一、变量

1. 变量的概念

• 在编程中，变量是用来存储和表示数据的一种命名标识符。

• 可以将变量视为计算机内存中的一个存储箱，用于临时存储数据。

• 变量可以存储各种类型的数据，如整数、浮点数、字符串等。

• 在程序执行过程中，变量的值可以随时被修改或更新。

Tips：

2. 创建变量

• 在Python中，创建变量非常简单，只需将变量名赋予一个值即可。

• Python是一种动态类型语言，因此不需要事先声明变量的类型。

例如：

x = 10  # 创建一个整数变量 x，值为 10
name = "yushifu"  # 创建一个字符串变量 name，值为 "Alice"
is_student = True  # 创建一个布尔变量 is_student，值为 True

多个变量的赋值：

3. 变量的修改

• 在Python中，变量的值可以随时被修改或更新。
• 只需重新为变量赋予一个新的值即可。例如：

x = 10  # 创建一个整数变量 x，值为 10
x = 20  # 修改变量 x 的值为 20

在这个例子中，变量x最初被赋予值10，然后又被赋予值20，因此x的值被修改为20。

4. 变量的命名

在Python中，变量的命名需要遵循一定的规则：

• 1.变量名只能包含字母、数字和下划线，不能以数字开头。
• 2.变量名不能包含空格或特殊字符，如$、@、%等。
• 3.变量名不能是Python的关键字（例如if、for、while等）。
• 4.变量名应该具有描述性，能够清晰地表达变量所代表的含义。
• 5.变量名区分大小写，例如Name和name是不同的变量。

一般来说，建议使用小写字母和下划线组合的方式来命名变量，以提高代码的可读性。

first_name = "John"
age = 16
is_adult = True

二、数据类型

1. Python中的数据类型

• Python是一种动态类型语言，它提供了丰富的内置数据类型，用于表示不同种类的数据。
• 常见的数据类型包括整型、浮点型、布尔型和字符串等。这些数据类型可以用来存储和处理各种不同形式的数据。

2. 整型（int）

• 整型是Python中用来表示整数的数据类型。它可以存储任意大小的整数，包括正整数、负整数和零。

x = 10  # 正整数
y = -5  # 负整数
z = 0   # 零

3. 浮点型（float）

• 浮点型是Python中用来表示带有小数点的数字的数据类型。
• 它可以存储任意大小的浮点数，包括正浮点数、负浮点数和零。

a = 3.14   # 正浮点数
b = -0.5   # 负浮点数
c = 0.0    # 零

4. 布尔型（bool）

• 布尔型是Python中用来表示逻辑值的数据类型，只有两个取值：True（真）和False（假）。
• 布尔型通常用于条件判断和逻辑运算。

is_adult = True   # 真
is_student = False  # 假

5. 字符串（str）

• 字符串是Python中用来表示文本数据的数据类型。
• 可以包含任意字符，包括字母、数字、标点符号等。
• 字符串需要用引号（单引号或双引号）括起来。

name = "yushifu"   # 使用双引号括起来的字符串
message = 'Hello, World!'  # 使用单引号括起来的字符串

6.复数（complex）

• 在 Python 中，复数由实部和虚部组成，表示为 a + bj 的形式，其中 a 是实部，b 是虚部，j 是虚数单位，满足 j^2 = -1。

• 在 Python 中，复数的存储方式通常与浮点数相同，使用双精度浮点数（64位）表示实部和虚部。

• 因此，复数的存储范围与浮点数相同，大约为 1.7e-308 到 1.7e+308。

• 复数在科学计算和工程领域中经常用到，特别是在涉及到频域分析、信号处理和控制系统等领域的数学模型和算法中。

• 在 Python 中，你可以使用内置的 complex 函数来创建复数。例如：

z = complex(3, 4)   # 创建一个实部为 3，虚部为 4 的复数
print(z)   # 输出：(3+4j)

7. 列表（List）

• 列表是 Python 中最常用的数据结构之一，它是一个有序的集合，可以包含任何数据类型的元素，
• 如整数、浮点数、字符串等。列表使用方括号 [ ] 表示，各元素之间用逗号 , 分隔。
• 列表中的元素可以通过索引访问，并且列表是可变的，即可以修改、添加或删除其中的元素。

my_list = [1, 'a', 2.3]   # 一个包含整数、字符串和浮点数的列表
print(my_list[0])   # 输出：1，访问列表中的第一个元素

8. 元组（Tuple）

• 元组和列表相似，也是一种有序的集合，但是元组是不可变的，一旦创建就无法修改。
• 元组使用圆括号 ( ) 表示，各元素之间同样用逗号 , 分隔。元组通常用于存储不可变的数据，例如函数返回多个值时。

my_tuple = (1, 'a', 2.3)   # 一个包含整数、字符串和浮点数的元组
print(my_tuple[1])   # 输出：'a'，访问元组中的第二个元素

9. 集合（Set）

• 集合是 Python 中的一种无序且元素不重复的数据结构，类似数学中的集合概念。
• 集合使用大括号 { } 表示，各元素之间同样用逗号 , 分隔。集合通常用于去重和快速查找。

my_set = {1, 2, 3, 3, 4}   # 一个包含整数的集合，注意重复元素会被自动去重
print(my_set)   # 输出：{1, 2, 3, 4}

10. 字典（Dictionary）

• 字典是 Python 中的一种键值对集合，每个键值对由键和对应的值组成，键是唯一的，而值可以重复。
• 字典使用花括号 { } 表示，每个键值对之间使用冒号 : 分隔，键值对之间用逗号 , 分隔。
• 字典通常用于存储具有对应关系的数据。

my_dict = {'name': 'John', 'age': 30}   # 一个包含姓名和年龄的字典
print(my_dict['name'])   # 输出：'John'，访问字典中键为'name'的值

11. 数据类型转换

• 编写Python代码时，经常需要将一个数据类型转换为另一个数据类型。
• Python提供了一些内置函数来执行这些转换。下面是一些常见的数据类型转换：

1. 将其他类型转换为整型（int）

• 使用int()函数：将其他类型的数据转换为整型。

num_str = "123"     # 字符串类型的数字
num_int = int(num_str)   # 转换为整型
print(num_int)      # 输出：123

2. 将其他类型转换为浮点型（float）

使用float()函数：将其他类型的数据转换为浮点型。

num_str = "3.14"    # 字符串类型的浮点数
num_float = float(num_str)   # 转换为浮点型
print(num_float)    # 输出：3.14

3. 将其他类型转换为布尔型（bool）

• 使用bool()函数：将其他类型的数据转换为布尔型。
• 大多数类型的数据都可以转换为布尔型，通常0或空值会被转换为False，而其他值会被转换为True

num = 0     # 整数类型的0
is_valid = bool(num)   # 转换为布尔型
print(is_valid)    # 输出：False

text = ""   # 空字符串
is_valid = bool(text)   # 转换为布尔型
print(is_valid)    # 输出：False

value = "Hello"   # 非空字符串
is_valid = bool(value)   # 转换为布尔型
print(is_valid)    # 输出：True

4. 将其他类型转换为字符串（str）

• 使用str()函数：将其他类型的数据转换为字符串类型。

num = 123    # 整数类型
text = str(num)   # 转换为字符串
print(text)   # 输出："123"

5.隐式转换

• 隐式转换是指在表达式中自动进行的类型转换，而无需显式调用转换函数。- Python中的隐式转换主要涉及数值类型之间的转换，包括整型、浮点型和复数型。

整型隐式转换

• 在Python中，当整型与浮点型进行运算时，整型会自动转换为浮点型。
• 这是因为浮点型能够容纳更广泛的数值范围和精度。

num_int = 10    # 整型
num_float = 3.5   # 浮点型
result = num_int + num_float   # 整型和浮点型相加，结果为浮点型
print(result)   # 输出：13.5

布尔型隐式转换

• 布尔型在参与数值运算时会被隐式转换为整型。True被转换为1，False被转换为0。

bool_val = True   # 布尔型
result = bool_val + 10   # 布尔型和整型相加，布尔型被隐式转换为整型
print(result)   # 输出：11

字符串隐式转换

• 在字符串与数值类型进行运算时，如果字符串能够表示为数值，则会被隐式转换为相应的数值类型。
• 如果字符串不能表示为有效的数值，则会引发类型错误。

num_str = "10"    # 字符串类型的数字
result = num_str + 5   # 字符串和整型相加，字符串被隐式转换为整型
print(result)   # 输出：15

• 如果字符串不能转换为有效的数值，则会引发错误：

num_str = "Hello"    # 无法转换为有效的数值
result = num_str + 5   # 引发类型错误