【Python实战】零基础实战教程(三) 变量与数据类型

前言

好久没写博客了，还是坚持一下，继续这次关于Python基础的教程。

关于上一章，Python环境管理器pip的使用教程。

如果有同学还需要加深印象的话，可以点击右边传送门：【Python实战】零基础实战教程(二) pip？

今天即将带大家来探索的是Python的 【变量和数据类型】

这个是 Python 中最基础但又最重要的概念，这次带大家深入浅出。

掌握这些内容后，你就能在实战中处理各种数据，并为后续的控制流、函数、面向对象等知识做好铺垫。

基础打好了后，才能用Python来大杀四方！嘿嘿！

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一、变量（Variables）

1、What is Variables (变量是什么) ？

变量：是程序运行时用于存储数据的“容器”。

在 Python 中，你不需要显式声明变量的类型，只需给它赋值即可。

# 整型
x = 10
# 字符串
name = "Tony"
# 布尔值
is_valid = True

上述例子的语法虽然简洁又直接，但 非 常 不 推 荐 。

弊端如下：

1. 代码可读性和可维护性降低。

value = 42       # 整数
value = "Hello"  # 字符串
value = [1, 2]   # 列表
value = 3.14     # 浮点数

问题：其他开发者（或未来的你）难以理解变量的预期用途。
后果：增加调试难度，代码变得脆弱。

2. 运行时错误风险增加。

total = 0
# for循环
for i in range(10):if i % 2 == 0:total = total + i   # 整数加法else:total = str(total)  # 突然变成字符串total += "!"        # 字符串拼接# 下一行会崩溃！
result = total * 2  # TypeError: 字符串不能和整数相乘

问题：类型相关的操作可能在意外位置崩溃。
后果：难以追踪的TypeError异常。

3. 性能影响。

   虽然Python本身是动态类型语言，但频繁类型变更会影响：

   • 解释器优化：CPython的字节码优化器难以推断类型。
   • 内存分配：每次类型变更都需重新分配内存。
   • 缓存局部性：不同类型对象内存布局不同，降低CPU缓存命中率。

# 性能测试对比
import timeit# 固定类型
def stable_type():x = 0for i in range(10000):x = i  # 始终整数# 动态类型
def dynamic_type():x = 0for i in range(10000):x = i if i % 2 else str(i)  # 交替整数/字符串print("固定类型:", timeit.timeit(stable_type, number=1000))
print("动态类型:", timeit.timeit(dynamic_type, number=1000))# 典型结果:
# 固定类型: 0.8秒
# 动态类型: 1.5秒 (慢约2倍)

4. 开发工具（IDE）支持失效。

   • 类型检查器（如mypy）无法提供有效静态检查。
   • IDE自动补全失效（无法推断变量类型)。
   • 文档生成工具无法确定参数/返回类型。

5. 设计缺陷的信号。

   • 变量被用于多个不相关的目的（违反单一职责）。
   • 缺少合理的抽象（应使用不同变量或类封装）。
   • 数据处理流程设计混乱。

2、变量注解（Variable Annotation）语法

这个语法主要是用来给变量加上类型提示。

推荐语法如下：

# 整型
x: int = 10
# 字符串
name: str = "Tony"
# 布尔值
is_valid: bool = True

在大型项目上，Python语言的维护难度是很高的，有一部分原因是因为变量的类型没有约束，也没有相应的注释导致的。

这个变量注解的语法的优势如下：

1. 提高代码可读性和可维护性（方便自己也方便他人）
2. 降低运行时错误风险（不同数据类型交叉赋值）
3. 性能提高（既定类型变量不需要重新分配内存）

3、变量命名规则

3.1 核心规则（必须遵守）

3.1.1 合法字符

• 首字符：字母（a-z, A-Z）或下划线 _ 。
• 后续字符：字母、数字（0-9）、下划线 _ 。
• 禁止：空格、连字符 -、特殊符号（如 @, $, # 等）。

# 合法
user_name = "Alice"
_count = 10
total2 = 30# 非法
2nd_place = "Bob"  # 不能以数字开头
user-name = "Charlie"  # 不能包含连字符
$price = 9.99  # 不能包含特殊符号

3.1.2 保留关键字禁止使用

• 不能使用 Python 关键字（如 if, for, while, class 等）。

# 错误示例
class = "Computer Science"  # SyntaxError

3.1.3 大小写