2.6 数据类型
数据类型主要有整数型、浮点型、复数型、字节型、布尔型、字符串型6种，开发人员应该牢固掌握这些数据类型，只有这样才能减少在编写程序时犯的错误。
2.6.1 整数型
整数型（int）数据就是没有小数部分的数字，Python中的整数包括正整数、0和负整数，不同于强类型的编程语言，它的整数不分类型，或者说它只有一种类型的整数。Python整数的取值范围是无限的，无论多大或者多小的数字，Python都能轻松处理。当所用数值超过计算机自身的计算能力时，Python会自动转用高精度计算（大数计算）。
提示
强类型的编程语言会提供多种整数类型，每种类型的长度都不同，能容纳的整数的大小也不同，开发者要根据实际数字的大小选用不同的类型。例如C语言提供了short、int、long、long long 4种类型的整数，它们的长度依次递增，初学者在选择整数类型时往往比较迷惑。
【例2-18】 整数类型应用示例。
输入如下代码：
# 将21赋值给w
w = 21
print(w)
print(type(w))
# 给y赋一个很大的值
y = 9999999999999999
print(y)
print(type(y))
# 给z赋一个很小的值
z = -76543399988777779
print(z)
print(type(z))
运行结果如下：
21
<class 'int'>
9999999999999999
<class 'int'>
-76543399988777779
<class 'int'>
y是一个极大的数字，z是一个很小的数字，Python都能正确输出，不会发生溢出，这说明Python对整数的处理能力非常强大。无论对于多大或者多小的整数，Python只用一种类型存储，就是int。
在Python中，可以使用多种进制来表示整数。
（1）十进制。平时常见的整数就是十进制形式，它由0～9共10个数字排列组合而成。使用十进制形式的整数不能以0作为开头，除非这个数值本身就是0。
（2）二进制。由0和1两个数字组成，书写时以0b或0B开头。例如，101对应的十进制数是5。
（3）八进制。八进制整数由0～7共8个数字组成，以0o或0O开头。注意，第一个是数字0，第二个是大写或小写的字母O。
（4）十六进制。由0～9共10个数字以及A～F（或a～f）6个字母组成，书写时以0x或0X开头。
【例2-19】 不同进制数据Python代码应用示例。
尝试输入如下代码：
#二进制
bin1 = 0b101
print('bin1Value: ', bin1)
bin2 = 0B110
print('bin2Value: ', bin2)
#八进制
oct1 = 0o26
print('oct1Value: ', oct1)
oct2 = 0O41
print('oct2Value: ', oct2)
#十六进制
hex1 = 0x45
hex2 = 0x4Af
print("hex1Value: ", hex1)
print("hex2Value: ", hex2)
运行结果如下：
bin1Value: 5
bin2Value: 6
oct1Value: 22
oct2Value: 33
hex1Value: 69
hex2Value: 1199
为了提高数字的可读性，Python 3.x允许使用下画线“_”作为数字（包括整数和小数）的分隔符。通常每隔3个数字添加一个下画线，类似于英文数字中的逗号。下画线不会影响数字本身的值。
【例2-20】 数字分隔符应用示例。
输入如下代码：
pi = 3.141_159_265_3
c = 299_792_458
print('圆周率 = {}'.format(pi))
print('光速 = {} m/s'.format(c))
运行结果如下：
圆周率 = 3.1411592653
光速 = 299792458 m/s
2.6.2 浮点型
在编程语言中，小数通常以浮点数（float）的形式存储。浮点数和定点数是相对的：小数在存储过程中，如果小数点发生移动，就称为浮点数；如果小数点不动，就称为定点数。
Python中的小数有两种书写形式：aEn或aen。中间的字母e大小写都可以，a为尾数部分，是一个十进制数；n为指数部分，是一个十进制整数；E或e是固定的字符，用于分割尾数部分和指数部分。整个表达式等价于a乘以10的n次方。
注意
只要写成指数形式，就表示小数，即使它的最终值看起来像一个整数。例如14E3等价于14000，但14E3是一个小数。
提示
Python只有float一种小数类型。C语言有float和double两种小数类型，float能容纳的小数范围比较小，double能容纳的小数范围比较大。
【例2-21】 浮点类型应用示例。
输入如下代码：
a = 25.5
print("a : ", a)
print("Type a : ", type(a))
b = 0.6789123456
print("b : ", b)
print("Type b : ", type(b))
c = 0.00000000000000000000000957
print("c : ", c)
print("Type c: ", type(c))
d = 987654321123456789.789
print("d : ", d)
print("Type d : ", type(d))
e = 34e5
print("e: ", e)
print("Type e : ", type(e))
运行结果如下：
a : 25.5
Type a : <class 'float'>
b : 0.6789123456
Type b : <class 'float'>
c : 9.57e-24
Type c: <class 'float'>
d : 9.876543211234568e+17
Type d : <class 'float'>
e: 3400000.0
Type e : <class 'float'>
2.6.3 复数型
复数（complex）是Python的内置类型，直接书写即可。换句话说，Python语言本身就支持复数，而不依赖于标准库或者第三方库。复数由实部（real）和虚部（imag）构成，在Python中，复数的虚部以j或者J作为后缀，具体格式为：a + bj。
【例2-22】 复数类型应用示例。
输入如下代码：
# 内置函数生成复数
com1 = complex(12, 102)
print(com1)
# 定义生成复数
com2 = 12 + 102j
print(com2)
# 复数计算
print('com1 + com2 = {}'.format(com1 + com2))
print('com1 * com2 = {}'.format(com1 * com2))
运行结果如下：
(12+102j)
(12+102j)
com1 + com2 = (24+204j)
com1 * com2 = (-10260+2448j)
2.6.4 字节型
bytes只负责以字节序列的形式（二进制形式）存储数据，至于这些数据到底表示什么内容（字符串、数字、图片、音频等），完全由程序的解析方式决定。如果采用合适的字符编码方式（字符集），bytes可以恢复成字符串；反之亦然，字符串也可以转换成bytes。
bytes是Python 3.x新增的类型。bytes只是简单地记录内存中的原始数据，至于如何使用这些数据，bytes并不在意，bytes并不约束使用方式。bytes类型的数据非常适合在互联网上传输，可以用于网络通信编程；bytes也可以用来存储图片、音频、视频等二进制格式的文件。
字符串和bytes存在着千丝万缕的联系，可以通过字符串来创建bytes对象，或者说将字符串转换成bytes对象。有以下3种方法可以实现：
（1）如果字符串的内容都是ASCII字符，那么直接为字符串添加b前缀就可以转换成bytes。
（2）bytes是一个类，调用它的构造方法，也就是bytes()，可以将字符串按照指定的字符集转换成bytes；如果不指定字符集，那么默认采用UTF-8。
（3）字符串本身有一个encode()方法，该方法专门用来将字符串按照指定的字符集转换成对应的字节串；如果不指定字符集，那么默认采用UTF-8。
【例2-23】 使用不同方式创建bytes对象示例。
输入如下代码：
#通过构造函数创建空 bytes
b1 = bytes()
#通过空字符串创建空 bytes
b2 = b''
#通过b前缀将字符串转换成 bytes
b3 = b'I love python/'
print("b3: ", b3)
print(b3[3])
print(b3[7:22])
#为 bytes()方法指定字符集
b4 = bytes('大家好', encoding='UTF-8')
print("b4: ", b4)
#通过 encode()方法将字符串转换成 bytes
b5 = "大家好".encode('UTF-8')
print("b5: ", b5)
运行结果如下：
#通过构造函数创建空 bytes
b1 = bytes()
#通过空字符串创建空 bytes
b2 = b''
#通过b前缀将字符串转换成 bytes
b3 = b'I love python/'
print("b3: ", b3)
print(b3[3])
print(b3[7:22])
#为bytes()方法指定字符集
b4 = bytes('大家好', encoding='UTF-8')
print("b4: ", b4)
#通过encode()方法将字符串转换成 bytes
b5 = "大家好".encode('UTF-8')
print("b5: ", b5)
从运行结果可以发现，对于非ASCII字符，print输出的是它的字符编码值（十六进制形式），而不是字符本身。非ASCII字符一般占用2字节以上的内存，而bytes是按照单字节来处理数据的，所以不能一次处理多字节。
2.6.5 布尔型
类似于其他编程语言，Python提供了布尔（bool）类型来表示True或False，比如比较算式5>3，在程序世界称为真，Python使用True来代表；再比如比较算式4>20，在程序世界称为假，Python使用False来代表。True和False是Python中的关键字，当作为Python代码输入时，一定要注意字母的大小写，否则解释器会报错。
值得一提的是，布尔类型可以被作为整数对待，即True相当于整数值1，False相当于整数值0。
【例2-24】 布尔类型运算示例。
输入如下代码：
a = False + 10
b = True + 10
print('a = {}'.format(a))
print('b = {}'.format(b))
运行结果如下：
a = 10
b = 11
这里只是说明在Python中布尔类型可以这么使用，但不建议这么使用。
总的来说，布尔类型就是用于代表某个事情的真或假，如果这个事情是正确的，用True（或1）表示；如果这个事情是错误的，用False（或0）表示。
布尔类型在循环和判断语句中将大显身手，请看下面的例子。
【例2-25】 布尔类型真假示例。
输入如下代码：
print('me' == 'you')
print('100' == 100)
print(2 < 1)
print(4 > 2)
print('me' != 'you')
运行结果如下：
False
False
False
True
True
2.6.6 字符串型
所谓字符串，就是由零个或多个字符组成的有限序列，若干个字符的集合就是一个字符串（string）。Python中的字符串必须由双引号""或者单引号''包围，具体格式如下：
"字符串内容"
'字符串内容'
字符串的内容可以包含字母、标点、特殊符号、中文、韩文等全世界的所有文字。
Python字符串中的双引号和单引号没有任何区别，而有些编程语言的双引号字符串可以解析变量。以下字符串都是符合Python语法的字符串：
'我爱Python'
'www.hao123.com'
'love1314'
'3.141592653'
上面介绍了Python字符串的定义和构成，下面对Python字符串中的一些常见问题和用法进行讲解。
1．字符串中的引号
当字符串内容中出现引号时，需要进行特殊处理，否则Python会解析出错，譬如下面的一行代码：
'I'm a good person!'
由于上面的字符串中包含单引号，此时Python会将字符串中的单引号与第一个单引号配对，这样就会把'I'当成字符串，而后面的m a great person!就变成了多余的内容，从而导致语法错误。对于这种情况，有以下两种处理方案：
1）使用不同的引号包围字符串
如果字符串内容中出现了单引号，那么可以使用双引号包围字符串，反之亦然。譬如以下代码：
2）对引号进行转义
在引号前面添加反斜杠“\”就可以对引号进行转义，让Python把它作为普通文本对待，譬如以下代码：
str1 = 'I\'m a good person!'
str2 = "引文双引号是\"，中文双引号是""
print(str1)
print(str2)
以上两种处理方法运行结果相同，如下所示：
I'm a good person!
引文双引号是"，中文双引号是“。
2．字符串的换行
Python不是格式自由的语言，它对程序的换行、缩进都有严格的语法要求。要想换行书写一个比较长的字符串，必须在行尾添加反斜杠“\”。
【例2-26】 字符串转换应用示例。
输入如下代码：
运行结果如下：
I love Python. I Love Coding. I Love Monday.
可以看出“\”对一行长代码进行了换行显示。
换行在之前简单介绍过，这里再使用字符串进行代码实践，希望读者对这种用法能有自己的理解，熟练掌握。
3．长字符串
所谓长字符串，就是可以直接换行（不用加反斜杠“\”）书写的字符串。Python长字符串由3个双引号"""或者3个单引号'''包围，语法格式如下：
"""长字符串内容"""
'''长字符串内容'''
在长字符串中放置单引号或者双引号不会导致解析错误。如果长字符串没有赋值给任何变量，那么这个长字符串就不会起任何作用，和一段普通的文本无异，相当于被注释掉了。
当程序中有大段文本内容需要定义成字符串时，优先推荐使用长字符串形式，因为这种形式非常强大，可以在字符串中放置任何内容，包括单引号和双引号。
【例2-27】 长字符串应用示例。
输入如下代码：
运行结果如下：
黄山境内分为温泉、云谷、玉屏、北海、松谷、钓桥、浮溪、洋湖、福固9个管理区，有千米以上高峰88座，
黄山境内有大量的文化遗存，如古蹬道、古楹联、古桥、古亭、古寺、古塔等。
另有现存摩崖石刻300余处。
长字符串中的换行、空格、缩进等空白符都会原样输出，所以以上代码的输出就是“long_str”这个长字符串原有的格式。
4．Python原始字符串
Python字符串中的反斜杠“\”有着特殊的作用，就是转义字符。转义字符有时会带来一些麻烦，例如要表示一个包含Windows路径D:\Program Files\Python 3.10\python.exe的字符串，在Python程序中不能直接这样输入，无论是普通字符串还是长字符串。
因为“\”的特殊性，需要对字符串中的每个“\”都进行转义，也就是写成D:\\Program Files\\Python 3.10\\python.exe这种形式才行。这种写法需要特别谨慎，稍有疏忽就会出错。为了解决转义字符的问题，Python支持原始字符串。在原始字符串中，“\”不会被当作转义字符，所有的内容都保持“原汁原味”的样子。
在普通字符串或者长字符串的开头加上r前缀，就变成了原始字符串，具体格式如下：
str1 = r'原始字符串内容'
str2 = r"""原始字符串内容"""
以刚才的Windows环境路径为例进行代码实战。
【例2-28】 Windows环境路径应用示例。
输入如下代码：
ori_str = r'D:\Program Files\Python 3.10\python.exe'
print(ori_str)
运行结果如下：
D:\Program Files\Python 3.10\python.exe
如果普通格式的原始字符串中出现引号，程序同样需要对引号进行转义，否则Python照样无法对字符串的引号精确配对；但是和普通字符串不同的是，此时用于转义的反斜杠会变成字符串内容的一部分。
注意
Python原始字符串中的反斜杠仍然会对引号进行转义，因此原始字符串的结尾处不能是反斜杠，否则字符串结尾处的引号会被转义，导致字符串不能正确结束。