数据类型

1. 基本数据类型

Python 的基本数据类型包括整数（int）、浮点数（float）、布尔值（bool）、字符串（str）等。

1.1 整数（int）

• 定义：整数是没有小数部分的数，可以是正数、负数或零。

• 表示：Python 中的整数可以表示任意大小，因为 Python 会根据需要自动扩展整数的存储空间。

• 示例：

  age = 18             # 整数
  temperature = -5     # 负整数
  big_number = 1000000 # 大整数
  

• 常用操作：

  • 加法：a + b
  • 减法：a - b
  • 乘法：a * b
  • 整除：a // b（返回商的整数部分）
  • 取余：a % b（返回除法的余数）
  • 幂运算：a ** b（a 的 b 次幂）

1.2 浮点数（float）

• 定义：浮点数是带小数部分的数字，通常用于表示小数或科学计数法形式的数。

• 精度问题：由于计算机内部的存储机制，浮点数的精度有限，可能出现误差。

• 示例：

  price = 19.99          # 小数
  pi = 3.14159           # 常见的浮点数
  scientific_notation = 1.23e4 # 科学计数法表示，等价于 1.23 * 10^4
  

• 常用操作：与整数的操作相同，不过浮点数除法结果为浮点数。

1.3 布尔值（bool）

• 定义：布尔值只有 True 和 False 两个值，通常用于逻辑判断。

• 表达式：布尔值通常通过条件表达式得到，如 a > b、a == b 等。

• 示例：

  is_student = True          # 表示是否为学生
  has_scholarship = False     # 表示是否有奖学金
  

• 常用操作：

  • 与（and）：True and False 返回 False
  • 或（or）：True or False 返回 True
  • 非（not）：not True 返回 False

1.4 字符串（str）

• 定义：字符串是由字符组成的序列，通常用于表示文本信息。

• 表示：可以使用单引号（'）、双引号（"）或三重引号（''' 或 """）定义。

• 示例：

  name = "yanchen"            # 使用双引号
  greeting = 'Hello'       # 使用单引号
  long_text = """这是一个多行字符串
  可以换行显示"""
  

• 常用操作：

  • 字符串拼接："Hello" + " World" -> "Hello World"
  • 重复："Hi" * 3 -> "HiHiHi"
  • 取子串："Hello"[1:4] -> "ell"
  • 常用方法：len("Hello")、"hello".upper()、"WORLD".lower()、"Hello World".split()。

2. 复合数据类型

复合数据类型包括列表（list）、元组（tuple）、字典（dict）和集合（set）。它们可以用来存储多个值，方便处理复杂的数据结构。

2.1 列表（list）

• 定义：列表是一个有序的可变序列，可以存储多个元素，元素之间用逗号分隔。

• 表示：列表使用方括号 [] 表示。

• 示例：

  hobbies = ["阅读", "运动", "音乐"]     # 定义一个包含多个元素的列表
  numbers = [1, 2, 3, 4, 5]             # 定义一个数字列表
  mixed_list = ["yanchen", 18, True]       # 可以包含不同类型的元素
  

• 常用操作：

  • 访问元素：hobbies[0] -> "阅读"
  • 修改元素：hobbies[1] = "跑步"
  • 添加元素：hobbies.append("电影")
  • 删除元素：hobbies.remove("运动")
  • 列表切片：numbers[1:3] -> [2, 3]

2.2 元组（tuple）

• 定义：元组是一个有序的不可变序列，一旦定义无法修改，通常用于存储不会改变的数据。

• 表示：元组使用小括号 () 表示。

• 示例：

  coordinates = (30.0, 50.0)          # 定义一个坐标元组
  personal_info = ("yanchen", 18, "长沙") # 存储不可变的个人信息
  single_item_tuple = (42,)           # 包含一个元素的元组，后面需加逗号
  

• 常用操作：

  • 访问元素：coordinates[0] -> 30.0
  • 元组解包：x, y = coordinates -> x = 30.0, y = 50.0

2.3 字典（dict）

• 定义：字典是一个无序的键值对集合，使用键（key）来访问对应的值（value），键必须是唯一的。

• 表示：字典使用大括号 {} 表示，每个键值对用冒号 : 分隔。

• 示例：

  student_info = {
      "name": "yanchen",
      "age": 18,
      "city": "长沙",
      "university": "国防科技大学"
  }
  

• 常用操作：

  • 访问值：student_info["name"] -> "yanchen"
  • 修改值：student_info["age"] = 18
  • 添加键值对：student_info["major"] = "计算机科学与技术"
  • 删除键值对：del student_info["city"]
  • 获取键集合：student_info.keys()
  • 获取值集合：student_info.values()

2.4 集合（set）

• 定义：集合是一个无序、唯一的元素集合，主要用于去重和集合运算。

• 表示：集合使用大括号 {} 表示，元素之间用逗号分隔，或使用 set() 函数创建空集合。

• 示例：

  unique_numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 5}  # 集合会自动去重
  empty_set = set()                    # 使用 set() 创建空集合
  

• 常用操作：

  • 添加元素：unique_numbers.add(6)
  • 删除元素：unique_numbers.remove(2)
  • 并集：set1 | set2
  • 交集：set1 & set2
  • 差集：set1 - set2
  • 对称差集：set1 ^ set2

3. 特殊数据类型：NoneType

• 定义：NoneType 是一个特殊的空值类型，只有一个值 None，用于表示“什么都没有”。

• 用途：None 常用于表示缺失值、空返回值等。

• 示例：

  result = None  # 初始值为 None，表示还没有结果