Python - 数据类型

欢迎，有抱负的程序员们！今天，我们将深入探讨Python数据类型的奇妙世界。作为你们友好的计算机科学老师，我很兴奋能引导你们了解Python编程的这个基本方面。所以，拿起你的虚拟笔记本，让我们一起踏上这个旅程吧！

Python中的数据类型

在编程中，数据类型就像用于存储各种信息的不同容器。想象一下，你正在组织一个派对，你需要不同类型的容器来存放不同的物品——盘子用来装食物，玻璃杯用来装饮料，盒子用来装礼物。同样，在Python中，我们使用不同的数据类型来存储不同类型的数据。

让我们从一个简单的例子开始：

name = "Alice"
age = 25
height = 5.7
is_student = True

在这段代码中，我们使用了四种不同的数据类型：

• name 是一个字符串（文本）
• age 是一个整数（整数）
• height 是一个浮点数（小数）
• is_student 是一个布尔值（True或False）

这些变量分别保存不同类型的数据，就像我们在派对上用不同容器装不同物品一样。

Python数据类型的种类

Python带有几种内置的数据类型。让我们一一探讨它们：

1. 数值类型

a. 整数（int）

整数是正数或负数，没有小数点的整数。

my_age = 30
temperature = -5

这里，my_age 和 temperature 都是整数。你可以对整数执行各种数学运算：

x = 10
y = 3
print(x + y)  # 加法：13
print(x - y)  # 减法：7
print(x * y)  # 乘法：30
print(x / y)  # 除法：3.3333...（注意：这实际上返回一个浮点数）
print(x // y) # 地板除法：3（向下舍入到最接近的整数）
print(x % y)  # 模数（余数）：1
print(x ** y) # 指数：1000

b. 浮点数

浮点数是有小数点的数字。

pi = 3.14159
gravity = 9.81

浮点数可以像整数一样用于计算：

radius = 5
area = pi * (radius ** 2)
print(f"圆的面积是 {area:.2f}")  # 输出：圆的面积是 78.54

c. 复数

复数有一个实部和虚部，用'j'表示。

z = 2 + 3j
print(z.real)  # 输出：2.0
print(z.imag)  # 输出：3.0

2. 序列类型

a. 字符串（str）

字符串是字符序列，用单引号或双引号括起来。

greeting = "Hello, World!"
name = 'Alice'
multi_line = """这是一个
多行
字符串。"""

字符串有许多有用的方法：

message = "Python真棒"
print(message.upper())  # 输出：PYTHON真棒
print(message.split())  # 输出：['Python', '真棒']
print(len(message))     # 输出：20（字符串的长度）

b. 列表

列表是有序的、可变的序列，用方括号表示。

fruits = ["苹果", "香蕉", "樱桃"]
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
mixed = [1, "二", 3.0, [4, 5]]

列表是多功能的，允许各种操作：

fruits.append("橙子")  # 添加一个项目
fruits.remove("香蕉")  # 删除一个项目
print(fruits[0])        # 通过索引访问：苹果
print(fruits[-1])       # 最后一个项目：橙子
print(fruits[1:3])      # 切片：['樱桃', '橙子']

c. 元组

元组是有序的、不可变的序列，用圆括号表示。

coordinates = (4, 5)
rgb = (255, 0, 128)

元组类似于列表，但创建后不能修改：

print(coordinates[0])  # 通过索引访问：4
# coordinates[0] = 6   # 这将引发错误

3. 映射类型：字典（dict）

字典存储键值对，用花括号表示。

person = {
"name": "Bob",
"age": 30,
"city": "New York"
}

字典对于结构化数据非常有用：

print(person["name"])   # 通过键访问：Bob
person["job"] = "开发者"  # 添加新的键值对
del person["age"]       # 删除键值对
print(person.keys())    # 获取所有键
print(person.values())  # 获取所有值

4. 集合类型

a. 集合

集合是无序的唯一元素集合，用花括号表示。

fruits = {"苹果", "香蕉", "樱桃"}
numbers = {1, 2, 3, 4, 5}

集合非常适合去除重复项和集合运算：

fruits.add("橙子")
fruits.remove("香蕉")
print("苹果" in fruits)  # 检查成员资格：True

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
print(set1.union(set2))        # 并集：{1, 2, 3, 4, 5}
print(set1.intersection(set2)) # 交集：{3}

b. 冻结集合

冻结集合是不可变的集合。

fs = frozenset([1, 2, 3])
# fs.add(4)  # 这将引发错误

Python数据类型转换

有时，你需要将数据从一种类型转换为另一种类型。Python为此提供了内置函数：

# 字符串转换为整数
age_str = "25"
age_int = int(age_str)
print(age_int + 5)  # 输出：30

# 整数转换为字符串
number = 42
number_str = str(number)
print("答案是 " + number_str)  # 输出：答案是 42

# 字符串转换为浮点数
price_str = "19.99"
price_float = float(price_str)
print(price_float * 2)  # 输出：39.98

# 列表转换为集合（去除重复项）
numbers = [1, 2, 2, 3, 3, 4, 5]
unique_numbers = set(numbers)
print(unique_numbers)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5}

数据类型转换函数

以下是常见的数据类型转换函数表：

函数	描述	示例
int(x)	将x转换为整数	int("10") → 10
float(x)	将x转换为浮点数	float("3.14") → 3.14
str(x)	将x转换为字符串	str(42) → "42"
list(x)	将x转换为列表	list("hello") → ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
tuple(x)	将x转换为元组	tuple([1, 2, 3]) → (1, 2, 3)
set(x)	将x转换为集合	set([1, 2, 2, 3]) → {1, 2, 3}
dict(x)	创建字典。x必须是键值对的序列	dict([('a', 1), ('b', 2)]) → {'a': 1, 'b': 2}
bool(x)	将x转换为布尔值	bool(1) → True, bool(0) → False

请记住，这些函数不会改变原始值；它们会创建所需类型的新值。

亲爱的学生们，我们已经穿越了Python数据类型的土地，从简单的整数到复杂的字典。每种数据类型都是你编程工具箱中的强大工具，可以帮助你解决各种问题。

在你继续Python的冒险之旅时，你会发现自己在日常中使用这些数据类型。它们是你程序的构建块，是你编码食谱的原料。所以，玩转它们，实验它们，最重要的是，享受乐趣！

记住，在编程和生活中，关键不在于一次做对，而在于学习、成长和享受这个过程。所以，不要害怕犯错误——它们只是你成为Python大师之路上的垫脚石！

现在，大胆地去编码吧！永远记住：在Python和生活中，类型很重要！?✨

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