1.變數和資料型別

1.1 資料型別

1.1.1 整數

Python可處理任意大小的整數，包括負整數，在Python程式中，整數的表示方法和數學上的寫法一模一樣，例如：1，100，-8080，0等等。
計算機由於使用二進位制，所以，有時候用十六進位制表示整數比較方便，十六進位制用0x字首和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2等等。

1.1.2浮點數

小數，因為按科學記數法表示時，小數點位置是可變的，又稱浮點數。如1.23x10^9和12.3x10^8是相等的。浮點數可用數學寫法，如1.23，3.14，-9.01等等。但對於很大或很小的浮點數，就必須用科學計數法表示，把10用e替代，1.23x10^9就是1.23e9，或12.3e8，0.000012可寫成1.2e-5等等。
整數和浮點數在計算機內部儲存的方式是不同的，整數運算永遠是精確的（除法難道也是精確的？是的！），而浮點數運算則可能會有四捨五入的誤差。
 

1.1.3字串

字串是以''或""括起來的任意文字，如'abc'，"xyz"等等。注意，''或""本身只是一種表示方式，不是字串的一部分，因此，字串'abc'只有a，b，c這3個字元。

1.1.4布林值

布林值和布林代數的表示完全一致，一個布林值只有True、False兩種值，要麼是True，要麼是False，在Python中，可直接用True、False表示布林值（注意大小寫），也可通過布林運算計算出來。
布林值可用and、or和not運算。
and 與運算，只有所有都為True，and運算結果才是True。
or  或運算，只要其中有一個為True，or運算結果就是True。
not 非運算，它是一個單目運算子，把True變成False，False變成True。
 

1.1.5空值

空值是Python裡一個特殊的值，用None表示。None不能理解為0，因為0是有意義的，而None是一個特殊的空值。
此外，Python還提供列表、字典等多種資料型別，還允許建立自定義資料型別。

1.2 print語句

print語句可向螢幕上輸出指定的文字。
print語句可跟上多個字串，用逗號“,”隔開，會連成一串輸出，print會依次列印每個字串，遇到逗號“,”會輸出一個空格。
print可列印整數，或計算結果。

1.3 註釋

Python的註釋以 # 開頭，後面的文字直到行尾都算註釋。
# 這一行全部都是註釋...
print 'hello'     # 這也是註釋

註釋還有一個巧妙的用途，就是一些程式碼我們不想執行，但又不想刪除，就可以用註釋暫時遮蔽掉：
# 暫時不想執行下面一行程式碼:
# print 'hello, python.'
 

1.4 什麼是變數

在計算機程式中，變數不僅可是數字，還可是任意資料型別。
在Python程式中，變數是用一個變數名錶示，變數名必須是大小寫英文、數字和下劃線（_）的組合，且不能用數字開頭，比如：
a = 1          #變數a是一個整數。
t_007 = 'T007' #變數t_007是一個字串。
在Python中，等號=是賦值語句，可把任意資料型別賦值給變數，同一個變數可反覆賦值，而且可是不同型別的變數，例如：
a = 123     # a是整數
print a
a = 'hello'   # a變為字串
print a
這種變數本身型別不固定的語言稱之為動態語言，與之對應的是靜態語言。
靜態語言在定義變數時必須指定變數型別，如果賦值的時候型別不匹配，就會報錯。例如Java是靜態語言，賦值語句如下：
int a = 123;        # a是整數型別變數
a = "mooc";         # 錯誤：不能把字串賦給整型變數
和靜態語言相比，動態語言更靈活，就是這個原因。

請不要把賦值語句的等號等同於數學的等號。比如下面的程式碼：
x = 10
x = x + 2
如果從數學上理解x = x + 2那無論如何是不成立的，在程式中，賦值語句先計算右側的表示式x + 2，得到結果12，再賦給變數x。由於x之前的值是10，重新賦值後，x的值變成12。

最後，理解變數在計算機記憶體中的表示也非常重要。當我們寫：a = 'ABC'時，Python直譯器幹了兩件事情：
1. 在記憶體中建立了一個'ABC'的字串；
2. 在記憶體中建立了一個名為a的變數，並把它指向'ABC'。
也可把一個變數a賦值給另一個變數b，這個操作實際上是把變數b指向變數a所指向的資料，例如下面的程式碼：
a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print b
最後一行打印出變數b的內容到底是'ABC'呢還是'XYZ'？如果從數學意義上理解，就會錯誤地得出b和a相同，也應該是'XYZ'，但實際上b的值是'ABC'，讓我們一行一行地執行程式碼，就可以看到到底發生了什麼事：
執行a = 'ABC'，直譯器建立了字串  'ABC'和變數 a，並把a指向 'ABC'：
執行b = a，直譯器建立了變數 b，並把b指向 a 指向的字串'ABC'：
執行a = 'XYZ'，直譯器建立了字串'XYZ'，並把a的指向改為'XYZ'，但b並沒有更改：
所以，最後列印變數b的結果自然是'ABC'了。

1.5 定義字串

字串可用''或""括起來表示。
如果字串本身包含'可用" "括起來表示,如I'm OK可表示為：
"I'm OK"
類似的，如果字串包含"，我們就可以用' '括起來表示：
'Learn "Python" in imooc'
如果字串既包含'又包含"怎麼辦？
這時，就需要對字串的某些特殊字元進行“轉義”，Python字串用\進行轉義。
要表示字串 Bob said "I'm OK"。
在它前面插入一個\表示這是一個普通字元，不代表字串的起始，因此，這個字串又可表示為：
'Bob said \"I\'m OK\".'
注意：轉義字元\不計入字串的內容中。
常用的轉義字元還有：
\n 表示換行
\t 表示一個製表符
\\ 表示\字元本身

1.6 raw單行字串與’’’多行字串

如果一個字串包含很多需要轉義的字元，對每一個字元都進行轉義會很麻煩。為避免這種情況，可在字串前面加個字首r，表示這是一個raw字串，裡面的字元就不需要轉義。例如：

但是r'...'表示法不能表示多行字串，也不能表示包含'和 "的字串。
要表示多行字串，可以用'''多行串'''表示：
'''Line 1
Line 2
Line 3'''
上面這個字串的表示方法和下面的是完全一樣的：
'Line 1\nLine 2\nLine 3'
還可在多行字串前面新增r，把這個多行字串也變成一個raw字串：
r'''Python is created by "Guido".
It is free and easy to learn.
Let's start learn Python in imooc!'''

1.7 Unicode字串

字串還有一個編碼問題。
因為計算機只能處理數字，如果要處理文字，就必須先把文字轉換為數字才能處理。最早的計算機在設計時採用8個位元（bit）作為一個位元組（byte），所以，一個位元組能表示的最大的整數就是255（二進位制11111111=十進位制255），0 255被用來表示大小寫英文字母、數字和一些符號，這個編碼表被稱為ASCII編碼，比如大寫字母 A 的編碼是65，小寫字母 z 的編碼是122。
如果要表示中文，顯然一個位元組是不夠的，至少需要兩個位元組，而且還不能和ASCII編碼衝突，所以，中國製定了GB2312編碼，用來把中文編進去。
類似的，日文和韓文等其他語言也有這個問題。為了統一所有文字的編碼，Unicode應運而生。Unicode把所有語言都統一到一套編碼裡，這樣就不會再有亂碼問題了。
Unicode通常用兩個位元組表示一個字元，原有的英文編碼從單位元組變成雙位元組，只需要把高位元組全部填為0就可以。
因為Python的誕生比Unicode標準釋出的時間還要早，所以最早的Python只支援ASCII編碼，普通的字串'ABC'在Python內部都是ASCII編碼的。
Python在後來添加了對Unicode的支援，以Unicode編碼的字串用u'...'表示，比如：

注意: 不加 u ，中文有時候可能不正常顯示。
Unicode字串除了多了一個u之外，與普通字串沒啥區別，轉義字元和多行表示法仍然有效，如
轉義有效：
u'中文\n日文\n韓文'
多行有效：
u'''第一行
第二行'''
raw+多行：
ur'''Python的Unicode字串支援"中文",
"日文",
"韓文"等多種語言'''
如果中文字串在Python環境下遇到 UnicodeDecodeError，這是因為.py檔案儲存的格式有問題。可以在第一行添加註釋
# -*coding: utf-8 -*-
或
# coding=utf-8
目的是告訴Python直譯器，用UTF-8編碼讀取原始碼。然後用UTF-8格式儲存。

1.8 整數和浮點數

Python支援對整數和浮點數直接進行四則混合運算，運算規則和數學上的四則運算規則完全一致。
基本運算：
1 + 2 + 3   # ==> 6
4 * 5 - 6   # ==> 14
7.5 / 8 + 2.1   # ==> 3.0375
使用括號可以提升優先順序，這和數學運算完全一致，注意只能使用小括號，但是括號可巢狀很多層：
(1 + 2) * 3    # ==> 9
(2.2 + 3.3) / (1.5 * (9 - 0.3))    # ==> 0.42145593869731807
和數學運算不同的地方是，Python的整數運算結果仍然是整數，浮點數運算結果仍然是浮點數：
1 + 2       # ==> 整數 3
1.0 + 2.0    # ==> 浮點數 3.0
但是整數和浮點數混合運算的結果是浮點數：
1 + 2.0    # ==> 浮點數 3.0
為什麼要區分整數運算和浮點數運算呢？這是因為整數運算的結果永遠是精確的，而浮點數運算的結果不一定精確，因為計算機記憶體再大，也無法精確表示出無限迴圈小數，比如 0.1 換成二進位制表示就是無限迴圈小數。
那整數的除法運算遇到除不盡的時候，結果難道不是浮點數嗎？我們來試一下：
11 / 4    # ==> 2
令人驚訝的是，Python的整數除法，即使除不盡，結果仍然是整數，餘數直接被扔掉。不過，Python提供了一個求餘的運算 % 可以計算餘數：
11 % 4    # ==> 3
如果我們要計算11/ 4的精確結果，按照“整數和浮點數混合運算的結果是浮點數”的法則，把兩個數中的一個變成浮點數再運算就沒問題了：
11.0 / 4    # ==> 2.75

1.9 布林型別

Python支援布林型別的資料，布林型別只有True和False兩種值，但是布林型別有以下幾種運算：（與一假則假、或一真則真，非真即假、非假即真）
與運算：只有兩個布林值都為True時，計算結果才為True。
True and True    # ==> True
True and False    # ==> False
False and True    # ==> False
False and False    # ==> False
或運算：只要有一個布林值為True，計算結果就是True。
True or True   # ==> True
True or False   # ==> True
False or True   # ==> True
False or False   # ==> False
非運算：把True變為False，或者把False變為True：
not True   # ==> False
not False   # ==> True
布林運算在計算機中用來做條件判斷，根據計算結果為True或者False，計算機可以自動執行不同的後續程式碼。
在Python中，布林型別還可以與其他資料型別做and、or和not運算，請看下面的程式碼：
a = True
print a and 'a=T' or 'a=F'
計算結果不是布林型別，而是字串'a=T'，這是為什麼呢？
因為Python把0、空字串''和None看成 False，其他數值和非空字串都看成 True，所以：
True and 'a=T' 計算結果是 'a=T'
繼續計算 'a=T' or 'a=F' 計算結果還是 'a=T'
要解釋上述結果，又涉及到 and 和 or 運算的一條重要法則：短路計算。
1. 在計算a and b時，如果a是False，則根據與運演算法則，整個結果必定為False，因此返回a；如果a是True，則整個計算結果必定取決於 b，因此返回b。
2. 在計算a or b時，如果a是True，則根據或運演算法則，整個計算結果必定為True，因此返回a；如果a是False，則整個計算結果必定取決於 b，因此返回 b。
所以Python直譯器在做布林運算時，只要能提前確定計算結果，它就不會往後算了，直接返回結果。