变量类型

1. 变量与命名规则

在 Python 中，变量是存储数据的容器，不需要事先声明类型，直接赋值即可创建。变量名只能包含字母、数字和下划线，且不能以数字开头。Python 的变量名是大小写敏感的（例如age和Age是不同的变量），并且不能使用 Python 关键字（如if、for等）作为变量名。

Python 推荐使用下划线命名法（如 student_name）或驼峰命名法（如 studentName）来命名变量，以提高代码的可读性。

# 变量命名示例
age = 20# 有效的变量名
student_name = "Alice"# 下划线命名法
isStudent = True# 小驼峰命名法
_max_score = 100# 以下划线开头（通常表示特殊用途）

# 以下是不合法的变量名示例：
# 2nd_player = "Bob"          # 不能以数字开头
# student-name = "Charlie"     # 不能包含连字符
# if = "condition"            # 不能使用关键字

2. 基本数据类型

Python 有多种内置数据类型，以下是最常用的几种：

1. 整数 (int)

整数是不带小数点的数字，可以是正数、负数或零。Python 中的整数理论上没有大小限制（只受限于计算机内存）。

x = 10
y = -5
z = 0
print(type(x))# 输出: <class 'int'>

2. 浮点数 (float)

浮点数是带有小数点的数字，用于表示实数。需要注意的是，浮点数计算可能会有精度问题。

a = 3.14
b = -0.5
c = 2.0
print(type(a))# 输出: <class 'float'>

3. 字符串 (str)

字符串是用于表示文本的数据类型，可以用单引号 (' ')、双引号 (" ") 或三引号 (''' ''' 或 """ """) 括起来。

name = "Alice"
message = 'Hello, Python!'
multiline_str = """这是一个
多行字符串"""
print(type(name)) # 输出: <class 'str'>

4. 布尔值 (bool)

布尔值只有两个：True和 False，用于表示逻辑判断的结果。

is_student = True
is_teacher = False
print(type(is_student)) # 输出: <class 'bool'>

5. 空值 (NoneType)

None是 Python 中的一个特殊值，表示空值或"无"的概念。

result = None
print(type(result))# 输出: <class 'NoneType'>

3. 集合数据类型

1. 列表 (list)

列表是有序的可变序列，可以包含不同类型的元素，用方括号 []表示。

fruits = ["apple", "banana", "cherry", 123]
fruits.append("orange")# 添加元素
print(fruits[0])# 访问元素: apple
print(type(fruits))# 输出: <class 'list'>

2. 元组 (tuple)

元组是有序的不可变序列，用圆括号 ()表示。一旦创建，其元素不能修改。

coordinates = (10, 20)
print(coordinates[0])# 访问元素: 10
# coordinates[0] = 15         # 这行会报错，因为元组不可变
print(type(coordinates))# 输出: <class 'tuple'>

3. 字典 (dict)

字典是无序的键值对集合，用花括号 {}表示。每个键必须是唯一的，通过键可以访问对应的值。

student = {"name": "Alice", "age": 20, "is_student": True}
print(student["name"])# 访问值: Alice
student["grade"] = "A"# 添加新的键值对
print(type(student))# 输出: <class 'dict'>

4. 集合 (set)

集合是无序的不重复元素集合，用花括号 {}表示（但创建空集合必须使用 set()）。集合常用于去重和数学运算。

numbers = {1, 2, 3, 3, 4}# 自动去重
numbers.add(5)# 添加元素
print(numbers)# 输出: {1, 2, 3, 4, 5}
print(type(numbers))# 输出: <class 'set'>

运算符

1. 算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算。

a = 10
b = 3

print(a + b)# 加法: 13
print(a - b)# 减法: 7
print(a * b)# 乘法: 30
print(a / b)# 除法: 3.333...
print(a // b)# 整除: 3
print(a % b)# 取模: 1
print(a ** b)# 幂运算: 1000

2. 比较运算符

比较运算符用于比较两个值，返回布尔值 True或 False。

x = 5
y = 3

print(x > y)# 大于: True
print(x < y)# 小于: False
print(x == y)# 等于: False
print(x != y)# 不等于: True
print(x >= y)# 大于等于: True
print(x <= y)# 小于等于: False

3. 逻辑运算符

逻辑运算符用于组合多个条件判断。

is_raining = True
have_umbrella = False

print(is_raining and have_umbrella)# 与: False
print(is_raining or have_umbrella)# 或: True
print(not is_raining)# 非: False

4. 成员运算符

成员运算符用于测试序列中是否包含某个元素。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

print("apple" in fruits)# 在序列中: True
print("orange" not in fruits)# 不在序列中: True

5. 身份运算符

身份运算符用于比较两个对象是否引用自同一对象（即内存地址是否相同）。

a = [1, 2, 3]
b = a
c = [1, 2, 3]

print(a is b)# True, 因为b引用了a的对象
print(a is c)# False, 虽然值相同，但不是同一对象
print(a == c)# True, 值相等

数据类型转换

可以使用内置函数在不同数据类型之间进行转换。

# 整数与浮点数转换
x = 10
y = float(x)# 整数转浮点数
print(y)# 输出: 10.0

z = 3.14
w = int(z)# 浮点数转整数（截断小数部分）
print(w)# 输出: 3

# 数字与字符串转换
num_str = "123"
num_int = int(num_str)# 字符串转整数
print(num_int)# 输出: 123

num = 456
num_str = str(num)# 数字转字符串
print(num_str)# 输出: "456"

# 布尔转换
print(bool(0))# 输出: False
print(bool(1))# 输出: True
print(bool("Hello"))# 输出: True
print(bool(""))# 输出: False

运算符优先级

当一个表达式中存在多个运算符时，运算顺序由优先级决定。从高到低大致是：

1. *(幂运算)
2. , /, %, //(乘、除、取模、取整)
3. +, (加、减)
4. ==, !=, >, <, >=, <=(比较运算符)
5. not(逻辑非)
6. and(逻辑与)
7. or(逻辑或)
8. =等赋值运算符

建议：在编写复杂表达式时，使用小括号 ()明确指定运算顺序，这样可以避免优先级带来的潜在错误，同时提高代码的可读性。

# 使用括号明确优先级
result = (2 + 3) * 4 # 先计算加法，再乘法
print(result)# 输出: 20

# 不使用括号可能导致意外结果
result = 2 + 3 * 4 # 先乘法，后加法
print(result)# 输出: 14