Переменные и типы данных

Переменные

Переменные предназначены для хранения данных. Название переменной в Python должно начинаться с алфавитного символа или со знака подчеркивания и может содержать алфавитно-цифровые символы и знак подчеркивания. И кроме того, название переменной не должно совпадать с названием ключевых слов языка Python. Ключевых слов не так много, их легко запомнить:

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

Например, создадим переменную:

name = "Tom"

Здесь определена переменная name, которая хранит строку "Tom".

В пайтоне применяется два типа наименования переменных: camel case и underscore notation.

Camel case подразумевает, что каждое новое подслово в наименовании переменной начинается с большой буквы. Например:

userName = "Tom"

Underscore notation подразумевает, что подслова в наименовании переменной разделяются знаком подчеркивания. Например:

user_name = "Tom"

И также надо учитывать регистрозависимость, поэтому переменные name и Name будут представлять разные объекты.

# две разные переменные
name = "Tom"
Name = "Tom"

Определив переменную, мы можем использовать в программе. Например, попытаться вывести ее содержимое на консоль с помощью встроенной функции print:

name = "Tom"  # определение переменной name
print(name)   # вывод значения переменной name на консоль

Например, определение и применение переменной в среде PyCharm:

Отличительной особенностью переменной является то, что мы можем менять ее значение в течение работы программы:

name = "Tom"  # переменной name равна "Tom"
print(name)   # выводит: Tom
name = "Bob"  # меняем значение на "Bob"
print(name)   # выводит: Bob

Типы данных

Переменная хранит данные одного из типов данных. В Python существует множество различных типов данных. В данном случае рассмотрим только самые базовые типы: bool, int, float, complex и str.

Логические значения

Тип bool представляет два логических значения: True (верно, истина) или False (неверно, ложь). Значение True служит для того, чтобы показать, что что-то истинно. Тогда как значение False, наоборот, показывает, что что-то ложно. Пример переменных данного типа:

isMarried = False
print(isMarried)    # False

isAlive = True
print(isAlive)      # True

Целые числа

Тип int представляет целое число, например, 1, 4, 8, 50. Пример

age = 21
print("Возраст:", age)    # Возраст: 21

count = 15
print("Количество:", count) # Количество: 15

По умолчанию стандартные числа расцениваются как числа в десятичной системе. Но Python также поддерживает числа в двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах.

Для указания, что число представляет двоичную систему, перед числом ставится префикс 0b:

a = 0b11
b = 0b1011
c = 0b100001
print(a)    # 3 в десятичной системе
print(b)    # 11 в десятичной системе
print(c)    # 33 в десятичной системе

Для указания, что число представляет восьмеричную систему, перед числом ставится префикс 0o:

a = 0o7
b = 0o11
c = 0o17
print(a)    # 7 в десятичной системе
print(b)    # 9 в десятичной системе
print(c)    # 15 в десятичной системе

Для указания, что число представляет шестнадцатеричную систему, перед числом ставится префикс 0x:

a = 0x0A
b = 0xFF
c = 0xA1
print(a)    # 10 в десятичной системе
print(b)    # 255 в десятичной системе
print(c)    # 161 в десятичной системе

Стоит отметить, что в какой-бы системе мы не передали число в функцию print для вывода на консоль, оно по умолчанию будет выводиться в десятичной системе.

Дробные числа

Тип float представляет число с плавающей точкой, например, 1.2 или 34.76. В качесте разделителя целой и дробной частей используется точка.

height = 1.68
pi = 3.14
weight = 68.
print(height)   # 1.68
print(pi)       # 3.14
print(weight)   # 68.0

Число с плавающей точкой можно определять в экспоненциальной записи:

x = 3.9e3
print(x)  # 3900.0

x = 3.9e-3
print(x)  # 0.0039

Число float может иметь только 18 значимых символов. Так, в данном случае используются только два символа - 3.9. И если число слишком велико или слишком мало, то мы можем записывать число в подобной нотации, используя экспоненту. Число после экспоненты указывает степень числа 10, на которое надо умножить основное число - 3.9.

Комплексные числа

Тип complex представляет комплексные числа в формате вещественная_часть+мнимая_частьj - после мнимой части указывается суффикс j

complexNumber = 1+2j
print(complexNumber)   # (1+2j)

Строки

Тип str представляет строки. Строка представляет последовательность символов, заключенную в одинарные или двойные кавычки, например "hello" и 'hello'. В Python 3.x строки представляют набор символов в кодировке Unicode

message = "Hello World!"
print(message)  # Hello World!

name = 'Tom'
print(name)  # Tom

При этом, если строка имеет много символов, ее можно разбить на части и эти части разместить на разных строках кода. В этом случае вся строка заключается в круглые скобки, а ее отдельные части - в кавычки:

text = ("Laudate omnes gentes laudate "
        "Magnificat in secula ")
print(text)

Если же мы хотим определить многострочный текст, то такой текст заключается в тройные двойные или одинарные кавычки:

'''
Это комментарий
'''
text = '''Laudate omnes gentes laudate
Magnificat in secula
Et anima mea laudate
Magnificat in secula 
'''
print(text)

При использовани тройных одинарных кавычек не стоит путать их с комментариями: если текст в тройных одинарных кавычках присваивается переменной, то это строка, а не комментарий.

Управляющие последовательности в строке

Строка может содержать ряд специальных символов - управляющих последовательностей. Некоторые из них:

• \\: позволяет добавить внутрь строки слеш

• \': позволяет добавить внутрь строки одинарную кавычку

• \": позволяет добавить внутрь строки двойную кавычку

• \n: осуществляет переход на новую строку

• \t: добавляет табуляцию (4 отступа)

Применим несколько последовательностей:

text = "Message:\n\"Hello World\""
print(text)

Консольный вывод программы:

Message:
"Hello World"

Хотя подобные последовательности могут нам помочь в некоторых делах, например, поместить в строку кавычку, сделать табуляцию, перенос на другую строку. Но они также могут и мешать. Например:

path = "C:\python\name.txt"
print(path)

Здесь переменная path содержит некоторый путь к файлу. Однако внутри строки встречаются символы "\n", которые будут интерпретированы как управляющая последовательность. Так, мы получим следующий консольный вывод:

C:\python
ame.txt

Чтобы избежать подобной ситуации, перед строкой ставится символ r

path = r"C:\python\name.txt"
print(path)

Вставка значений в строку

Python позволяет встравивать в строку значения других переменных. Для этого внутри строки переменные размещаются в фигурных скобках {}, а перед всей строкой ставится символ f:

userName = "Tom"
userAge = 37
user = f"name: {userName}  age: {userAge}"
print(user)   # name: Tom  age: 37

В данном случае на место {userName} будет вставляться значение переменной userName. Аналогично на вместо {userAge} будет вставляться значение переменной userAge.

Динамическая типизация

Python является языком с динамической типизацией. А это значит, что переменная не привязана жестко к определенному типу.

Тип переменной определяется исходя из значения, которое ей присвоено. Так, при присвоении строки в двойных или одинарных кавычках переменная имеет тип str. При присвоении целого числа Python автоматически определяет тип переменной как int. Чтобы определить переменную как объект float, ей присваивается дробное число, в котором разделителем целой и дробной части является точка.

При этом в процессе работы программы мы можем изменить тип переменной, присвоив ей значение другого типа:

userId = "abc"  # тип str
print(userId)

userId = 234  # тип int
print(userId)

С помощью встроенной функции type() динамически можно узнать текущий тип переменной:

userId = "abc"  	# тип str
print(type(userId)) # <class 'str'>

userId = 234  		# тип int
print(type(userId)) # <class 'int'>