Python 数据类型

Python 数据类型Python中的每个值都有一个数据类型。在Python编程中,一切(万物)皆对象,数据类型实际上是类,变量是这些类的实例(对象)。

Python

简述

Python 中的每个值都有一个数据类型。

在 Python 编程中,一切(万物)皆对象,数据类型实际上是类,变量是这些类的实例(对象)。

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数据类型

Python 中有各种数据类型,下面列出了一些重要类型:

  • Number(数字)
  • String(字符串)
  • List(列表)
  • Tuple(元组)
  • Set(集合)
  • Dictionary(字典)

Number(数字)

Python 支持三种不同的数字类型:

  • int(整型)
  • float(浮点型)
  • complex(复数)

注意: Py3.x 去除了 long 类型,现在只有一种整型 – int,表示为长整型。

可以使用 type() 函数获取变量或值的类型,使用 isinstance() 函数来检查一个对象是否属于一个特定的类。

>>> i = 5  # 整型
>>> type(i)
<class 'int'>
>>> 
>>> f = 2.5  # 浮点型
>>> type(f)
<class 'float'>
>>> 
>>> c = 1+2j  # 复数
>>> type(c)
<class 'complex'>
>>> 
>>> isinstance(c, complex)
True

整数可以是任何长度,只受到可用内存的限制。

浮点数精确到 15 位小数。

复数以 x + yj 的形式写成,其中 x 是实部,y 是虚部。

>>> i = 2 ** 500  # 2 的 500 次幂
>>> i
3273390607896141870013189696827599152216642046043064789483291368096133796404674554883270092325904157150886684127560071009217256545885393053328527589376
>>> 
>>> f = 0.12345678901234567890
>>> f
0.12345678901234568  # 值被截断
>>> 
>>> c = 5+6j
>>> c
(5+6j)

String(字符串)

字符串是 Unicode 字符的序列。

可以使用单引号('')或双引号("")来表示字符串,多行字符串可以使用三重引号 '''""" 来表示。

>>> s = 'Hello, Python!'
>>> type(s)
<class 'str'>

各种表示方式:

>>> s = 'Hello, Python!'  # 单引号
>>> s
'Hello, Python!'
>>> 
>>> s = "Hello, World!"  # 双引号
>>> s
'Hello, World!'
>>> 
>>> s = '''Hello, # 三重单引号 ... Python!'''
>>> s
'Hello,\nPython!'
>>> 
>>> s = """ # 三重双引号 ... Hello, ... World! ... """
>>> s
'\nHello,\nWorld!\n'

字符串可以被索引和截取,截取的语法格式如下:

变量[头下标:尾下标]

索引值以 0 开始,-1 为从末尾的开始位置。

>>> s = "Hello, World!"
>>>
>>> s[4]  # 第五个字符
'o'
>>>
>>> s[7:10]  # 第八个开始到第十个的字符
'Wor'
>>>
>>> s[-4:-1]  # 倒数第四个开始到倒数第一个的字符
'rld'
>>>
>>> s[5] = 'p'  # 生成错误,字符串是不可变的
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' object does not support item assignment

加号(+)是字符串的连接符, 星号(*) 表示复制当前字符串,紧跟的数字为复制的次数。

>>> s1 = "Hello,"
>>> s2 = " World!"
>>>
>>> s1 + s2  # 连接字符串
'Hello, World!'
>>>
>>> (s1 + s2) * 3  # 复制 3 次字符串
'Hello, World!Hello, World!Hello, World!'

List(列表)

列表是有序的元素序列,它是 Python 中使用最频繁的数据类型,非常灵活。

列表中元素的类型可以不同,支持数字、字符串,甚至可以包含列表(所谓的嵌套)。

列表用 [] 标识,内部元素用逗号分隔。

>>> l = [1, 5.5, 'Python']
>>> type(l)
<class 'list'>

和字符串一样,列表同样可以被索引和截取,列表被截取后返回一个包含所需元素的新列表。

>>> l = [3, 2, 5, 4, 1]
>>> l
[3, 2, 5, 4, 1]  # 有序
>>> 
>>> l[2]  # 第三个元素
5
>>> 
>>> l[0:3] # 从第一个元素到第三个元素
[3, 2, 5]
>>> 
>>> l[3:] # 从第三个元素开始的所有元素
[4, 1]

列表是可变的,意思是说,列表中元素的值可以被改变。

>>> l = [1, 2, 3]
>>> l[2] = 5  # 将第三个元素 3 变为 5
>>> l
[1, 2, 5]

Tuple(元组)

元组与列表相同,也是有序序列,唯一的区别是元组是不可变的。

元组适用于保护性的数据,通常比列表快,因为它不能动态更改。

元组用 () 标识,内部元素用逗号分隔。

>>> t = (5, 'Python', 1+2j)
>>> type(t)
<class 'tuple'>

元组也可以被索引和截取,但是不能被更改。

>>> t = (3, 2, 5, 4, 1)
>>> t
(3, 2, 5, 4, 1)  # 有序
>>> 
>>> t[1]  # 第二个元素
2
>>> 
>>> t[0:2] # 从第一个元素到第二个元素
(3, 2)
>>> 
>>> t[0] = 10  # 生成错误,元组是不可变的
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

虽然元组中的元素不可变,但它可以包含可变的对象,例如:List(列表)。

构造一个空的或者包含一个元素的元组比较特殊,所以要采用一些额外的语法规则:

>>> tup1 = ()  # 空元组
>>> tup2 = (5, )  # 一个元素,需要在元素后添加逗号

Set(集合)

集合是一个无序不重复元素集。

集合用 {} 标识,内部元素用逗号分隔。

可以使用大括号 {} 或者 set() 函数创建集合,注意: 要创建一个空集合,必须使用 set() 而不是 {},因为 {} 用于创建一个空字典。

>>> s = {
  
  5, 'Python', 1+2j}
>>> type(s)
<class 'set'>

既然集合是无序的,那么索引就没有任何意义,也就是说,切片操作符 [] 不起作用。

>>> s = {
  
  "Java", "Python", "PHP"}
>>> s
{
  
  'PHP', 'Python', 'Java'}  # 无序
>>> 
>>> s[1]  # 生成错误,不支持索引
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'set' object does not support indexing

不重复,是指集合中相同的元素会被自动过滤掉,只保留一份。

>>> s = {
  
  "PHP", "Python", "Java", "Python", "PHP"}
>>> s
{
  
  'PHP', 'Python', 'Java'}  # 去重

除了去重之外,还常用于成员关系的测试。

>>> if ('Python' in s) :
...      print('Python 在集合中')
... else :
...      print('Python 不在集合中')
... 
Python 在集合中

集合之间也可执行运算,例如:并集、差集、交集。

>>> a = set('abcdefg')
>>> b = set('abghijk')
>>> 
>>> a
{
  
  'b', 'f', 'e', 'd', 'a', 'c', 'g'}
>>> b
{
  
  'b', 'k', 'h', 'i', 'j', 'a', 'g'}
>>> 
>>> a - b  # 差集
{
  
  'f', 'c', 'd', 'e'}
>>> 
>>> a | b  # 并集
{
  
  'b', 'k', 'f', 'h', 'i', 'e', 'j', 'd', 'a', 'c', 'g'}
>>> 
>>> a & b  # 交集
{
  
  'b', 'a', 'g'}
>>> 
>>> a ^ b  # 对称差 - 不同时存在的元素
{
  
  'e', 'c', 'k', 'f', 'h', 'i', 'j', 'd'}

对称差公式:A Δ B = (A − B) ∪(B − A)。也可表示为两个集合的并集减去它们的交集:A Δ B = (A ∪B) − (A ∩B)

Dictionary(字典)

字典是键值对的无序集合。

通常在有大量的数据时会使用,在检索数据时字典做了优化,必须知道要检索的 value 所对应的 key。

字典用 {} 标识,其中的每个元素都以 key:value 对的形式出现,key 和 value 可以是任何类型。

注意: 字典中的 key 必须是唯一的。

>>> d = {
  
  1:'value', 'key':2}
>>> type(d)
<class 'dict'>

可以用 key 来检索相应的 value,但相反则不行。

>>> d = {}  # 创建空字典
>>> d['name'] = 'Python'  # 增加新的键/值对
>>> d['site'] = 'www.python.org'
>>> 
>>> d
{
  
  'name': 'Python', 'site': 'www.python.org'}
>>> 
>>> d['site']  # 键为 'site' 的值
'www.python.org'
>>> 
>>> d['Python']  # 生成错误,不能用 value 检索 key
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'Python'

字典有一些内置的函数,例如:keys()、values()、clear() 等。

>>> d.keys()  # 所有键
dict_keys(['name', 'site'])
>>> 
>>> d.values()  # 所有值
dict_values(['Python', 'www.python.org'])
>>> 
>>> d.clear()  # 清空字典
>>> d
{}

数据类型之间的转换

可以使用不同的类型转换函数来转换不同的数据类型,例如:int()、float()、str() 等。

从 int 转换为 float:

>>> float(5)
5.0

从 float 到 int 的转换,值将会被截断(使其接近零):

>>> int(10.8)
10
>>> 
>>> int(-10.8)
-10

字符串的转换必须包含兼容的值:

>>> float('2.5')
2.5
>>> 
>>> str(25)
'25'
>>> 
>>> int('str')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'str'

甚至可以将一个序列转换为另一个序列:

>>> set([1, 2, 3])
{
  
  1, 2, 3}
>>> 
>>> tuple({
  
  4, 5, 6})
(4, 5, 6)
>>> 
>>> list('hello')
['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

要转换为字典,每个元素必须是一对:

>>> dict([[1, 'value'], ['key', 2]])
{
  
  1: 'value', 'key': 2}

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