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Python星球日记 - 第2天：数据类型与变量

news 2025/7/3 22:31:47

🌟引言：

上一篇：Python星球日记 - 第1天：欢迎来到Python星球

名人说：莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行。—— 苏轼《定风波·莫听穿林打叶声》
创作者：Code_流苏(CSDN)（一个喜欢古诗词和编程的Coder😊）

目录

一、变量的概念与命名规则
1. 什么是变量？
2. 变量的工作原理
3. 变量命名规则
4. 变量命名建议

二、常见数据类型
1. 整数 (int)
2. 浮点数 (float)
3. 字符串 (str)
4. 布尔值 (bool)

三、类型转换
1. 常用类型转换函数
2. 字符串与数值之间的转换
3. 布尔值转换规则
4. 类型转换注意事项

四、实战练习：计算用户输入的两个数字之和
1. 基本版本
2. 增强版本（带异常处理）
3. 进阶版本（循环输入）

总结与回顾
思考题（欢迎在评论区给出你的回复）
下一步学习

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专栏介绍： Python星球日记专栏介绍（持续更新ing）

欢迎来到Python星球的第二天！

今天我们将深入探索Python中的 数据类型与变量，这是构建任何Python程序的基础。

一、变量的概念与命名规则

1. 什么是变量？

在Python中，变量是存储数据的容器。想象变量就像一个贴有标签的盒子，盒子里可以放入不同类型的物品（数据），而标签（变量名）让我们能够找到并使用这些数据。

在这里插入图片描述

# 创建一个变量
message = "欢迎来到Python星球"

在这里插入图片描述

在上面的例子中，message是变量名，"欢迎来到Python星球"是存储在这个变量中的数据。

2. 变量的工作原理

当我们创建变量时，Python 会在内存中分配一块空间存储数据，并将变量名与这块内存空间关联起来。

在这里插入图片描述

3. 变量命名规则

Python变量命名有以下规则：

必须以字母或下划线开头，后面可以跟字母、数字和下划线
区分大小写：age和Age是两个不同的变量
不能使用Python关键字，如if、for、while等
避免使用Python内置函数名，如print、input等

# 有效的变量名
user_name = "小明"
age123 = 25
_count = 10

# 无效的变量名
123user = "小红"  # 不能以数字开头
my-name = "小刚"  # 不能使用连字符
if = "条件"       # 不能使用关键字

在这里插入图片描述

4. 变量命名建议

虽然技术上允许，但以下是一些变量命名的建议：

使用有意义的名称，如student_count比sc更清晰
使用小写字母和下划线分隔单词（蛇形命名法），如first_name
保持一致的命名风格
避免过长的变量名，但也不要过于简短以至于失去描述性

二、常见数据类型

Python是一种动态类型语言，这意味着变量可以 存储不同类型的数据，而不需要提前声明类型。

在这里插入图片描述

1. 整数 (int)

整数是没有小数部分的数字，可以是正数、负数或零。

age = 25
temperature = -10
count = 0

# 查看数据类型
print(type(age))  # 输出: <class 'int'>

在这里插入图片描述

Python整数理论上可以是任意大小，只受限于可用内存。

2. 浮点数 (float)

浮点数是带有小数部分的数字。

pi = 3.14159
height = 1.75
negative_float = -0.5

print(type(pi))  # 输出: <class 'float'>

在这里插入图片描述

浮点数在计算机中的表示方式可能导致一些精度问题。例如：

print(0.1 + 0.2)  # 输出: 0.30000000000000004 而不是0.3

在这里插入图片描述

对于需要精确计算的场景（如金融计算），可以使用Python的decimal模块。

3. 字符串 (str)

字符串是一系列字符的序列，在Python中使用单引号'或双引号"括起来的文本。

name = "Python星球"
message = '第2天：数据类型与变量'
empty_string = ""

print(type(name))  # 输出: <class 'str'>

在这里插入图片描述

Python还支持使用三引号创建多行字符串：

multi_line = """这是第一行
这是第二行
这是第三行"""

在这里插入图片描述

字符串支持许多操作，如连接、切片、格式化等：

name = "Python星球"
message = '第2天：数据类型与变量'

# 字符串连接
greeting = "你好，" + name  # 结果: "你好，Python星球"
print(greeting)

# 字符串切片
first_three = name[0:3]  # 结果: "Pyt"
print(first_three)

# 字符串格式化
formatted = f"{name}的第2天学习内容是{message}" # 结果："Python星球的第2天学习内容是第2天：数据类型与变量"
print(formatted)

在这里插入图片描述

4. 布尔值 (bool)

布尔值表示逻辑状态，只有两个可能的值：True和False。

is_student = True
has_completed = False

print(type(is_student))  # 输出: <class 'bool'>

在这里插入图片描述

布尔值主要用于条件判断和逻辑运算：

is_student = True
has_completed = False

# 条件判断
if is_student:
    print("这是一个学生")

# 逻辑运算
is_eligible = is_student and not has_completed
print("是否符合资格:", is_eligible)  # 输出: 是否符合资格: True

在这里插入图片描述

三、类型转换

在Python中，我们经常需要将一种数据类型转换为另一种数据类型，这称为类型转换。

1. 常用类型转换函数

Python提供了一系列内置函数用于类型转换：

在这里插入图片描述

2. 字符串与数值之间的转换

1️⃣字符串转数值

# 字符串转整数
num_str = "42"
num_int = int(num_str)  # 结果: 42 (整数)
print(num_int)

# 字符串转浮点数
pi_str = "3.14159"
pi_float = float(pi_str)  # 结果: 3.14159 (浮点数)
print(pi_float)

在这里插入图片描述

2️⃣数值转字符串

# 整数转字符串
age = 25
age_str = str(age)  # 结果: "25" (字符串)
print(age_str)

# 浮点数转字符串
height = 1.75
height_str = str(height)  # 结果: "1.75" (字符串)
print(height_str)

在这里插入图片描述

3. 布尔值转换规则

将其他类型转换为布尔值时，以下值会被视为False：

数值0和0.0
空字符串""
空列表[]、空元组()、空字典{}等
特殊值None

其他所有值都会被视为True。

# 数值转布尔值
print(bool(0))     # False
print(bool(42))    # True
print(bool(-3.14)) # True

# 字符串转布尔值
print(bool(""))    # False
print(bool("Hello")) # True

# None转布尔值
print(bool(None))  # False

在这里插入图片描述

4. 类型转换注意事项

不是所有的转换都是可行的。例如，尝试将非数字的字符串转换为数值类型会引发错误：

# 这将引发错误
int("Hello")  # ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'Hello'

在这里插入图片描述

在进行类型转换时，特别是处理用户输入时，应该使用异常处理来捕获可能的错误：

try:
    user_input = input("请输入一个数字: ")
    number = int(user_input)
    print(f"您输入的数字是: {number}")
except ValueError:
    print("输入无效，请输入一个有效的数字。")

在这里插入图片描述

四、实战练习：计算用户输入的两个数字之和

现在，让我们将所学知识应用到一个简单的实战练习中：计算用户输入的两个数字之和。

在这里插入图片描述

1. 基本版本

首先，让我们实现一个简单的两数之和计算程序：

# 获取用户输入
first_number_str = input("请输入第一个数字: ")
second_number_str = input("请输入第二个数字: ")

# 转换为浮点数（允许用户输入整数或小数）
first_number = float(first_number_str)
second_number = float(second_number_str)

# 计算和显示结果
sum_result = first_number + second_number
print(f"两个数字的和是: {sum_result}")

在这里插入图片描述

2. 增强版本（带异常处理）

现在，让我们增加异常处理来使程序更加健壮：

def calculate_sum():
    """计算用户输入的两个数字之和"""
    try:
        # 获取用户输入
        first_number_str = input("请输入第一个数字: ")
        first_number = float(first_number_str)
        
        second_number_str = input("请输入第二个数字: ")
        second_number = float(second_number_str)
        
        # 计算和显示结果
        sum_result = first_number + second_number
        print(f"两个数字的和是: {sum_result}")
        
        # 检查结果是否为整数，如果是则转换为整数显示
        if sum_result.is_integer():
            print(f"整数结果: {int(sum_result)}")
    
    except ValueError:
        print("输入无效，请确保输入的是有效的数字。")
    except Exception as e:
        print(f"发生错误: {e}")

# 调用函数
calculate_sum()

在这里插入图片描述

3. 进阶版本（循环输入）

最后，让我们添加循环，允许用户连续计算多组数字的和：

def calculate_sum_advanced():
    """高级版本：允许用户连续计算多组数字的和"""
    continue_calculation = True
    
    while continue_calculation:
        try:
            # 获取用户输入
            first_number_str = input("\n请输入第一个数字: ")
            first_number = float(first_number_str)
            
            second_number_str = input("请输入第二个数字: ")
            second_number = float(second_number_str)
            
            # 计算和显示结果
            sum_result = first_number + second_number
            print(f"两个数字的和是: {sum_result}")
            
            # 检查结果是否为整数，如果是则转换为整数显示
            if sum_result.is_integer():
                print(f"整数结果: {int(sum_result)}")
            
            # 询问用户是否继续
            user_choice = input("\n是否继续计算？(y/n): ").lower()
            continue_calculation = user_choice == 'y' or user_choice == 'yes'
            
        except ValueError:
            print("输入无效，请确保输入的是有效的数字。")
        except KeyboardInterrupt:
            print("\n计算已中断。")
            break
        except Exception as e:
            print(f"发生错误: {e}")

# 调用函数
calculate_sum_advanced()