作者 謝恩銘，公眾號「程序員聯(lián)盟」（微信號：coderhub）。
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《Python探索之旅》全系列

內(nèi)容簡介

1. 前言
2. 什么是變量及變量的作用
3. Python 的數(shù)據(jù)類型
4. 第一次使用函數(shù)
5. 總結(jié)
6. 第一部分第五課預(yù)告

1. 前言

在上一課 Python探索之旅 | 第一部分第三課：初識Python的解釋器 中，盡管你可能沒有注意到，但其實你已經(jīng)輸入了 Python 的第一條命令。

從現(xiàn)在開始，我們將逐漸深入學(xué)習(xí) Python 的語法。這一課我們來學(xué)習(xí)一個重要的編程概念：變量。

變量，在英語中是 variable，表示“變量，可變的，易變的”。

變量這個概念至關(guān)重要，一定要好好掌握。但我向你保證，這一課沒有什么太復(fù)雜的內(nèi)容，讓我們開始愉快的學(xué)習(xí)之旅吧~

2. 什么是變量及變量的作用

變量是大多數(shù)（甚至是所有）編程語言中都有的概念之一。我們可以說，沒有變量就不能編程，這并不夸張。就好像我們說“無胡歌不仙劍”一樣：“無變量不編程”。

變量是什么？

變量簡單來說就是你的程序中的數(shù)據(jù)，存儲在計算機中的。變量是由字母、數(shù)字和其他符號組成的代碼，你可以將其鏈接到程序中的數(shù)據(jù)，以便可以多次使用它并對其進行一些更有意思的操作。在程序中可以進行操作是很好的，但是如果不能將操作的結(jié)果存儲在某個地方，那么很快就會顯得有點無聊了。

我們可以將計算機的內(nèi)存（memory）想像成一個有很多抽屜的大柜子。每個抽屜都可以包含數(shù)據(jù)，其中一些數(shù)據(jù)將是程序中的變量。

變量是如何工作的

這非常簡單。你可以想象你對 Python 說：“我希望在我命名的 age （表示“年齡”）變量中存儲我的年齡，這樣我就可以記住我的年齡（如果我的記憶力不是那么好的話），對這個變量加一（每當(dāng)我過生日那天），并且在必要時顯示這個變量的值?！?/p>

目前你可能還看不到存儲程序中的數(shù)據(jù)的意義。但是，如果你什么也不存儲，那你也幾乎什么都做不了。

在 Python 中，要給變量賦值，是非常簡單的，只需要這樣寫：

variable_name = value

variable_name 是變量名，name 表示“名字”。value 是變量的值，value 表示“值”。變量名和變量的值之間用 = 號連接。

變量必須遵守一些基本的語法規(guī)則：

1. 變量名只能由英文字母（大寫或小寫字母）、數(shù)字和下劃線符號（_）組成。例如 my_age_2 。

2. 變量名不能以數(shù)字開頭。因此，2_my_age 不是合法的變量名。

3. Python 區(qū)分大小寫，這意味著 AGE，aGe 和 age 是不同的變量。

除了以上必須遵守的命名規(guī)則外，每個程序員也有一些個人的命名習(xí)慣。我自己比較傾向于兩種變量命令的習(xí)慣：

• 第一種命名習(xí)慣：變量名都是由小寫字母構(gòu)成，并用下劃線 _ 連接單詞。例如，如果我需要創(chuàng)建一個儲存自己年齡的變量，則會將其命名為 my_age。my 表示“我的”。

• 第二種命名習(xí)慣：變量名中每個單詞的第一個字母大寫，但第一個單詞的第一個字母小寫，例如 myAge。

你可以使用任何你喜歡的命名習(xí)慣，但是盡量在你的程序中保持一致的命名習(xí)慣，特別是當(dāng)你參與大型項目時。

因此，如果我創(chuàng)建存儲我的年齡的變量，可以用以下語法：

my_age = 32

按下回車之后，Python 的解釋器立即顯示主提示符 >>>，沒有任何消息。這意味著 Python 解釋器正確理解了你的輸入，并且沒有發(fā)現(xiàn)任何錯誤。

上面的 my_age = 32 這一操作通常被稱為“將值分配給變量”（或簡稱為“變量賦值”）。我們說，已經(jīng)將 32 這個值分配給了變量 my_age。

現(xiàn)在，你只需在 Python 解釋器中輸入該變量的名字，即可顯示它的值：

變量名，= 符號，和變量的值之間的空格數(shù)目是可選的。我這里用了一個空格，出于可讀性考慮。

好的，一切看起來都那么美好，但是我們可以用此變量來做什么操作呢？

你可以對此變量進行很多操作，包括上一課我們所做的數(shù)學(xué)運算，只不過這一次你是用變量名來代替整數(shù)值了。你甚至可以將此變量進行計算后的值再賦值給此變量自身。

例如，讓我們嘗試將 my_age 這個變量的值加 2，再賦值給它自己：

my_age = my_age + 2

現(xiàn)在，讓我們嘗試對 my_age 變量進行操作，并把操作后的值分配給另一個變量 my_age_x2。

my_age_x2 = my_age * 2

變量賦值的概念并不復(fù)雜，但卻非常強大。與某些編程語言相比，在 Python 中為變量賦值是非常簡單的。如果你事先沒有創(chuàng)建變量，Python 會自動為你打理一切。如果該變量已經(jīng)存在，則將舊值刪除并替換為新值。還有什么比這更簡單的呢？

此外，有一些關(guān)鍵字（keyword）是 Python 預(yù)留的，也就是說，你不能使用這些關(guān)鍵字來命名變量。

以下是 Python 3 的關(guān)鍵字列表（一共有 33 個關(guān)鍵字，除前三個關(guān)鍵字，其余按英語字母表順序排序）：

這些關(guān)鍵字是被 Python 所保留的，因此你不能使用這些名稱來為變量命名。

上表中，前三個關(guān)鍵字（False，True，None）的首字母是大寫的，其余的關(guān)鍵字首字母都是小寫。

請不要去死記硬背這些關(guān)鍵字，隨著你用 Python 編程的深入，你自然而然會記住它們的。我們的課程也會用到這些關(guān)鍵字中的大部分。

3. Python 的數(shù)據(jù)類型

接下來，我們要學(xué)習(xí)在許多編程語言中都有的一個非常重要的概念。請認(rèn)真對待，因為你必須熟悉這個概念，才能繼續(xù)本課程的學(xué)習(xí)。放心，只要你專心，就不會有什么太復(fù)雜的概念。

什么是數(shù)據(jù)類型？

數(shù)據(jù)類型，在英語中是 data type。data 表示“數(shù)據(jù)”，type 表示“類型”。

到目前為止，我們在程序中只使用過數(shù)字。雖然我們很少會編寫沒有任何數(shù)字的程序，但是數(shù)字絕對不是我們可以在 Python 中使用的唯一數(shù)據(jù)。之后的課程中，我們甚至還會學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建你自己的數(shù)據(jù)類型。

Python 需要知道使用的數(shù)據(jù)是什么類型的，以便知道對此數(shù)據(jù)可以執(zhí)行哪些操作。

在本課中，你將學(xué)習(xí)如何使用字符串。對字符串做“乘法”，和對數(shù)字做乘法，是不一樣的。對于某些類型的數(shù)據(jù)，乘法更是沒有意義的。因此，Python 將每個數(shù)據(jù)與一個類型相關(guān)聯(lián)，類型決定了對此數(shù)據(jù)可以進行哪些操作。

不同的數(shù)據(jù)類型

暫時，我們只會學(xué)習(xí)最常用和最容易處理的數(shù)據(jù)類型。以后會有專門的章節(jié)，用于講解更復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。

整數(shù)

是的，Python 將整數(shù)與浮點數(shù)區(qū)分開。

為什么要區(qū)分開呢？

最初，主要是為了解決內(nèi)存空間的問題。但對于計算機而言，對浮點數(shù)執(zhí)行的操作與對整數(shù)執(zhí)行的操作并不相同，因此這種區(qū)分仍然有意義。

整數(shù)類型在 Python 中是 int（int 是 integer 的縮寫，表示“整數(shù)”）。整數(shù)，簡單來說是沒有小數(shù)點的數(shù)字。例如：

7

在上一課中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過對整數(shù)類型的數(shù)據(jù)可以執(zhí)行哪些操作。因此，我們不再贅述。

浮點數(shù)

浮點數(shù)，簡單來說是帶小數(shù)點的數(shù)，例如 3.14。浮點數(shù)在 Python 中是 float（float 表示“浮動”）。如果一個數(shù)字沒有浮點部分（小數(shù)點后面的部分），但是你希望 Python 將其視為浮點數(shù)，則可以向其添加浮點部分 0，例如 52.0。

小數(shù)點后的數(shù)字位數(shù)不是無限的，因為在計算機科學(xué)中沒有什么是無限的。但是精確度對于處理高精度的數(shù)據(jù)是非常重要的。

字符串

幸好，Python 中可用的數(shù)據(jù)類型不僅限于數(shù)字。我們在本課中學(xué)習(xí)的最后一個常用的“簡單”類型是字符串。這種類型的數(shù)據(jù)可以存儲一連串字符（character）。

字符串，在英語中是 string。string 的原意是“一串，一行，弦，線”。

在 Python 中，你可以使用不同的方式來書寫字符串：

• 用雙引號作為定界符，例如 "this is a string" 。
• 用單引號作為定界符，例如 'this is a string' 。
• 用三個雙引號作為定界符，例如 """this is a string""" 。
• 用三個單引號作為定界符，例如 '''this is a string''' 。

我們可以像對待數(shù)字（和所有數(shù)據(jù)類型）一樣，將字符串存儲在變量中，例如 my_string = "Hello, everybody!" 。

如果使用簡單的定界符（雙引號或單引號）將字符串括起來，此字符串中又有雙引號或單引號，則會出現(xiàn)問題。

例如，如果輸入 string = 'I'm Iron Man!'，則會收到錯誤信息：

這是因為 Python 認(rèn)為 I'm 中的單引號是字符串的結(jié)尾，就不知道拿后面的字符怎么辦了。

為了克服這個問題，我們必須在字符串的中間對單引號進行特殊處理。因此，我們在字符串中包含的單引號之前插入反斜杠字符 \。

string = 'I\'m Iron Man!'

如果將雙引號用作定界符，則必須轉(zhuǎn)義雙引號：

string = "\"A strong man will struggle with the storms of fate.\" (Thomas Addison)"

\（反斜杠）被稱為“轉(zhuǎn)義字符”，用于轉(zhuǎn)義其他有用的符號。

例如，\n 是“換行符”，可以對字符串進行換行（例如，"I'm Oscar.\nWhat's your name?"）。

可以看到，Python 解釋器顯示了換行符，不過，是以 \n 原樣輸出的。在下面的內(nèi)容中，我們將看到如何實際顯示這些字符串，以及解釋器為什么沒有按我們所期望地顯示它們。

要在字符串中寫一個反斜杠本身，你必須先對其進行轉(zhuǎn)義，寫成 \\ 。

使用三引號 """ 作為字符串的定界符，可以省去轉(zhuǎn)義雙引號和單引號的步驟。而且，你不需要用 \n 作為換行符，也可以編寫多行。

可以看到，>>> 提示符被 ... 提示符代替。這意味著 Python 解釋器認(rèn)為你尚未完成此命令的輸入。直到新的 >>> 符號出現(xiàn)時，才宣告結(jié)束。換行符將在字符串中被自動替換為 \n 。

你可以使用三個單引號 ''' 來代替三個雙引號 """。我個人不太使用 ''' 定界符，但是你得知道這種寫法的存在，如果你以后在別人的 Python 代碼中看到 '''，不必感到驚訝。

好的，我們已經(jīng)完成了簡單數(shù)據(jù)類型的介紹。

一點小技巧

在上一課中，我們學(xué)習(xí)了用于處理數(shù)字的“經(jīng)典”運算符（+，-，*，/，//，%）。這些運算符不止能操作數(shù)字，我們之后也會看到它們還可以進行其他數(shù)據(jù)類型的操作。

在你以后的 Python 編程中，你經(jīng)常會對變量進行“增加操作”。增加操作是指將變量的值加上一個數(shù)字。到目前為止，我們是用以下操作來將變量增加 1 的：

variable = variable + 1

這種語法很清晰直觀，但是比較冗長。眾所周知，程序員天生就是“懂得偷懶”的。因此，我們發(fā)明了更短的寫法：

variable += 1

運算符 += 等效于將變量后面的值加到變量中。運算符 -=，*=， /=，%=，//= 的用法是一樣的。你可以自行測試一下。

一些技巧

Python 提供了一種非常簡單的方法來交換兩個變量（交換它們的值）。在其他編程語言中，我們經(jīng)常需要第三個變量的輔助，這第三個變量用于保存兩個變量的值中的一個。但是，在 Python 中我們可以很簡單地達到目的：

a = 7
b = 30
a,b = b,a

如你所見，在執(zhí)行第 3 行之后，變量 a 和 b 已經(jīng)交換了它們的值。

我們還可以非常簡單地將相同的值分配給多個變量：

x = y = 7

而且，我們還可以將一行比較長的命令寫在幾行中，用 \（反斜杠）符號：

如你所見，符號 \（反斜杠）向 Python 表示“此命令在下一行繼續(xù)”。這樣，你就可以將命令分成幾行。命令分幾行寫的時候，可以看到 >>> 這個主提示符就變?yōu)?... 這個副提示符了。

4. 第一次使用函數(shù)

好的，一切進展順利~

不過，我想在這有關(guān)變量的一課的最后，介紹一下函數(shù)的使用。雖然之后我們會有專門的一課來講解函數(shù)，但是我接下來要向你展示的知識點，還是很有用的，也可以作為函數(shù)的入門。

使用函數(shù)

函數(shù)是什么？

函數(shù)，在英語中是 function，表示“函數(shù)，功能，運作”。

顧名思義，函數(shù)是有一定功能的，是會執(zhí)行一些操作（運作）的。

函數(shù)執(zhí)行一定數(shù)量的預(yù)先存儲的命令。簡單來說，函數(shù)就像存儲了多個命令（例如，“起床，穿衣服，洗漱，吃早飯，上班”）以執(zhí)行特定操作，并給它起個名字（例如，“早上做的事”）。然后，你就可以根據(jù)需要，多次調(diào)用此函數(shù)的名稱即可（這避免了多次重復(fù)書寫這些命令）。我們在函數(shù)那一課會更詳細地介紹相關(guān)知識點。

大多數(shù)函數(shù)都需要至少一個參數(shù)（parameter）來處理數(shù)據(jù)。這些參數(shù)是你傳遞給函數(shù)的信息，以便函數(shù)可以處理這些信息。我要向你展示的函數(shù)也不例外。目前，這些知識點似乎有些難懂，但是請放心，我們會用示例來幫助理解。

函數(shù)的使用要遵循以下的語法：

fonction_name(parameter_1, parameter_2, …, parameter_n)

• 首先，編寫函數(shù)的名稱（fonction_name）。

• 然后，你可以將函數(shù)的參數(shù)放在括號 () 中，用逗號 , 隔開。如果函數(shù)不帶任何參數(shù)，括號也是不可少的，只是括號之間不包含任何內(nèi)容。

type 函數(shù)

在上一節(jié)中，我們學(xué)習(xí)了簡單的數(shù)據(jù)類型（至少其中一些）。

Python 的強大功能之一是可以自動獲知變量的（數(shù)據(jù)）類型，在變量被賦值時。

其他一些編程語言，例如 C語言，C++，Java，變量是需要預(yù)先聲明類型的。例如在 C語言中，創(chuàng)建一個 int 型變量并賦值是像這樣的：int a = 10; 。但是 Python 卻不需要你聲明變量 a 是 int 類型，它可以自己根據(jù)賦值的數(shù)據(jù)來推斷。

因此，我們說 Python 是動態(tài)類型的語言，而 C語言、Java、C++ 是靜態(tài)類型的語言。

我們可以用 type 函數(shù)來輸出變量的類型。type 表示“類型”。

type 函數(shù)的語法很簡單：

type(variable_name)

type 函數(shù)返回作為參數(shù)傳遞的變量的類型。例如：

a = 10
type(a)

Python 會告訴你，變量 a 屬于 int 類。關(guān)于 class（表示“類”）的概念，我們會在第三部分詳細講解。暫時我們只要知道 class（類）其實就代表了一種數(shù)據(jù)類型。

當(dāng)然了，你也可以不借助變量來進行測試：

str 是 string 的縮寫。

print 函數(shù)

我們再來學(xué)習(xí)十分常用的函數(shù)：print 函數(shù)，這個函數(shù)可以顯示變量的值。print 表示“打印”。

但是，我們之前在 Python 解釋器中輸入變量名，就可以顯示變量的值了。為什么還需要 print 函數(shù)呢？

誠然，Python 解釋器在交互模式下很好地顯示了變量的值，是因為它會自動顯示所有它可以顯示的內(nèi)容，以便跟隨一個程序的所有步驟。但是，當(dāng)你不使用解釋器，僅在 Python 的代碼中輸入變量名，是無法為你輸出變量的值的。此外，我們也注意到，解釋器將字符串用定界符括起來并按原樣顯示轉(zhuǎn)義字符（如 \n）。

print 函數(shù)專門用于顯示，它的參數(shù)數(shù)量是可變的，也就是說，你可以要求它顯示一個或多個變量。示例如下：

第一次調(diào)用 print 函數(shù)是很容易理解的，就是顯示變量 a 的值，為 7。

第二次調(diào)用 print 顯示：

a = 10 and b = 5

這第二次調(diào)用可能會有點難以理解。實際上，我們將四個參數(shù)傳遞給 print 函數(shù)：兩個字符串以及變量 a 和 b。

當(dāng) Python 解釋此函數(shù)調(diào)用時，它將按照參數(shù)的順序顯示，并以空格分隔。

你可以用其他數(shù)據(jù)類型來測試 print 函數(shù)，例如帶有換行符 \n 的字符串。

可以看到，print 函數(shù)很好地解釋了 \n 換行符，對字符串進行了換行輸出。

Hello World 小示例

學(xué)習(xí)任何編程語言時，通常都會編寫顯示 Hello World! 的程序。

Hello World! 表示“你好，世界！”，是軟件界的經(jīng)典例程，因為這可以很快地展示一種編程語言的基本語法。

在某些語言中，尤其是編譯語言（如 C語言，C++），可能需要好多行代碼才能獲得此結(jié)果。但是，正如我們看到的，在 Python 中，一行就足夠了：

print("Hello World !")

Python 真是非常簡潔。

5. 總結(jié)

• 你可以用變量來存儲程序中的數(shù)據(jù)。

• 你可以對這些變量進行不同的操作：顯示它們，使用它們進行計算，等等。

• 要為變量賦值，我們使用這樣的方式： variable_name = value 。

• 有不同的變量類型，取決于你要儲存的數(shù)據(jù)。int，float，str（字符串），等等。

• 我們可以用 type 函數(shù)來獲知數(shù)據(jù)類型。

• 為了顯示數(shù)據(jù)，例如變量的值，我們可以使用 print 函數(shù)。

6. 第一部分第五課預(yù)告

今天的課就到這里，一起加油吧！

下一課：Python探索之旅 | 第一部分第五課：條件表達式

我是 謝恩銘，公眾號「程序員聯(lián)盟」（微信號：coderhub）運營者，慕課網(wǎng)精英講師 Oscar 老師，終身學(xué)習(xí)者。
熱愛生活，喜歡游泳，略懂烹飪。
人生格言：「向著標(biāo)桿直跑」