python基础篇(二)——Python变量和简单数据类型

前言

  我们从上篇文章开始，给大家陆续介绍Python相关的基础知识，在上篇文章给大家介绍了Python的安装以及环境的搭建。本文给大家Python中的变量以及简单的数据类型。首先给大家介绍Python的运行机制。

一、运行Python文件机制

  其实Python在运行文件的时候和java是差不多的，我们学java的时候，学过JVM机制的。因此，我们在运行Python文件的时候，Python内部到底是怎么做的呢？实际上，即使是运行最简单的程序，Python所做的工作也相当的多，我们继续以上篇文章作为案例进行演示；具体代码如下：

print("Hello Python World!")

  在运行上述代码中，我们会得到如下的结果：

  学过java的众所周知，java在写代码的时候会首先建立一个名为.java的文件，但是，由于Python是一种脚本语言，可以直接在CMD黑屏终端运行，但是，我们一般默认会建立一个后缀名为.py文件，形成的Python文件如下：

  正如上图所说，末尾的.py指出这是一个Python程序，因此编辑器将使用Python解释器来运行它。Python解释器在读取整个程序，确定其中每个单词的含义。例如，看到单词print时，解释器就会将括号中的整段程序进行读取，确定其中每个单词的含义。例如 看到单词print时，解释器就会将括号中的内容打印到屏幕，而不会管括号中的内容是什么。
  在编写程序时，编辑器会以各种方式突出程序的不同部分。例如，它能够识别print是一个函数的名称，因此，在pycharm中的会以不同的颜色与其他的代码加以区分；具体如下：

  正如上图所示，我们将print称之为Python的关键字，用其他的颜色加以区分。其实除此之外，还有很多关键字，在之后的内容中加以介绍。print括号内的其实严格来说不算是Python代码，因此将其显示为黄色。这种在编辑器里以颜色区分的即为语法突出，这对于我们刚学编程的读者来说是很有帮助的，不仅仅是Python而且也对任何的编程语言也是很有能帮助的，尤其是对代码的理解是很有帮助的！接下来，给大家介绍Python中变量的相关知识。

二、Python中的变量

  接下来在我们在前面的代码中使用了一个变量。在这个文件开头，我们添加一行代码，并对第2行代码进行修改，具体如下：

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

  具体运行的代码效果如下：

  我们上图可知，何之前代码运行结果是一致的；尽管我们添加了一个名为message的变量。每个变量都存储了一个值——与变量相关联的信息。在这里，存储的值为文本“Hello Python World!”。
  添加变量导致Python解析器需要做更多工作。在处理第1行代码时，它将文本"Hello Python World!"与变量message关联起来；而处理第2行代码的时候，它将与变量message关联的值为打印到屏幕上。
  下面来进一步扩展整个程序：修改为hello_world.py,使其再打印一条信息。为此，在hello_world.py中添加一个空行，在添加下面两行代码：

message = "Hello Python Crash Course World!"
print(message)

  具体运行的代码效果如下：

  在程序中随时可以修改变量的值，而Python将始终记录变量的最新值。

1、变量的命名和使用

  在python中使用变量时，需要遵守一些规则和指南。违反这些规则将引发错误，而指南则是让我们在学习编程的时候更容易阅读和理解。在命名的时候需要牢记以下有关变量的原则：

• 变量名只能包含字母、数字和下划线。变量名可以字母或者下划线打头，但不能以数字打头。
• 变量名不能为空格，但可使用下划线来分割其中的单词。
• 不要将Python关键字和函数名作为变量名，既不要使用Python保留用于特殊用途的单词。
• 变量名应既简短应既简短又具有描述性。
• 慎用小写字母i和大写字母O，因为它们可能被人错看成是数字1和0.

  要创建良好的变量名，需要经过一定的实践，在程序复杂而有趣尤其如此。随着我们编写程序越来越多，并开始阅读别人编写的代码，将越来越善于创建有意义的变量名。这里需要注意的是：就目前而言，应使用小写的Python变量名。在变量名中使用大写字母虽然不会导致错误，但避免使用大写字母是个不错的主意。

2、使用变量时避免命名错误

  程序员都会犯错，而且大多数程序员每天都会犯错。虽然优秀的程序员也会犯错，但他们也知道如何高效地消除错误。我们接下来总结一般程序员会犯的错误，并学会如何消除它。
  我们将有意地编写一些引发错误的代码。请输入以下的代码，包括其中以粗体显示，但拼写不正确的单词mesage

message = "Hello Python Crash Course World!"
print(mesage)

  具体执行代码如下：

  程序存在错误的时候，Python解析器将竭尽所能地帮助你找出问题所在。程序无法成功时，解释器会提供一个Tranceback。Tranaceback是一条记录，指出了解释器尝试运行代码时，在什么地方陷入了困难。上图就是说明你不小心错误地写了变量名。解释器指出，文件中的第6行有错误，它列出了这行代码，旨在帮助我们找出错误；它还指出了它发现了什么错误。在这里，解释器发现了一个名称错误，并指出打印了的变量mesage未定义；Python无法识我们提供的变量名。名称错误通常意味着两种情况：要么使用变量前忘记了给它赋值，要么输入变量名时拼写不正确。
  若我们将第6行的变量名message中遗漏了字母s。Python解析器不会对代码做拼写错误检查，但是要求变量名的拼写一致。例如，如果在代码的另一个地方也将message错误地拼写成了mesage，结果将会如何呢？

mesage = "Hello Python Crash Course World!"
print(mesage)

  具体执行代码如下：

  从上图可知，程序将成功地运行。计算机是一丝不苟。但不关心拼写是否正确。因此，创建变量名和编写代码时，你无需考虑英语中的拼写和语法规则。
  很多读者所犯错误过于简单，可能只是在程序中的某一行输错了一个字符。为找出这种错误而花费很长时间的大有人在。很多程序员天资聪颖、经验丰富，却为找出这种细微的错误花费很长的时间，大家觉得这也太假了，但是，当你的代码很庞大的时候，就会出现这样的错误。因此，在之后编码的过程中一定要注意这一点。接下来，给大家介绍字符串的相关内容。

三、字符串

  大多数的程序员都定义并手机某种数据，然后使用它们来做某些有意义的事情。鉴于此，对数据进行分类大有裨益。我们接下来介绍的第一种数据类型是字符串。字符串虽然看似简单，但能够已很多不同方式使用它们、
  字符串是一系列字符，在Python中，用引号括起的都是字符串，其他的引号可以用单引号，也可以是双引号，具体如下：

“This is a string.”
“This is also a String.”

  这种灵活性让你能够在字符串中包含引号和撇号：

‘I told my friend,“Python is my favorite language!”’
“The language ‘Python’ is named after Monty Python, not the snake.”
“One of Python’s strengths is its diverse and supportive community.”

  接下来介绍一些字符串的方式

1、使用方法修改字符串大小写

  对于字符串，可执行的最简单的操作之一是修改其中的单词的大小写，具体如下：

name = "ada.lovelace"
print(name.title())

  具体执行代码如下：

  在上面的示例中，小写的字符串"ada.lovelace"存储到了变量name中，在print()语句中，方法title()出现在这个变量的后面。方法是Python可对数据执行的操作。在name.title()中，name后面的句点(.)让Python对变量name执行方法title()指定的操作。每个方法后面都跟着一对括号，这是因为方法通常需要额外的信息来完成其工作。这种信息是在括号内提供的。函数title()不需要额外的信息，因此它后面的括号是空的。
  title()以首字母大写的方式显示每个单词，即将每个单词的首字母都改成大写。这里很有用，因为你经常需要将名字视为信息。
  当然，我们也可以通过以下的方法实现，具体如下：

name = "ada.lovelace"
print(name.lower())
print(name.upper())

  具体执行代码如下：

  存储数据时，方法lower()很有用。很多时候，你无法依靠用户来提供正确大小写，因此需要将字符串先转换为小写，在存储它们。以后需要显示信息时，再将其转换为最适合的大小写方式。

2、合并(拼接)字符串

  在很多情况下，都需要合并字符串。例如：读者可能想将姓和名存储在不同的变量中，等要显示姓名时再将它们合二为一：

first_name = "ada"
last_name = "lovelace"
full_name = first_name + " " + last_name
print(full_name)

  具体执行代码如下：

  Python使用加号(+)来合并字符串。在这个示例中，我们使用+来合并first_name、空格和last_name，以得到完整的姓名。
  这种合并字符串的方法称之为拼接。通过拼接、可使用存储在变量中的信息来创建完整的消息。我们在看一个例子：

first_name = "ada"
last_name = "lovelace"
full_name = first_name + " " + last_name
print(full_name)
print("Hello, " + full_name.title() + "!")

  具体执行代码如下：

  在这里，一个问候用户的句子中使用了全名，并使用了方法title()来将姓名设置为合适的格式。具体执行的结果如上图所示。
  当然，我们也可以使用拼接来创建消息，再把整条消息都存储在一个变量中：

first_name = "ada"
last_name = "lovelace"
full_name = first_name + " " + last_name
print(full_name)
print("Hello, " + full_name.title() + "!")
message = "Hello, " + full_name.title() + "!"
print(message)

  具体执行代码如下：

3、使用制表符或换行符来添加空白

  在编程中，空白泛指任何非打印自符，如空格、制表符和换行符。你可以使用空白来组织输出，以使其更易懂。
  要在字符串中添加制表符，可以使用字符组合\t，具体有如下:

print("Python")
print("\tPython")

  具体执行代码如下：

  要在字符串中添加换行符，可以使用字符组合\n，具体如下：

print("Languages:\nPython\nC\nJavaScript")

  具体执行代码如下：

  还可以在同一个字符中同时包含制表符和换行符。字符串"\n\t"让Python换到下一行，并在下一行开头添加一个制表符。具体实现如下：

print("Languages:\nPython\nC\nJavaScript")
print("===========================================")
print("Languages:\n\tPython\n\tC\n\tJavaScript")

  具体执行代码如下：

4、删除空白

  在程序中，额外的空白可能令人迷惑。对程序员来说，“Python”和“Python ”看起来几乎没什么两样，但对程序员来说，他们却是两个不同的字符串。Python能够发现‘Python’中额外的空格，并认为它是有意义的——除非你告诉它不是这样的。
  空白很重要，因为我们经常比较两个字符串是否相同。例如，一个重要的示例是，在用户登录网站时检查其用户名。但是在一些简单得多的情形下，额外的空白也可能令人迷惑。索性在Python中，删除用户输入的数据中的多余的空白易如反掌。
  Python能够找出字符串开头和末尾多余的空白。要确保字符串末尾没有空白，可使用方法rstrip()。

favorite_language = 'python '
print(favorite_language)
print(favorite_language.rstrip())
print(favorite_language)

  具体执行代码如下：

  存储在变量favorite_language中的字符串末尾包含多余的空白。你在终端会话中向Python询问这个变量的值时，可看到末尾的空格。对变量favorite_language调用方法rstrip()后，这个多余的空格被删除了。然而，这种删除只是暂时的，接下来再次询问favorite_language的值时，你会发现这个字符串与输入时一样，依然包含多余的空白。
  要永久删除这个字符串中的空白，必须删除操作的结果存回到变量中：

favorite_language = 'python '
print(favorite_language.rstrip())

  具体执行代码如下：

  为删除这个字符串中的空白，你需要将其末尾的空白剔除，再将结果存回到原来的变量中。在编程中，经常需要修改变量的值，再将新值存回到原来的变量中。这就是变量的值可能随程序的运行或用户输入数据而发生的原因。
  当然，我们还可以剔除字符串开头的空白，或同时剔除字符串两端的空白。为此，可分别使用方法lstrip()和strip()，具体如下：

favorite_language = 'python '
print(favorite_language.rstrip())
print(favorite_language.lstrip())
print(favorite_language.strip())

  具体执行代码如下：

  在这个示例中，我们首先创建了一个开头和末尾都有空白的字符串，接下来，我们分别删除末尾、开头和两端的空格。尝试使用这些剔除函数有助于你熟悉字符串操作。在实际程序中，这些剔除函数最常用于在存储用户输入前对其进行清理。

5、使用字符串时避免语法错误

  语法错误是一种时不时会遇到的错误。程序中包含非法的Python代码时，就会导致语法错误。例如：再用单引号括起字符串中，如果包含撇号，就将会导致错误。这是因为这会导致Python将第一个单引号和撇号之间的内容视为一个字符串，进而将余下的文本视为Python代码，从而引起错误，具体如下：

message = "One of Python's strength is its diverse commuinty."
print(message)

  代码具体执行结果如下：

  然而，如果你使用单引号，Python将无法正确的确定字符串的结束位置：

message = 'One of Python's strength is its diverse commuinty.'
print(message)

  代码具体执行结果如下：

  从上述输出可知，错误发生在第二个单引号后面。这种语法错误表明：在解释器看来，其中的有些内容不是有效的Python代码。错误的来源多种多样，这里指出一些常见的。我们在学习Python的代码时，可能会经常遇到错误。语法错误也是最不具体的错误类型，因此可能难以找出并修复。这里需要注意的是：我们在编写程序时，编辑器的语法突出功能可帮助你快速找出某些语法错误。看到Python代码以普通句子的颜色显示，或者普通的句子可以Python代码的颜色显示时，就可能意味着文件中存在引号不匹配情况。

四、数字

  我们在编程中，经常使用数字来记录游戏得分、表示可视化数据、存储web应用信息等。Python根据数字的用法以不同的方式处理它们。鉴于整数使用起来最简单的，具体实现如下：

print(2+3)
print(3-2)
print(2*3)
print(3/2)

  代码具体执行结果如下：

  Python除了整数之外，还有带小数点都称为浮点数。大多数编程语言都使用了这个术语，它指出了这样的一个事实：小数点可出现在数字的任何位置。每种编程语言都需细心设计，已妥善地处理浮点数，确保不管小数点出现在什么位置，数字的行为都是正常的。
  在一定程度上，使用浮点数时无需考虑其行为。你只需要输入使用数字，Python通常都会按你期望的方式处理它们：

print(0.1+0.1)
print(2*0.1)
print(3*0.1)

  代码具体执行结果如下：

  所有语言都存在问题，没有什么可担心的。Python会尽力找到一种方式，以尽可能精确的表示结果，但鉴于计算机内部表示数字的方式，不过我们可以暂时忽略。
  我们经常需要在消息中使用变量的值。具体如下：

age = 26
message = "Happy " + age + "rd Birthday!"
print(message)

  代码具体执行结果如下：

  竟然报错了，这是一个典型的类型错误，意味着Python无法识别你用的信息。在这个示例中，Python发现你使用了一个值为整型的变量，但他不知道该如何解释这个值。Python可以识别这个量可能是数值23，也可能是字符2和3、当我们遇到这种情况时，需要我们特别指明在Python中将这个整数作为字符串。为此可调用函数str()，它让Python将非字符串值表示为字符串：

age = 26
message = "Happy " + str(age) + "rd Birthday!"
print(message)

  代码具体执行结果如下：

  这里，我们就输出了正常的结果，这里我们用到的就是Python中的强制转化类型，将数字转换成字符型。大家在日后写代码的时候要特别的注意。

五、注释

  在大多数的编程语言中，注释都是一项很有用的功能。注释在任何一门编程语言都是必不可少的，有助于我们更好的理解别人的代码或者被别人理解。
  在Python中，注释用(#)号作为注释的标识，#后面的内容都会被Python解释器忽略，具体如下：

# 向大家问好
print("Hello Python people!")

  代码具体执行结果如下：

  从上图可知，Python解释器将忽略第1行，只执行第2行。我们知道了怎么注释的时候，那么我们该写什么样的注释呢？在开发项目的时候，你对各个部分如何协同工作了如指掌，但过段时间后，有些细节你可能记不得了。当然了，你总是可以通过研究代码来确定各个部分的工作原理，但是通过编写注释，以清晰的自然语言对解决的方案进行概述，可节省很多时间。
  我们要成为专业的程序员或与其他程序员合作，就必须编写有意义的注释，当前，大多数软件都是合作编写的，编写者可能是同一家公司的多名员工，也可能是众多致力于同一个开源项目的人员。训练有素的程序员都希望代码中包含注释，因此，我们在写代码的时候最好添加描述性标注。作为新手，最值得养成的习惯之一是，在代码中编写清晰、简洁的注释。
  如果不确定是否要编写注释，就问问自己，找到合理的解决方案前，是否考虑了多个解决方案。如果答案是肯定的，那就不妨对自己的解决方案进行说明。

总结

  我们从上篇文章开始，给大家陆续介绍Python相关的基础知识，在上篇文章给大家介绍了Python的安装以及环境的搭建。本文给大家Python中的变量以及简单的数据类型。主要包括变量的定义，以及如何排除相应的错误，又介绍了字符串的详细使用方式，另外介绍了Python中的数字类型，包括整数和浮点数。最后介绍了Python中的注释。Python是一门注重实际操作的语言，它是众多编程语言中最简单，也是最好入门的。当你把这门语言学会了，再去学习java、go以及C语言就比较简单了。当然，Python也是一门热门语言，对于人工智能的实现有着很大的帮助，因此，值得大家花时间去学习。生命不息，奋斗不止，我们每天努力，好好学习，不断提高自己的能力，相信自己一定会学有所获。加油！！！