2.3　数据类型

Python是一种动态类型语言，变量不需要提前声明而是在赋值时根据所赋的值自动确定类型，且变量类型随着所赋值类型的变动而变化。Python中变量名定义遵循以下规定。

（1）变量名由字母或者下画线开头的字母、下画线和数字组成，数字不能作为变量名的开头字符。例如，aa、a123、a5b、a_b、_abc、_a_b_c是合法变量名，而1a、aa#、a!b是非法变量名。

（2）系统关键字不能作为变量名使用。例如，int、True、print等系统关键字不能作为变量名使用。

（3）变量名中字母区分大小写。例如，aa、Aa、aA、AA代表四个不同的变量。

（4）变量在内存中地址可通过函数id()获取，例如，id（aa）。

2.3.1　布尔型

布尔型是Python中最简单的数据类型，包括True和False两个值。比较和逻辑运算结果为布尔型值，条件成立，值为True；条件不成立，值为False。举例如下：

布尔型变量或者值可进行的运算可通过dir（bool）查看，常用的比较运算符如表2-1所示，逻辑运算符如表2-2所示。

2.3.2　整型

Python中的整型可以处理任意大小的整数，整型变量或者值可进行的运算可通过dir（int）查看，整数运算符如表2-3所示。

其中，/运算的结果为浮点型，如：8/4=2.0, 6/4=1.5；%运算时，运算结果符号与模数符号一致且绝对值最小，如：7%4=3，-7%4=1, 7%-4=-1，-7%-4=-3；//运算时，被除数与除数符号一致时，结果为正，否则，结果为负，且运算结果向下取整，如，7//4=1，-7//4=-2, 7//-4=-2，-7//-4=1。

整数也可以表示成十六进制形式，如：0x4a、0xffff等。

2.3.3　浮点型

Python中的浮点型数可以表示成123.45和1.2345e2两种形式，浮点型变量值可进行的运算可通过dir（float）查看，常用运算符如表2-4所示。

2.3.4　复数型

Python中可以使用复数，复数分为实部与虚部，表示为（a+bj），使用complex（a, b）产生复数（a+bj），其中a表示实部，b表示虚部。复数可进行表2-4的运算，复数变量或者值可进行的运算可通过dir（complex）查看，常见的复数运算函数如表2-5所示。

Python中数值型数据，包括整型、浮点型和复数运算函数如表2-6所示。

2.3.5　字符串型

Python中字符串是用英文半角单引号'或者双引号＂括起来的字符序列，如：'abc#123%def'、＂abc#123%def＂。如果字符串中包括单引号字符，可以用双引号括起来，反之亦然，如：＂abc'456＂、'abc＂456'。如果字符串中既有单引号，也有双引号，可以使用转义符表示，如：'123\'abc\＂456'、＂123\'abc\＂456＂。Python字符串转义符如表2-7所示。

若字符串前面为r或R，则字符串中字符不转义，如：r'123\n456\t'或r＂123\n456\t＂，则表示字符串123\n456\t，其中\n与\t不转义。

如果使用三个单引号将字符串括起来，则可以自由地表示多行字符，且其中可以自由地使用单引号和双引号，如下所示。

字符串变量testStr中包括四行字符，其中的单引号和双引号无须转义。

表2-1所列的比较运算符可以判断两个字符串之间的关系，除此之外，字符串可进行的运算可通过dir（str）查看，常见运算如表2-8所示，子串操作如表2-9所示，转换与判断操作如表2-10所示。

计算机中存在多种字符集和编码方案，以表示不同范围的字符，使用不当会引起程序执行错误。常用的字符集和编码方案有UNICODE、ASCII、GB18030、GBK、BIG5等，其中，UNICODE最为常用，UTF-8、UTF-16、UTF-32是UNICODE的具体实现。Python 3默认使用UTF-8编码方案表示字符，如图2-2程序使用UTF-8编码。Python 3中也经常使用bytes，即以字节流形式存储字符串，有关字符编码常见操作如表2-11所示。

Python字符串可以使用类似C语言中的格式化符号，如表2-12所示。

2.3.6　列表型

Python中的列表是一对“[]”括起来的成员序列，成员之间以“，”隔开，成员在列表中的位置从0开始，成员可以是任意类型，例如，[]、[12, 45, 10]、['Hello', 123, True, 23.4]、[12, [1,2], False]等，其中[]是一个空列表，[12, 45, 10]是成员均为整数的列表，['Hello', 123, True, 23.4]是不同类型成员组成的列表，[12,[1, 2], False]中包括列表类型成员。列表操作可用dir（list）查看，常用操作如表2-13所示。

2.3.7　元组型

Python中的元组是一对“()”括起来的成员序列，成员之间以“，”隔开，成员在元组中位置从0开始，成员可以是任意类型。例如，()、（12, 45, 10）、（'Hello', 123, True, 23.4）、（12,（1, 2）, False）等，其中()是一个空元组，（12, 45, 10）是成员均为整数的元组，（'Hello', 123, True, 23.4）是不同类型成员组成的元组，（12,（1, 2）, False）中包括元组类型成员。元组中只有一个成员时，为消除歧义，在成员后跟一个逗号，例如，（1,）、（'a',）等。元组与列表相似，但列表中元素可以修改，而元组中元素不能直接修改，元组操作可通过dir（tuple）查看，常用操作如表2-14所示。

元组中的成员为数值、布尔型值和字符串时，无法修改，但为类似于列表型的值时，可以修改，例如，tt=（'a',[1], 'b'），执行tt[1].append（2），则tt的值为（'a', [1, 2], 'b'）。

2.3.8　字典型

Python中的字典是一对“{}”括起来的键/值对成员序列，成员之间以“，”隔开，键与值之间以“：”隔开。例如，{}、{'Zhao'：1, 'Qian'：2}、{1：[1, 2]，2：（3, 4），3：'abc'}、{（1，）：[1]，（1, 2）：[1, 2]，（1, 2, 3）：[1, 2, 3]}等，其中，{}是一个空字典；{'Zhao'：1，'Qian'：2}是键为字符串，值为整数的字典；{1：[1, 2]，2：（3, 4），3：'abc'}是键为整数，值为列表、元组和字符串的字典；{（1，）：[1]，（1, 2）：[1, 2]，（1, 2, 3）：[1, 2, 3]}是键为元组、值为列表的字典。字典的键可以是字符串、数值或者元组，不能为列表，因为列表值可变，不能计算hash值，hash值可以用函数hash()计算。例如，hash（'abc'）、hash（123）、hash（1.23）、hash（（1+2j））、hash（（1, 2, 3））等，hash（[1, 2, 3]）会抛出异常。

一个字典中，键应该是唯一的，若键重复，一般保留最后的键/值对，其余的自动丢失，例如，dc={'z'：1，'z'：2，'z'：3}，则dc={'z'：3}。

在实际应用中，字典的键经常为字符串，值为任意类型，字典类型操作可通过dir（dict）查看，常用操作如表2-15所示。

2.3.9　日期型

日期型是与时间相关的类型，Python的time、datetime和calendar模块中包含了与日期型数据相关的操作。

1．time模块

time模块主要处理时间，在使用前需要通过“import time”引入time模块。time模块所包含的操作可通过dir（time）查看。time模块包含的struct_time元组如表2-16所示，时间格式化符号如表2-17所示，常用操作如表2-18所示。

2．datetime模块

time模块主要使用时间元组和距GMT1970纪元的秒数表示时间，与time模块不同，datetime模块表示时间的方式更加贴近人们平时的习惯，并且datetime模块包含了date、time、datetime、timedelta和tzinfo五个类，在引入模块时，语句为“from datetime import *”或者“from datetime import date, time, datetime, timedelta, tzinfo”，其中time类与time模块冲突，后引入的会使先引入的失效，可通过别名引入避免冲突，例如“import time as time0”或者“from datetime import time as dtime”。datetime模块所包含的操作可通过dir（date）、dir（time）、dir（datetime）、dir（timedelta）和dir（tzinfo）查看，别名引入时，需要使用别名，例如，dir（dtime）。

datetime模块date类主要与年月日组成的日期相关，常用操作如表2-19所示。

datetime模块time类主要与时分秒组成的时间相关，常用操作如表2-20所示。

datetime模块datetime类是date类与time类的组合，主要与年月日时分秒组成的时间相关，常用操作如表2-21所示。

datetime模块的timedelta类主要用于表示两个时间之间的差值，具体为date类值之间或者datetime类值之间的差值，例如，td1=date（2017,7,1）-date（2016, 7, 1）和td2=datetime（2017, 7, 1, 14, 30, 10）-datetime（2016, 7, 1, 10, 10, 8）。

timedelta表示时间差值时，使用days、seconds、microseconds 3个属性值表示，常用操作如表2-22所示。

datetime模块的tzinfo类主要提供时区信息，但tzinfo是一个抽象类，不能直接使用，需要通过派生子类使用，实际应用中使用较少。

3．calendar模块

calendar模块主要处理日历，在使用前需要通过“import calendar”引入calendar模块，calendar模块所包含的操作可通过dir（calendar）查看。calendar模块分别用数字0～6表示星期一至星期天，常用操作如表2-23所示。

2.3.10　数组型

Python中标准数据类型没有数组，列表可以当作一维数组使用，列表嵌套可以构成二维或者多维数组。

Python中要使用数组，可以通过语句“import array”引入模块array，模块array中提供基本的数组操作；或者安装第三方库NumPy，第三方库NumPy提供大量的数值运算，包括各种数组操作。本书介绍array中提供的数组操作，需要使用NumPy的读者可以通过安装NumPy包，进行各种数值运算和数组操作。

定义数组前需通过语句“import array”引入模块array，定义数组的格式为：xx=array.array（type[, value]），其中xx为数组名；type为数组元素类型；value可选，为数组的初始值，其中，数组中各元素的值必须为相同类型，数组长度可变，下标从0开始。

array中数组元素类型如表2-24所示。

表2-24中array数组元素类型中没有普通的字符类型，普通的字符类型使用字符串实现。array数组定义举例如下。

array数组常用操作如表2-25所示。