《Python從小白到大牛》已經上市！
在聲明變量時會用到數據類型，在前面已經用到一些數據類型，例如整數和字符串等。在Python中所有的數據類型都是類，每一個變量都是類的“實例”。沒有基本數據類型的概念，所以整數、浮點和字符串也都是類。
Python有6種標準數據類型：數字、字符串、列表、元組、集合和字典，列表、元組、集合和字典可以保存多項數據，他們每一個都是一種數據結構，本書中把他們統稱爲“數據結構”類型。
本章先介紹數字和字符串，列表、元組、集合和字典數據類型後面章節會詳細介紹。
數字類型
Python數字類型有4種：整數類型、浮點類型、複數類型和布爾類型。需要注意的是布爾類型也是數字類型，它事實上是整數類型的一種。
整數類型
Python整數類型爲int，整數類型的範圍可以很大，可以表示很大的整數，這隻受所在計算機硬件的限制。
給Python 2的提示 Python
3不再區分整數和長整數，只要你需要所有的整數都可以是長整數。
默認情況下一個整數值，例如16表示的十進制整數。那麼其他進制，如二進制數、八進制數和十六進制整數表示方式如下：
-
二進制數：以 0b 或0B爲前綴，注意0是阿拉伯數字，不要誤認爲是英文字母o。
-
八進制數，以0o或0O爲前綴，第一個字符是阿拉伯數字0，第二個字符是英文字母o或O。
- 十六進制數：以 0x或0X爲前綴，注意0是阿拉伯數字。
例如整數值28、0b11100、0B11100、0o34、0O34、0x1C和0X1C都同一個數字。在Python
Shell輸出結果如下：
>>> 28
28
>>> 0b11100
28
>>> 0O34
28
>>> 0o34
28
>>> 0x1C
28
>>> 0X1C
28浮點類型
浮點類型主要用來儲存小數數值，Python浮點類型爲float，Python只支持雙精度浮點類型，而且是與本機相關。
浮點類型可以使用小數表示，也可以使用科學計數法表示，科學計數法中會使用大寫或小寫的e表示10的指數，如e2表示102。
在Python Shell中運行示例如下：
>>> 1.0
1.0
>>> 0.0
0.0
>>> 3.36e2
336.0
>>> 1.56e-2
0.0156其中3.36e2表示的是3.36×102，1.56e-2表示的是1.56×10-2。
複數類型
複數在數學中是非常重要的概念，無論是理論物理學，還是電氣工程實踐中都經常使用。但是很多計算機語言都不支持複數，而Python是支持複數的，這使得Python能夠很好地用來進行科學計算。
Python中複數類型爲complex，例如1+2j表示的是實部1，虛部2的複數。在Python
Shell中運行示例如下：
>>> 1+2j
(1+2j)
>>> (1+2j) + (1+2j)
(2+4j)上述代碼實現了兩個複數(1+2j)的相加。
布爾類型
Python中布爾類型爲bool，bool是int的子類，它只有兩個值：True和False。
注意
任何類型數據都可以通過bool()函數轉換爲布爾值，那些被認爲“沒有的”、“空的”值會轉換爲False，反之轉換爲True。如None（空對象）、False、0、0.0、0j（複數）、''（空字符串）、[]（空列表）、()（空元組）和{}（空字典）這些數值會轉換爲False，否則是True。
示例如下：
>>> bool(0)
False
>>> bool(2)
True
>>> bool(1)
True
>>> bool('')
False
>>> bool(' ')
True
>>> bool([])
False
>>> bool({})
False上述代碼中bool(2)和bool(1)表達式輸出的True，這說明2和1都能轉換爲Ture，在整數中只有0是轉換爲False的，其他類型亦是如此。
數字類型相互轉換
學習了前面的數據類型後，大家會思考一個問題，數據類型之間是否可以轉換呢？Python通過了一些函數可以實現不同數據類型之間的轉換。如：數字類型之間互相轉換以及整數與字符串之間的轉換。本節先討論數字類型的互相轉換。
除複數外，其他的三種數字類型整數、浮點和布爾都可以互相進行轉換，轉換分爲隱式類型轉換和顯式類型轉換。
隱式類型轉換
多個數字類型數據之間可以進行數學計算，由於參與進行計算的數字類型可能不同，此時會發生隱式類型轉換。計算過程中隱式類型轉換規則如表6-1所示。
表 6‑1隱式類型轉換規則
| 操作數1類型 | 操作數2類型 | 轉換後的類型 |
|---|---|---|
| 布爾 | 整數 | 整數 |
| 布爾、整數 | 浮點 | 浮點 |
布爾數值可以隱式轉換爲整數類型，布爾值True轉換爲整數1，布爾值False轉換整數0。在Python
Shell中運行示例如下：
>>> a = 1 + True
>>> print(a)
2
>>> a = 1.0 + 1
>>> type(a) ①
<class 'float'>
>>> print(a)
2.0
>>> a = 1.0 + True
>>> print(a)
2.0
>>> a = 1.0 + 1 + False
>>> print(a)
2.0從上述代碼表達式的運算結果類型，可知表6-1所示的類型轉換規則，這裏不再贅述。另外，上述代碼第①行使用了type()函數,
type()函數可以返回傳入數據的類型，\<class 'float'\>說明是浮點類型。
顯式類型轉換
在不能進行隱式轉換情況下，則可以使用轉換函數進行顯式轉換了。除複數外，三種數字類型整數、浮點和布爾都有自己的轉換函數，分別是int()、float()和bool()函數，bool()函數在6.1.4節已經介紹過了，這裏不再贅述。
int()函數可以將布爾、浮點和字符串轉換爲整數。布爾數值True使用int()函數返回1，False使用int()函數返回0；浮點數值使用int()函數會截掉小數部分。int()函數轉換字符串會在下一節再介紹。
float()函數可以將布爾、整數和字符串轉換爲浮點。布爾數值True使用float()函數返回1.0，False使用float()函數返回0.0；整數值使用float()函數會加上小數部分（.0）。float()函數轉換字符串會在下一節再介紹。
在Python Shell中運行示例如下：
>>> int(False)
0
>>> int(True)
1
>>> int(19.6)
19
>>> float(5)
5.0
>>> float(False)
0.0
>>> float(True)
1.0字符串類型
由字符組成的一串字符序列，稱爲“字符串”，字符串是有順序的，從左到右，索引從0開始依次遞增。Python中字符串類型是str。
字符串表示方式
Python中字符串表示方式三種：
-
普通字符串。採用單引號（'）或雙引號（"）包裹起來的字符串。
-
原始字符串（raw
string）。在普通字符串前加r，字符串中的特殊字符不需要轉義，按照字符串的本來“面目”呈現。 - 長字符串。字符串中包含了換行縮進等排版字符，可以使用三重單引號（'''）或三重雙引號（"""）包裹起來，這就是長字符串。
- 普通字符串
很多程序員習慣於使用單引號（'）表示字符串。下面示例表示的都是Hello World字符串：
'Hello World'
"Hello World"
'\u0048\u0065\u006c\u006c\u006f\u0020\u0057\u006f\u0072\u006c\u0064' ①
"\u0048\u0065\u006c\u006c\u006f\u0020\u0057\u006f\u0072\u006c\u0064" ②Python中的字符采用Unicode編碼，所以字符串可以包含中文等亞洲字符。代碼第①行和第②行的字符串是用Unicode編碼表示的字符串，事實上它表示的也是Hello
World字符串，可通過print函數將Unicode編碼表示的字符串輸出到控制檯，則會看到Hello
World字符串。在Python Shell中運行示例如下：
>>> s = 'Hello World'
>>> print(s)
Hello World
>>> s = "Hello World"
>>> print(s)
Hello World
>>> s = '\u0048\u0065\u006c\u006c\u006f\u0020\u0057\u006f\u0072\u006c\u0064'
>>> print(s)
Hello World
>>> s = "\u0048\u0065\u006c\u006c\u006f\u0020\u0057\u006f\u0072\u006c\u0064"
>>> print(s)
Hello World如果想在字符串中包含一些特殊的字符，例如換行符、製表符等在普通字符串中則需要轉義，前面要加上反斜槓（\），這稱爲字符轉義。表6-2所示是常用的幾個轉義符。
表 6‑2 轉義符
| 字符表示 | Unicode編碼 | 說 明 |
|---|---|---|
| \t | \u0009 | 水平製表符 |
| \n | \u000a | 換行 |
| \r | \u000d | 回車 |
| \" | \u0022 | 雙引號 |
| \' | \u0027 | 單引號 |
| \\ | \u005c | 反斜線 |
在Python Shell中運行示例如下：
>>> s = 'Hello\n World'
>>> print(s)
Hello
World
>>> s = 'Hello\t World'
>>> print(s)
Hello World
>>> s = 'Hello\' World'
>>> print(s)
Hello' World
>>> s = "Hello' World" ①
>>> print(s)
Hello' World
>>> s = 'Hello" World' ②
>>> print(s)
Hello" World
>>> s = 'Hello\\ World' ③
>>> print(s)
Hello\ World
>>> s = 'Hello\u005c World' ④
>>> print(s)
Hello\ World對於字符串中的單引號（'）和雙引號（"）也可以不要轉義符，在包含單引號的字符串中使用雙引號包裹字符串，見代碼第①行；在包含雙引號的字符串中使用單引號包裹字符串，見代碼第②行。另外，可以在使用Unicode編碼替代需要轉義的特殊字符，代碼第④行與代碼第③是等價的。
- 原始字符串（raw string）
在普通字符串前面加字母r，表示字符串是原始字符串，原始字符串是直接按照字符串的字面意思來使用，沒有轉義字符。在Python
Shell中運行示例代碼如下：
>>> s = 'Hello\tWorld' ①
>>> print(s)
Hello World
>>> s = r'Hello\tWorld' ②
>>> print(s)
Hello\tWorld代碼第①是普通字符串，代碼第②是原始字符串，他們的區別只是在字符串前面加字母r。從輸出結果可見，原始字符串中的\t沒有被當成製表符使用。
- 長字符串
字符串中包含了換行縮進等排版字符，則可以使用長字符串。在Python
Shell中運行示例代碼如下：
>>> s ='''Hello
World'''
>>> print(s)
Hello
World
>>> s = """ Hello \t ①
World"""
>>> print(s)
Hello
World在長字符串中如果包含特殊字符，也需要轉義的，見代碼第①行。
字符串格式化
在實際的編程過程中，經常會遇到將其他類型變量與字符串拼接到一起，並進行格式化輸出。例如計算的金額需要保留小數點後四爲、數字需要右對齊等，這些都需要格式化。
在字符串格式化時可以使用字符串的format()方法，以及佔位符。在Python
Shell中運行示例如下：
>>> name = 'Mary'
>>> age = 18
>>> s = '她的年齡是{0}歲。'.format(age) ①
>>> print(s)
她的年齡是18歲。
>>> s = '{0}芳齡是{1}歲。'.format(name, age) ②
>>> print(s)
Mary芳齡是18歲。
>>> s = '{1}芳齡是{0}歲。'.format(age, name) ③
>>> print(s)
Mary芳齡是18歲。
>>> s = '{n}芳齡是{a}歲。'.format(n=name, a=age) ④
>>> print(s)
Mary芳齡是18歲。字符串中可以有佔位符（{}表示的內容），配合format()方法使用，會將format()方法中的參數替換佔位符內容。佔位符可以用參數索引表示，見代碼第①行、第②行和第③行，也可以使用參數的名字表示佔位符，見代碼第④行，n和a都是參數名字。
佔位符中還可以有格式化控制符，對字符串的格式進行更加精準控制。不同的數據類型在進行格式化時需要不同的控制符，這些格式化控制符如表6-3所示。
表 6‑3字符串格式化控制符
| 控制符 | 說 明 |
|---|---|
| s | 字符串格式化 |
| d | 十進制整數 |
| f、F | 十進制浮點數 |
| g、G | 十進制整數或浮點數 |
| e、E | 科學計算法表示浮點數 |
| o | 八進制整數，符號是小英文字母o |
| x、X | 十六進制整數，x是小寫表示，X是大寫表示 |
格式控制符是位於佔位符索引或佔位符名字的後面，之間用冒號分隔，例如{1:d}表示索引爲1的佔位符格式參數是十進制整數。在Python
Shell中運行示例如下：
>>> name = 'Mary'
>>> age = 18
>>> money = 1234.5678
>>> "{0}芳齡是{1:d}歲。".format(name, age) ①
'Mary芳齡是18歲。'
>>> "{1}芳齡是{0:5d}歲。".format(age, name) ②
'Mary芳齡是 18歲。'
>>> "{0}今天收入是{1:f}元。".format(name, money) ③
'Mary今天收入是1234.567800元。'
>>> "{0}今天收入是{1:.2f}元。".format(name, money) ④
'Mary今天收入是1234.57元。'
>>> "{0}今天收入是{1:10.2f}元。".format(name, money) ⑤
'Mary今天收入是 1234.57元。'
>>> "{0}今天收入是{1:g}元。".format(name, money)
'Mary今天收入是1234.57元。'
>>> "{0}今天收入是{1:G}元。".format(name, money)
'Mary今天收入是1234.57元。'
>>> "{0}今天收入是{1:e}元。".format(name, money)
'Mary今天收入是1.234568e+03元。'
>>> "{0}今天收入是{1:E}元。".format(name, money)
'Mary今天收入是1.234568E+03元。'
>>> '十進制數{0:d}的八進制表示爲{0:o}，十六進制表示爲{0:x}'.format(28)
'十進制數28的八進制表示爲34，十六進制表示爲1c'上述代碼第①行中{1:d}是格式化十進制整數，代碼第②行中{0:5d}是指定輸出長度爲5的字符串，不足用空格補齊。代碼第③行中{1:d}是格式化十進制浮點數，從輸出的結果可見，小數部分太長了，如果想控制小數部分可以使用代碼第④行的{1:.2f}佔位符，其中表示保留小數兩位（四捨五入）。如果想設置長度可以使用代碼第⑤行的{1:10.2f}佔位符，其中10表示總長度，包括小數點和小數部分，不足用空格補位。
字符串查找
在給定的字符串中查找子字符串是比較常見的操作。字符串類（str）中提供了find和rfind方法用於查找子字符串，返回值是查找子字符串所在的位置，沒有找到返回-1。下面只具體說明find和rfind方法。
-
str.find(sub[, start[,
end]])。在索引start到end之間查找子字符串sub，如果找到返回最左端位置的索引，如果沒有找到返回-1。start是開始索引，end是結束索引，這兩個參數都可以省略，如果start省略說明查找從字符串頭開始；如果end省略說明查找到字符串尾結束；如果全部省略就是查找全部字符串。 - str.rfind(sub[, start[,
end]])。與find方法類似，區別是如果找到返回最右端位置的索引。如果在查找的範圍內只找到一處子字符串，那麼這裏find和rfind方法返回值相同的。
提示 在Python文檔中[]表示可以省略部分，find和rfind方法參數[, start[,
end]]表示start和end都可以省略。
在Python Shell中運行示例代碼如下：
>>> source_str = "There is a string accessing example."
>>> len(source_str) ①
36
>>> source_str[16] ②
'g'
>>> source_str.find('r')
3
>>> source_str.rfind('r')
13
>>> source_str.find('ing')
14
>>> source_str.rfind('ing')
24
>>> source_str.find('e', 15)
21
>>> source_str.rfind('e', 15)
34
>>> source_str.find('ing', 5)
14
>>> source_str.rfind('ing', 5)
24
>>> source_str.find('ing', 18, 28)
24
>>> source_str.rfind('ingg', 5)
-1上述代碼第①行len(source_str)返回字符串長度，注意len是函數，不是字符串的一個方法，它的參數是字符串。代碼第②行source_str[16]訪問字符串中索引16的字符。
上述字符串查找方法比較類似，這裏重點解釋一下source_str.find('ing',
5)和source_str.rfind('ing',
5)表達式。從圖6-1可見ing字符串出現過兩次，索引分別是14和24。source_str.find('ing',
5)返回最左端索引14，返回值爲14；source_str.rfind('ing', 5)返回最右端索引24。
提示
函數與方法的區別？方法是定義在類中的函數，在類的外部調用時需要通過類或對象調用，例如上述代碼source_str.find('r')就是調用字符串對象source_str的find方法，find方法是在str類中定義的。而通常的函數不是類中定義的，也稱爲頂層函數，他們不屬於任何一個類，調用時直接使用函數即可，例如上述代碼中的len(source_str)，就是調用len函數，只不過它的參數是字符串對象source_str。
字符串與數字相互轉換
在實際的編程過程中，經常會用到字符串與數字相互轉換。下面從兩個不同的方面介紹字符串與數字相互轉換。
- 字符串轉換爲數字
字符串轉換爲數字可以使用int()和float()實現，這兩個函數在6.2.2節介紹了實現數字類型之間的轉換，事實上這兩個函數也可以接收字符串參數，如果字符串能成功轉換爲數字，則返回數字，否則引發異常。
在Python Shell中運行示例代碼如下：
>>> int('9')
9
>>> int('9.6')
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
int('9.6')
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '9.6'
>>> float('9.6')
9.6
>>> int('AB')
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#4>", line 1, in <module>
int('AB')
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'AB'
>>>默認情況下int()函數都將字符串參數當成是十進制數字進行轉換，所以int('AB')會失敗。int()函數也可以指定基數（進制），在Python
Shell中運行示例如下：
>>> int('AB', 16)
171- 數字轉換爲字符串
數字轉換字符串有很多種方法，6.3.2節介紹的字符串格式化可以實現將數字轉換爲字符串。另外，Python中字符串提供了str()函數。
可以使用str()函數可以將任何類型的數字都轉換爲字符串。在Python
Shell中運行示例代碼如下：
>>> str(3.24)
'3.24'
>>> str(True)
'True'
>>> str([])
'[]'
>>> str([1,2,3])
'[1, 2, 3]'
>>> str(34)
'34'從上述代碼可以str()函數很強大，什麼類型都可以轉換。但缺點是不能格式化，如果格式化字符串需要使用format函數。在Python
Shell中運行示例代碼如下：
>>> '{0:.2f}'.format(3.24)
'3.24'
>>> '{:.1f}'.format(3.24)
'3.2'
>>> '{:10.1f}'.format(3.24)
' 3.2'提示 在格式化字符串時，如果只有一個參數，佔位符索引可以省略。
本章小結
本章主要介紹了Python中的數據類型，讀者需要重點掌握數字類型與字符串類型，熟悉數字類型互相轉換，以及數字類型與字符串之間的轉換。
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