3. Типы данных в Python
Переменная — это контейнер для хранения различных значений (данных). Данные в программировании бывают различных типов, разберём некоторые из них.
Тип данных
Обозначение
Ограничения
Тип переменной определяется автоматически, когда мы присвоили ей какое-то значение.
| \(a=15\) | #\(a\) — целого типа |
| \(b=15,4\) | #\(b\) — вещественного типа |
| \(s=\) «Привет» | #\(s\) — строкового типа |
Определить переменную помогает команда type().
Тип переменных можно изменить.
пусть переменная \(a\) сначала будет вещественного типа, для этого нужно написать: \(а=15,25\).
После проверки её типа командой type(a) получим ответ: , что означает, что переменная \(a\) вещественного типа.
Изменим тип, для этого запишем: \(a=int(a)\).
После проверки увидим результат:
Что означает, что \(a\) теперь целого типа.
Рис. \(1\). Изменение типа данных
Какие существуют типы переменных в python
Переменные предназначены для хранения данных. Название переменной в Python должно начинаться с алфавитного символа или со знака подчеркивания и может содержать алфавитно-цифровые символы и знак подчеркивания. И кроме того, название переменной не должно совпадать с названием ключевых слов языка Python. Ключевых слов не так много, их легко запомнить:
False await else import pass None break except in raise True class finally is return and continue for lambda try as def from nonlocal while assert del global not with async elif if or yield
Например, создадим переменную:
name = "Tom"
Здесь определена переменная name , которая хранит строку «Tom».
В пайтоне применяется два типа наименования переменных: camel case и underscore notation .
Camel case подразумевает, что каждое новое подслово в наименовании переменной начинается с большой буквы. Например:
userName = "Tom"
Underscore notation подразумевает, что подслова в наименовании переменной разделяются знаком подчеркивания. Например:
user_name = "Tom"
И также надо учитывать регистрозависимость, поэтому переменные name и Name будут представлять разные объекты.
# две разные переменные name = "Tom" Name = "Tom"
Определив переменную, мы можем использовать в программе. Например, попытаться вывести ее содержимое на консоль с помощью встроенной функции print :
name = "Tom" # определение переменной name print(name) # вывод значения переменной name на консоль
Например, определение и применение переменной в среде PyCharm:
Отличительной особенностью переменной является то, что мы можем менять ее значение в течение работы программы:
name = "Tom" # переменной name равна "Tom" print(name) # выводит: Tom name = "Bob" # меняем значение на "Bob" print(name) # выводит: Bob
Типы данных
Переменная хранит данные одного из типов данных. В Python существует множество различных типов данных. В данном случае рассмотрим только самые базовые типы: bool , int , float , complex и str .
Логические значения
Тип bool представляет два логических значения: True (верно, истина) или False (неверно, ложь). Значение True служит для того, чтобы показать, что что-то истинно. Тогда как значение False , наоборот, показывает, что что-то ложно. Пример переменных данного типа:
isMarried = False print(isMarried) # False isAlive = True print(isAlive) # True
Целые числа
Тип int представляет целое число, например, 1, 4, 8, 50. Пример
age = 21 print("Возраст:", age) # Возраст: 21 count = 15 print("Количество:", count) # Количество: 15
По умолчанию стандартные числа расцениваются как числа в десятичной системе. Но Python также поддерживает числа в двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах.
Для указания, что число представляет двоичную систему, перед числом ставится префикс 0b :
a = 0b11 b = 0b1011 c = 0b100001 print(a) # 3 в десятичной системе print(b) # 11 в десятичной системе print(c) # 33 в десятичной системе
Для указания, что число представляет восьмеричную систему, перед числом ставится префикс 0o :
a = 0o7 b = 0o11 c = 0o17 print(a) # 7 в десятичной системе print(b) # 9 в десятичной системе print(c) # 15 в десятичной системе
Для указания, что число представляет шестнадцатеричную систему, перед числом ставится префикс 0x :
a = 0x0A b = 0xFF c = 0xA1 print(a) # 10 в десятичной системе print(b) # 255 в десятичной системе print(c) # 161 в десятичной системе
Стоит отметить, что в какой-бы системе мы не передали число в функцию print для вывода на консоль, оно по умолчанию будет выводиться в десятичной системе.
Дробные числа
Тип float представляет число с плавающей точкой, например, 1.2 или 34.76. В качесте разделителя целой и дробной частей используется точка.
height = 1.68 pi = 3.14 weight = 68. print(height) # 1.68 print(pi) # 3.14 print(weight) # 68.0
Число с плавающей точкой можно определять в экспоненциальной записи:
x = 3.9e3 print(x) # 3900.0 x = 3.9e-3 print(x) # 0.0039
Число float может иметь только 18 значимых символов. Так, в данном случае используются только два символа — 3.9. И если число слишком велико или слишком мало, то мы можем записывать число в подобной нотации, используя экспоненту. Число после экспоненты указывает степень числа 10, на которое надо умножить основное число — 3.9.
Комплексные числа
Тип complex представляет комплексные числа в формате вещественная_часть+мнимая_часть j — после мнимой части указывается суффикс j
complexNumber = 1+2j print(complexNumber) # (1+2j)
Строки
Тип str представляет строки. Строка представляет последовательность символов, заключенную в одинарные или двойные кавычки, например «hello» и ‘hello’. В Python 3.x строки представляют набор символов в кодировке Unicode
message = "Hello World!" print(message) # Hello World! name = 'Tom' print(name) # Tom
При этом, если строка имеет много символов, ее можно разбить на части и эти части разместить на разных строках кода. В этом случае вся строка заключается в круглые скобки, а ее отдельные части — в кавычки:
text = ("Laudate omnes gentes laudate " "Magnificat in secula ") print(text)
Если же мы хотим определить многострочный текст, то такой текст заключается в тройные двойные или одинарные кавычки:
''' Это комментарий ''' text = '''Laudate omnes gentes laudate Magnificat in secula Et anima mea laudate Magnificat in secula ''' print(text)
При использовани тройных одинарных кавычек не стоит путать их с комментариями: если текст в тройных одинарных кавычках присваивается переменной, то это строка, а не комментарий.
Управляющие последовательности в строке
Строка может содержать ряд специальных символов — управляющих последовательностей. Некоторые из них:
- \\ : позволяет добавить внутрь строки слеш
- \’ : позволяет добавить внутрь строки одинарную кавычку
- \» : позволяет добавить внутрь строки двойную кавычку
- \n : осуществляет переход на новую строку
- \t : добавляет табуляцию (4 отступа)
Применим несколько последовательностей:
text = "Message:\n\"Hello World\"" print(text)
Консольный вывод программы:
Message: "Hello World"
Хотя подобные последовательности могут нам помочь в некоторых делах, например, поместить в строку кавычку, сделать табуляцию, перенос на другую строку. Но они также могут и мешать. Например:
path = "C:\python\name.txt" print(path)
Здесь переменная path содержит некоторый путь к файлу. Однако внутри строки встречаются символы «\n», которые будут интерпретированы как управляющая последовательность. Так, мы получим следующий консольный вывод:
C:\python ame.txt
Чтобы избежать подобной ситуации, перед строкой ставится символ r
path = r"C:\python\name.txt" print(path)
Вставка значений в строку
Python позволяет встравивать в строку значения других переменных. Для этого внутри строки переменные размещаются в фигурных скобках <>, а перед всей строкой ставится символ f :
userName = "Tom" userAge = 37 user = f"name: age: " print(user) # name: Tom age: 37
В данном случае на место будет вставляться значение переменной userName. Аналогично на вместо будет вставляться значение переменной userAge.
Динамическая типизация
Python является языком с динамической типизацией. А это значит, что переменная не привязана жестко к определенному типу.
Тип переменной определяется исходя из значения, которое ей присвоено. Так, при присвоении строки в двойных или одинарных кавычках переменная имеет тип str . При присвоении целого числа Python автоматически определяет тип переменной как int . Чтобы определить переменную как объект float, ей присваивается дробное число, в котором разделителем целой и дробной части является точка.
При этом в процессе работы программы мы можем изменить тип переменной, присвоив ей значение другого типа:
userId = "abc" # тип str print(userId) userId = 234 # тип int print(userId)
С помощью встроенной функции type() динамически можно узнать текущий тип переменной:
userId = «abc» # тип str print(type(userId)) # userId = 234 # тип int print(type(userId)) #
Переменные в Python для начинающих
Любая программы состоит из набора команд и данных. Так вот, чтобы хранить данные, в любом языке программирования, и Python не исключение, есть такое понятие как переменные.
Переменная это не что иное, как имя, с помощью которого можно обратиться к данным, сохраненным в памяти компьютера. Другими словами, переменная — это именованная область памяти. Чтобы создать переменную и назначить ей значение используется оператор присваивания. Вот несколько примеров того, как создается, или, как говорят программисты, «объявляется» переменная
first = "синий"second = 23Синтаксис «объявления» прост: достаточно написать имя переменной, знак «=» и значение переменной. У разных переменных могут быть разные типы данных. В нашем примере переменная first является строкой, а переменная second — числом. В Python, кроме строк и чисел, есть и другие типы данных. Если вы начинающий программист и не знаете, что такое типы данных, не переживайте, об этом будет рассказано чуть позже.
Самое простое, что можно сделать с переменной, это вывести на экран ее значение.
first = "синий"second = 23print(first, second)Попробуйте запустить такую программу и посмотрите, что она выведет на экран.
Имена переменных ¶
Следует придерживаться нескольких несложных правил при выборе имен переменных:
- Имя переменной может содержать только латинские буквы, числа и символ нижнего подчеркивания;
- Имя переменной не должно содержать пробелов;
- Имя переменной не должно начинаться с цифры;
- Регистр важен: var и Var это разные переменные.
Называя переменные помните, что имена переменных не должны совпадать с ключевыми словами и наименованиями встроенных функций . Их использование в языке Python предназначено для других целей, которые нам с вами предстоит узнать позже и называть так переменные нельзя.
Python с нуля. Освойте с Виртуальным ИИ-помощником!
Python. Урок 3. Типы и модель данных
В данном уроке разберем как Python работает с переменными и определим какие типы данных можно использовать в рамках этого языка. Подробно рассмотрим модель данных Python, а также механизмы создания и изменения значения переменных.
Немного о типизации языков программирования
Если достаточно формально подходить к вопросу о типизации языка Python, то можно сказать, что он относится к языкам с неявной сильной динамической типизацией.
Неявная типизация означает, что при объявлении переменной вам не нужно указывать её тип, при явной – это делать необходимо. В качестве примера языков с явной типизацией можно привести Java, C++. Вот как будет выглядеть объявление целочисленной переменной в Java и Python.
int a = 1;
a = 1
Также языки бывают с динамической и статической типизацией. В первом случае тип переменной определяется непосредственно при выполнении программы, во втором – на этапе компиляции (о компиляции и интерпретации кратко рассказано в уроке 2). Как уже было сказано Python – это динамически типизированный язык, такие языки как С, C#, Java – статически типизированные.
Сильная типизация не позволяет производить операции в выражениях с данными различных типов, слабая – позволяет. В языках с сильной типизацией вы не можете складывать например строки и числа, нужно все приводить к одному типу. К первой группе можно отнести Python, Java, ко второй – С и С++.
За более подробным разъяснением данного вопроса советуем обратиться к статье “Ликбез по типизации в языках программирования” .
Типы данных в Python
В Python типы данных можно разделить на встроенные в интерпретатор (built-in) и не встроенные, которые можно использовать при импортировании соответствующих модулей.
К основным встроенным типам относятся:
- None (неопределенное значение переменной)
- Логические переменные (Boolean Type)
- Числа (Numeric Type)
- int – целое число
- float – число с плавающей точкой
- complex – комплексное число
- list – список
- tuple – кортеж
- range – диапазон
- str
- bytes – байты
- bytearray – массивы байт
- memoryview – специальные объекты для доступа к внутренним данным объекта через protocol buffer
- set – множество
- frozenset – неизменяемое множество
- dict – словарь
Модель данных
Рассмотрим как создаются объекты в памяти, их устройство, процесс объявления новых переменных и работу операции присваивания.
Для того, чтобы объявить и сразу инициализировать переменную необходимо написать её имя, потом поставить знак равенства и значение, с которым эта переменная будет создана. Например строка:
b = 5
объявляет переменную b и присваивает ей значение 5.
Целочисленное значение 5 в рамках языка Python по сути своей является объектом. Объект, в данном случае – это абстракция для представления данных, данные – это числа, списки, строки и т.п. При этом, под данными следует понимать как непосредственно сами объекты, так и отношения между ними (об этом чуть позже). Каждый объект имеет три атрибута – это идентификатор, значение и тип. Идентификатор – это уникальный признак объекта, позволяющий отличать объекты друг от друга, а значение – непосредственно информация, хранящаяся в памяти, которой управляет интерпретатор.
При инициализации переменной, на уровне интерпретатора, происходит следующее:
- создается целочисленный объект 5 (можно представить, что в этот момент создается ячейка и 5 кладется в эту ячейку);
- данный объект имеет некоторый идентификатор, значение: 5, и тип: целое число;
- посредством оператора “=” создается ссылка между переменной b и целочисленным объектом 5 (переменная b ссылается на объект 5).
Имя переменной не должно совпадать с ключевыми словами интерпретатора Python. Список ключевых слов можно найти здесь . Также его можно получить непосредственно в программе, для этого нужно подключить модуль keyword и воспользоваться командой keyword.kwlist.
>>> import keyword >>> print("Python keywords: ", keyword.kwlist)
Проверить является или нет идентификатор ключевым словом можно так:
>>> keyword.iskeyword("try") True >>> keyword.iskeyword("b") False
Для того, чтобы посмотреть на объект с каким идентификатором ссылается данная переменная, можно использовать функцию id().
>>> a = 4 >>> b = 5 >>> id(a) 1829984576 >>> id(b) 1829984592 >>> a = b >>> id(a) 1829984592
Как видно из примера, идентификатор – это некоторое целочисленное значение, посредством которого уникально адресуется объект. Изначально переменная a ссылается на объект 4 с идентификатором 1829984576, переменная b – на объект с id = 1829984592. После выполнения операции присваивания a = b, переменная a стала ссылаться на тот же объект, что и b.
Тип переменной можно определить с помощью функции type(). Пример использования приведен ниже.
>>> a = 10 >>> b = "hello" >>> c = (1, 2) >>> type(a) class 'int'> >>> type(b) class 'str'> >>> type(c) class 'tuple'>
Изменяемые и неизменяемые типы данных
В Python существуют изменяемые и неизменяемые типы.
К неизменяемым (immutable) типам относятся: целые числа (int), числа с плавающей точкой (float), комплексные числа (complex), логические переменные (bool), кортежи (tuple), строки (str) и неизменяемые множества (frozen set).
К изменяемым (mutable) типам относятся: списки (list), множества (set), словари (dict).
Как уже было сказано ранее, при создании переменной, вначале создается объект, который имеет уникальный идентификатор, тип и значение, после этого переменная может ссылаться на созданный объект.
Неизменяемость типа данных означает, что созданный объект больше не изменяется. Например, если мы объявим переменную k = 15, то будет создан объект со значением 15, типа int и идентификатором, который можно узнать с помощью функции id().
>>> k = 15 >>> id(k) 1672501744 >>> type(k) class 'int'>
Объект с id = 1672501744 будет иметь значение 15 и изменить его уже нельзя.
Если тип данных изменяемый, то можно менять значение объекта. Например, создадим список [1, 2], а потом заменим второй элемент на 3.
>>> a = [1, 2] >>> id(a) 47997336 >>> a[1] = 3 >>> a [1, 3] >>> id(a) 47997336
Как видно, объект на который ссылается переменная a, был изменен. Это можно проиллюстрировать следующим рисунком.
В рассмотренном случае, в качестве данных списка, выступают не объекты, а отношения между объектами. Т.е. в переменной a хранятся ссылки на объекты содержащие числа 1 и 3, а не непосредственно сами эти числа.
P.S.
Если вам интересна тема анализа данных, то мы рекомендуем ознакомиться с библиотекой Pandas. На нашем сайте вы можете найти вводные уроки по этой теме. Все уроки по библиотеке Pandas собраны в книге “Pandas. Работа с данными”.
Раздел: Python Уроки по Python Метки: Python, Уроки Python
Python. Урок 3. Типы и модель данных : 12 комментариев
- Артем 25.04.2018 У Вас в коде
>>> print “Python keywords: “, keyword.kwlist
не хватает круглых скобок:
>>> print(“Python keywords: “, keyword.kwlist)
- writer 25.04.2018 Спасибо! Поправил.