2024-4.python4基本数据类型

基本数据类型

引言

提问
- 前面我们说过，计算机的本质作用就是用来存储和运算二进制的数据。但是在实际应用中，我们看到计算机存储或者运算的数据并非只有二进制的数据，例如使用Excel可以对一些数值数据、文本数据或者图像数据进行不同形式的处理。也就是说计算机可以处理运算的数据有很多不同的种类或者类型。那这不就违背计算机的本质作用了吗？
- 在后面讲解了计算机编码后，我们自然就会理解了，后面在聊。
- 至少，现在我们应该可以感受到，计算机在实际应用中看起来是可以存储和处理不同类型的数据，要是想要使用Python指挥计算机处理不同的数据，则Python需要定义或者规范下不同数据的类型，那么Python中给我们规范了哪些类型的数据呢？
Python数据类型
- 在Python的世界，数据类型分两种，内置的和自定义的
内置数据类型
- 内置的包括数字、字符串、布尔、列表、元组、字典、Bytes、集合这些常用的。
自定义数据类型
- 自定义的，一般以类的形式，根据需要组合以上内置类型成为独特的数据类型。
疑问：大家有没有想过为什么编程语言要设置不同的数据类型吗？
- 原因1：
  - 更好的分配管理内存,节省不必要的开支。如果没有数据类型的区别，那么所有的数据都必须按体积最大的数据所必须大小的房子分配空间，这样的浪费太严重了。有了数据类型，计算机就可以根据类型预定义的空间需求分配大小，合理开支。内存节省精简了，还能提高读取速度和运行效率。
- 原因2：
  - 方便统一管理。这样，我们可以为同一数据类型，提供同样的操作，限制其它不允许的行为。也易于查找错误，定位问题。
- 原因3：
  - 区分数据类型，更贴切人类对自然事物的分类管理习惯。我们人类对事物都进行了各种分类，植物是植物、动物是动物，书是书，笔是笔。分类了之后，我们很自然的知道书可以读，笔可以写。数据类型也一样，让我们对抽象的数据有了可分辨的行为和自然的记忆。

数字类型

数字类型用于存储和表示数学意义上的数值。
Python 支持三种不同的数字类型，整数、浮点数和复数
不可变类型
- 数字类型是不可变类型。所谓的不可变类型，指的是类型的值一旦有不同了，那么它就是一个全新的对象。数字1和2分别代表两个不同的对象，对变量重新赋值一个数字类型，会新建一个数字对象。
- 例如：
  - a = 1 #创建数字对象1
  - a = 2 #创建数字对象2，并将2赋值给变量a，a不再指向数字对象1
  - 这里，发生了变化的是变量a的指向，而不是数字对象1变成了数字对象2。初学者可能会比较迷糊，但不要紧，可以先试着接受。
- 实验：使用id工具显示1,2,3的内存空间地址
- ```
a = 1
print(id(a))
a = 2
print(id(a))
```
整数Int
- 通常被称为整型，是正或负整数，不带小数点。例如：1，100，-8080，0，等等。
- 不同进制的整数
  - 表示数字的时候，有时我们还会用八进制或十六进制来表示：
    - 十六进制用0x前缀和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2。
    - 八进制用0o前缀和0-7表示，例如0o12
浮点数
- 浮点数也就是小数，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是对于很大或很小的浮点数，一般用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x10^9就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以写成1.2e-5，等等。
- ```
salary = 1.2e5
```
数字类型转换
- 有时候，我们需要对数字的类型进行转换。Python为我们提供了方便的内置的数据类型转换函数。
- int(x)：
  - 将x转换为一个整数。如果x是个浮点数，则截取小数部分。
  - ```
  a = 10.5
  b = int(a)
  print(b)
```
- float(x) ：
  - 将x转换到一个浮点数。
  - ```
  a = 10
  b = float(a)
  print(b)
```
数学计算
- 对于数学计算，除了前面提到过的简单的加减乘除等等，更多的科学计算需要导入math这个库，它包含了绝大多数我们可能需要的科学计算函数，如下表
- 以及两个数学常量：

布尔类型

真于假、0和1，都是传统意义上的布尔类型。
但在Python语言中，布尔类型只有两个值，True与False。请注意，是英文单词的对与错，并且首字母要大写，不能其它花式变型。
所有计算结果返回的结果是True或者False的过程都可以称为布尔运算，例如比较运算。
```
a = 1 < 2
print(a)
```
False等同于0，True等同于1

a = True + True + False + True
print(a)

字符串类型

字符串是由零个或多个字符组成的有限序列。字符串的内容可以包含字母、标点、特殊符号、中文、日文等全世界的所有字符。
在python中字符串是通过单引号''或者双引号""标识的。
```
name = "bobo"
addr = 'BeiJing'
```
字符串特性
- 字符串是不可变的序列数据类型，不能直接修改字符串本身，和数字类型一样！Python3全面支持Unicode编码，所有的字符串都是Unicode字符串，所以传统Python2存在的编码问题不再困扰我们，可以放心大胆的使用中文。
- 字符串属于序列类型，所谓序列，指的是一块可存放多个值的连续内存空间，这些值按一定顺序排列，可通过每个值所在位置的编号（称为索引）访问它们。
- ```
s = "hello yuan" 
```
序列类型支持的操作：

#1.索引取值
s = 'hello yuan'
print(s[3])#2.切片取值：批量取出多个字符数据。s[start:end],只能取到start到end的前一位区间的字符数据
s = 'hello yuan'
print(s[0:5]) #hello
print(s[0:-1]) #hello yua
print(s[:-1]) #hello yua
print(s[0:]) #hello yuan
#3.in运算符检查某一个元素是否存在于一个序列
s = 'hello yuan'
print('h' in s)
#4.支持加法运算:将两个字符串拼接到了一起
s1 = 'hello '
s2 = 'bobo'
s3 = s1 + s2 #字符串的拼接
print(s3)
#5.*运算:将字符串叠放多次
s1 = 'hello '
s2 = s1 * 5  #字符串重叠拼接
print(s2)

字符串运算
- 下表实例变量a值为字符串 “Hello”，b变量值为 “Python”：
python转义字符

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多行字符串
- 在字符串中，可以使用三引号（三单或三双引号都可以）编写跨行字符串，在其中可以包含换行符、制表符以及其他特殊字符。
- ```
s = '''djsfjdsfhdjskhfjkdsfdhjskdfh
'''
print(s)
```
字符串内置方法
- 内置方法有很多，但是我们主要记住如下几个即可：

s = 'hello bobo'
s1 = 'bobo123'
#find的返回值：#-1：子串没有存在当前字符串中#非-1值：子串存在当前字符串中
result = s.find(s1)
print(result)

s = 'hello bobo'
#可以返回指定字符在当前字符串中的下标
result = s.index('e')
print(result)

s = 'hello bobo'
#将当前字符串中的bobo替换成jay
result = s.replace('bobo','jay')
print(result)

```
s = 'hello bobo'
print(len(s))
```

s = 'hello-bobo-and-jay'
#split可以根据指定字符切分当前字符串
print(s.split('-'))

s = 'www.123@qq.com'
#split可以根据指定字符切分当前字符串
print(s.startswith('www'))

字符编码
- 计算机只能处理数字01，如果要处理文本，就必须先把文本转换为数字01二进制的形式，这种转换方式就称为字符编码。
- 对于我们而言，你只需要简单记住下面几种编码就好：
  - ASCII编码：早期专门为英语语系编码，只有255个字符，每个字符需要8位也就是1个字节。不兼容汉字。
  - Unicode编码：又称万国码，国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案。用2个字节来表示汉字。
  - UTF-8编码：为了节省字节数，在Unicode的基础上进行优化的编码。天生兼容ASCII编码，所以最为流行。
  - GB2312：我国早期自己制定的中文编码，世界范围内不通用。
  - GBK：全称《汉字内码扩展规范》，向下与GB2312兼容，向上支持ISO10646.1国际标准，是前者向后者过渡过程中的一个承上启下的产物。windows中文版的汉字编码用的就是GBK。也非世界范围通用的编码
  - 其它编码：非以上类型者的统称。属于能不用就不要碰的编码。