2.3 Python的基本运算和表达式

2.3.1 变量

1．变量的赋值和存储

（1）变量定义

在Python中没有专门的变量定义语句，变量定义是通过对变量第一次进行赋值来实现的。

【例2-3】变量定义示例。

变量必须定义之后才能访问。Python中的变量比较灵活，同一个变量名称可以先后被赋予不同类型的值，定义为不同的变量对象参与计算。在上面的例子中，x一开始是整型变量，之后又变成了浮点型变量。

（2）删除变量

使用del命令可以删除一个对象（包括变量、函数等），删除之后就不能再访问这个对象了，因为它已经不存在了。当然，也可以通过再次赋值重新定义x变量。

变量是否存在，取决于变量是否占据一定的内存空间。当定义变量时，操作系统将内存空间分配给变量，该变量就存在了。当使用del命令删除变量后，操作系统释放了变量的内存空间，该变量也就不存在了。

Python具有垃圾回收机制，当一个对象的内存空间不再使用（引用计数为0）后，这个内存空间就会被自动释放。所以Python不会像C那样发生内存泄漏而导致内存不足甚至系统死机的现象。Python的垃圾空间回收是系统自动完成的，而del命令相当于程序主动地进行空间释放，将其归还给操作系统。

（3）变量引用

Python的变量实质是引用，其逻辑如图2-2所示。

（4）变量修改赋值

Python变量可以通过赋值来修改变量的“值”，但并不是原地址修改。例如，变量x先被赋值为1，然后又被赋值为1.5之后的逻辑如图2-3所示。

由图2-3中可见，并不是x的值由1变成了1.5，而是另外开辟了一个地址空间存储对象，让x指向它。变量的值并不是直接存储在变量里，而是以“值”对象的形式存储在内存某地址中。我们可以说变量指向那个“值”对象。因此，Python变量里存放的实际是“值”对象的位置信息（内存地址）。这种通过地址间接访问对象数据的方式，称为引用。

使用id()函数可以确切地知道变量引用的内存地址，使用运算符is可以判断两个变量是否引用同一个对象。例如：

显然，x和y都赋值为相同的小整数或者短字符串时，两个变量所引用的是同一个对象。这也被称为“驻留机制”。这是Python为提高效率所做的优化，节省了频繁创建和销毁对象的时间，也节省了存储空间。但是，当两个变量赋值为相同的大整数或者长字符串时，默认引用的是两个不同的对象，例如：

我们可以利用变量之间的赋值，来让两个变量引用相同的对象。例如：

2．变量类型的转换

Python是强类型语言。当一个变量被赋值为一个对象后，这个对象的类型就固定了，不能隐式转换成另一种类型。当运算需要时，必须使用显式的变量类型转换。例如input()函数所获得的输入值总是字符串，有时需要将其转换为数值类型，方能进行算术运算。例如：

变量的类型转换并不是对变量原地进行修改，而是产生一个新的预期类型的对象。

Python以转换目标类型名称提供类型转换内置函数。

（1）float()函数。将其他类型数据转换为浮点数，例如：

（2）str()函数。将其他类型数据转换为字符串，例如：

从上述最后两个例子我们可以看出，Python会尽可能转换成字符串长度较短的形式，以节省空间。

（3）int()函数。将其他类型数据转换为整型，例如：

（4）round()函数。将浮点型数值圆整为整型，例如：

圆整计算总是“四舍”，但并不一定总是“五入”。因为总是逢五向上圆整会带来计算概率的偏差。所以，Python采用的是“银行家圆整”：将小数部分为.5的数字圆整到最接近的偶数，即“四舍六入五留双”。

（5）bool()函数。将其他类型数据转换为布尔类型，例如：

（6）chr()和ord()函数。进行整数和字符之间的相互转换：chr()将一个整数按ASCII码转换为对应的字符，ord()是chr()的逆运算，把字符转换成对应的ASCII码或Unicode值。例如：