的編程語言，Python對(duì)初學(xué)者更加友好，當(dāng)然這并不是說Python不像其他語言那樣強(qiáng)大，Python幾乎是無所不能的，在第一節(jié)課的時(shí)候，我們就說到了Python可以用于服務(wù)器程序開發(fā)、云平臺(tái)開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)然，Python語言還可以用來粘合其他語言開發(fā)的系統(tǒng)，所以也經(jīng)常被戲稱為“膠水語言”。

一些計(jì)算機(jī)常識(shí)

在開始系統(tǒng)的學(xué)習(xí)編程之前，我們先來科普一些計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)。計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)通常由五大部件構(gòu)成，包括：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中，運(yùn)算器和控制器放在一起就是我們常說的中央處理器，它的功能是執(zhí)行各種運(yùn)算和控制指令。剛才我們提到過程序是指令的集合，寫程序就是將一系列的指令按照某種方式組織到一起，然后通過這些指令去控制計(jì)算機(jī)做我們想讓它做的事情。目前，我們使用的計(jì)算機(jī)基本都是“馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)”的計(jì)算機(jī)，這種計(jì)算機(jī)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是要將存儲(chǔ)設(shè)備與中央處理器分開；二是將數(shù)據(jù)以二進(jìn)制方式編碼。

二進(jìn)制是一種“逢二進(jìn)一”的計(jì)數(shù)法，跟我們?nèi)祟愂褂玫摹胺晔M(jìn)一”的計(jì)數(shù)法本質(zhì)是一樣的。人類因?yàn)橛惺种杆允褂昧耸M(jìn)制，因?yàn)樵谟?jì)數(shù)時(shí)十根手指用完之后就只能用進(jìn)位的方式來表示更大的數(shù)值。當(dāng)然凡事都有例外，瑪雅人可能是因?yàn)殚L年光著腳的原因，把腳趾頭也都用上了，于是他們使用了二十進(jìn)制的計(jì)數(shù)法。在這種計(jì)數(shù)法的指導(dǎo)下，瑪雅人的歷法就與我們平常使用的歷法并不相同。按照瑪雅人的歷法，2012年是上一個(gè)所謂的“太陽紀(jì)”的最后一年，而2013年則是新的“太陽紀(jì)”的開始，后來這件事情被以訛傳訛的方式誤傳為”2012年是瑪雅人預(yù)言的世界末日“的荒誕說法。今天很多人都在猜測，瑪雅文明之所以發(fā)展緩慢跟使用了二十進(jìn)制是有關(guān)系的。對(duì)于計(jì)算機(jī)來說，二進(jìn)制在物理器件上最容易實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榭梢杂酶唠妷罕硎?，用低電壓表示0。不是所有寫程序的人都需要知道十進(jìn)制與二進(jìn)制如何轉(zhuǎn)換，大多數(shù)時(shí)候我們即便不了解這些知識(shí)也能寫出程序，但是我們必須要知道計(jì)算機(jī)是使用二進(jìn)制計(jì)數(shù)的，不管什么數(shù)據(jù)到了計(jì)算機(jī)內(nèi)存中都是以二進(jìn)制形式存在的。

變量和類型

要想在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中保存數(shù)據(jù)，首先就得說一說變量這個(gè)概念。在編程語言中，變量是數(shù)據(jù)的載體，簡單的說就是一塊用來保存數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間，變量的值可以被讀取和修改，這是所有計(jì)算和控制的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)據(jù)有很多種類型，最常見的就是數(shù)值，除了數(shù)值之外還有文本、圖形、音頻、視頻等各種各樣的數(shù)據(jù)。雖然數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都是以二進(jìn)制形態(tài)存在的，但是我們可以用不同類型的變量來表示數(shù)據(jù)類型的差異。Python中的數(shù)據(jù)類型很多，而且也允許我們自定義新的數(shù)據(jù)類型（這一點(diǎn)在后面會(huì)講到），這里我們需要先了解幾種常用的數(shù)據(jù)類型。

整型（int）：Python中可以處理任意大小的整數(shù)，而且支持二進(jìn)制（如0b100，換算成十進(jìn)制是4）、八進(jìn)制（如0o100，換算成十進(jìn)制是64）、十進(jìn)制（100）和十六進(jìn)制（0x100，換算成十進(jìn)制是256）的表示法。
浮點(diǎn)型（float）：浮點(diǎn)數(shù)也就是小數(shù)，之所以稱為浮點(diǎn)數(shù)，是因?yàn)榘凑湛茖W(xué)記數(shù)法表示時(shí)，一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置是可變的，浮點(diǎn)數(shù)除了數(shù)學(xué)寫法（如123.456）之外還支持科學(xué)計(jì)數(shù)法（如1.23456e2）。
字符串型（str）：字符串是以單引號(hào)或雙引號(hào)括起來的任意文本，比如'hello'和"hello"。
布爾型（bool）：布爾值只有True、False兩種值，要么是True，要么是False。

變量命名

對(duì)于每個(gè)變量我們需要給它取一個(gè)名字，就如同我們每個(gè)人都有自己的名字一樣。在Python中，變量命名需要遵循以下這些規(guī)則，這些規(guī)則又分為必須遵守的硬性規(guī)則和建議遵守的非硬性規(guī)則。

硬性規(guī)則：

變量名由字母、數(shù)字和下劃線構(gòu)成，數(shù)字不能開頭。需要說明的是，這里說的字母指的是Unicode字符，Unicode稱為萬國碼，囊括了世界上大部分的文字系統(tǒng)，這也就意味著中文、日文、希臘字母等都可以作為變量名中的字符，但是像!、@、#這些特殊字符是不能出現(xiàn)在變量名中的，而且我們強(qiáng)烈建議大家盡可能使用英文字母。
大小寫敏感，簡單的說就是大寫的A和小寫的a是兩個(gè)不同的變量。
變量名不要跟Python語言的關(guān)鍵字（有特殊含義的單詞，后面會(huì)講到）和保留字（如函數(shù)、模塊等的名字）發(fā)生重名的沖突。

非硬性規(guī)則：

變量名通常使用小寫英文字母，多個(gè)單詞用下劃線進(jìn)行連接。
受保護(hù)的變量用單個(gè)下劃線開頭（后面會(huì)講到）。
私有的變量用兩個(gè)下劃線開頭（后面會(huì)講到）。

當(dāng)然，作為一個(gè)專業(yè)的程序員，給變量（事實(shí)上應(yīng)該是所有的標(biāo)識(shí)符）命名時(shí)做到見名知意也非常重要。

變量的使用

下面通過幾個(gè)例子來說明變量的類型和變量使用。

"""
使用變量保存數(shù)據(jù)并進(jìn)行加減乘除運(yùn)算

Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
a = 
45          # 變量a保存了45
b = 12          # 變量b保存了12
print(a + b)    # 57
print(a - b)    # 33
print(a * b)    # 540
print(a / b)    # 3.75

在Python中可以使用type函數(shù)對(duì)變量的類型進(jìn)行檢查。程序設(shè)計(jì)中函數(shù)的概念跟數(shù)學(xué)上函數(shù)的概念是一致的，數(shù)學(xué)上的函數(shù)相信大家并不陌生，它包括了函數(shù)名、自變量和因變量。如果暫時(shí)不理解這個(gè)概念也不要緊，我們會(huì)在后續(xù)的內(nèi)容中專門講解函數(shù)的定義和使用。

"""
使用type()檢查變量的類型

Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
a = 
100
b = 
12.345
c = 
'hello, world'
d = True
print(type(a))    # <class 'int'>
print(type(b))    # <class 'float'>
print(type(c))    # <class 'str'>
print(type(d))    # <class 'bool'>

不同類型的變量可以相互轉(zhuǎn)換，這一點(diǎn)可以通過Python的內(nèi)置函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

int()：將一個(gè)數(shù)值或字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù)，可以指定進(jìn)制。
float()：將一個(gè)字符串轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)。
str()：將指定的對(duì)象轉(zhuǎn)換成字符串形式，可以指定編碼。
chr()：將整數(shù)轉(zhuǎn)換成該編碼對(duì)應(yīng)的字符串（一個(gè)字符）。
ord()：將字符串（一個(gè)字符）轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的編碼（整數(shù)）。

下面的例子為大家演示了Python中的類型轉(zhuǎn)換。

"""
Python中的類型轉(zhuǎn)換

Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
a = 
100
b = 
12.345
c = 
'hello, world'
d = 
True
# 整數(shù)轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)數(shù)
print(float(a))    # 100.0
# 浮點(diǎn)型轉(zhuǎn)成字符串 (輸出字符串時(shí)不會(huì)看到引號(hào)喲)
print(str(b))      # 12.345
# 字符串轉(zhuǎn)成布爾型 (有內(nèi)容的字符串都會(huì)變成True)
print(bool(c))     # True
# 布爾型轉(zhuǎn)成整數(shù) (True會(huì)轉(zhuǎn)成1，F(xiàn)alse會(huì)轉(zhuǎn)成0)
print(int(d))      # 1
# 將整數(shù)變成對(duì)應(yīng)的字符 (97剛好對(duì)應(yīng)字符表中的字母a)
print(chr(97))     # a
# 將字符轉(zhuǎn)成整數(shù) (Python中字符和字符串表示法相同)
print(ord('a'))    # 97

在Python程序中，我們可以使用變量來保存數(shù)據(jù)，變量有不同的類型，變量可以做運(yùn)算，變量還可以進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。

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