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Python3 基本数据类型教程 - 全面指南

JingLv
综合资讯
2025-07-15
1188

Python3 基本数据类型教程

数据类型的重要性

在Python编程中，数据类型是构建程序的基础。理解不同数据类型及其特性是编写高效、可维护代码的关键。Python是一种动态类型语言，这意味着你不需要显式声明变量的类型，解释器会在运行时自动推断。

Python3中的基本数据类型可分为以下几类：数字类型、序列类型、映射类型和集合类型。本教程将详细介绍每种类型及其常见操作。

1. 数字类型 (Numeric Types)

整数 (int)

整数是不带小数点的数字，可以是正数或负数。

# 整数示例
age = 25
temperature = -10
population = 7800000000

# 整数运算
print(10 + 5)    # 输出: 15
print(20 - 8)    # 输出: 12
print(6 * 7)     # 输出: 42
print(15 / 4)    # 输出: 3.75 (注意结果是浮点数)
print(15 // 4)   # 输出: 3 (整除)
print(15 % 4)    # 输出: 3 (取余)
print(2 ** 8)    # 输出: 256 (幂运算)

浮点数 (float)

浮点数表示带有小数点的数字，用于更精确的数值计算。

# 浮点数示例
pi = 3.14159
temperature = 36.6
price = 9.99

# 浮点数运算
print(0.1 + 0.2)        # 输出: 0.30000000000000004 (浮点数精度问题)
print(round(0.1 + 0.2, 1)) # 输出: 0.3 (使用round函数控制精度)
print(10.5 * 2)         # 输出: 21.0
print(10.0 // 3)        # 输出: 3.0 (浮点数整除)

布尔值 (bool)

布尔值表示真(True)或假(False)，常用于条件判断。

# 布尔值示例
is_active = True
has_permission = False

# 布尔运算
print(True and False)   # 输出: False
print(True or False)    # 输出: True
print(not True)         # 输出: False

# 布尔值在条件判断中的应用
if age >= 18:
    print("成年人")
else:
    print("未成年人")

2. 字符串 (str)

字符串是由字符组成的序列，用于表示文本信息。在Python中，字符串是不可变的。

# 字符串创建
name = "Alice"
message = 'Hello, World!'
multiline = """这是一个
多行字符串"""

# 字符串操作
print(len(name))            # 输出: 5 (字符串长度)
print(name + " Smith")      # 输出: Alice Smith (字符串拼接)
print("Hello, " * 3)        # 输出: Hello, Hello, Hello, 
print("a" in "apple")       # 输出: True (成员检查)

# 字符串索引和切片
s = "Python"
print(s[0])                 # 输出: P (索引从0开始)
print(s[-1])                # 输出: n (负索引表示从末尾开始)
print(s[2:5])               # 输出: tho (切片操作)
print(s[:4])                # 输出: Pyth
print(s[2:])                # 输出: thon
print(s[::-1])              # 输出: nohtyP (反转字符串)

# 字符串常用方法
print("hello".upper())      # 输出: HELLO
print("WORLD".lower())      # 输出: world
print(" python ".strip())   # 输出: python (移除两端空白)
print("apple,banana,orange".split(",")) # 输出: ['apple', 'banana', 'orange']
print("hello world".replace("world", "Python")) # 输出: hello Python
print("Python".startswith("Py")) # 输出: True
print("Python".endswith("on"))   # 输出: True

3. 列表 (list)

列表是有序的可变序列，可以包含不同类型的元素。列表使用方括号[]表示。

# 列表创建
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
mixed = [10, "hello", 3.14, True]

# 列表操作
print(len(numbers))         # 输出: 5 (列表长度)
print(fruits[1])            # 输出: banana (索引访问)
fruits[0] = "orange"        # 修改元素
print(fruits)               # 输出: ['orange', 'banana', 'cherry']

# 列表切片
print(numbers[1:4])         # 输出: [2, 3, 4]
print(numbers[::2])         # 输出: [1, 3, 5] (步长为2)

# 列表方法
fruits.append("grape")      # 添加元素到末尾
print(fruits)               # 输出: ['orange', 'banana', 'cherry', 'grape']

fruits.insert(1, "mango")   # 在指定位置插入元素
print(fruits)               # 输出: ['orange', 'mango', 'banana', 'cherry', 'grape']

fruits.remove("banana")     # 移除指定元素
print(fruits)               # 输出: ['orange', 'mango', 'cherry', 'grape']

popped = fruits.pop()       # 移除并返回最后一个元素
print(popped)               # 输出: grape
print(fruits)               # 输出: ['orange', 'mango', 'cherry']

numbers.sort()              # 排序(原地修改)
print(numbers)              # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]

# 列表推导式
squares = [x**2 for x in range(1, 6)]
print(squares)              # 输出: [1, 4, 9, 16, 25]

4. 元组 (tuple)

元组是有序的不可变序列，使用圆括号()表示。与列表不同，元组创建后不能修改。

# 元组创建
coordinates = (10, 20)
colors = ("red", "green", "blue")
single_element = (42,)      # 注意: 单个元素的元组需要加逗号

# 元组操作
print(coordinates[0])       # 输出: 10 (索引访问)
print(len(colors))          # 输出: 3 (长度)
print("green" in colors)    # 输出: True (成员检查)

# 元组解包
x, y = coordinates
print(f"x={x}, y={y}")      # 输出: x=10, y=20

# 元组与列表的转换
numbers_list = [1, 2, 3]
numbers_tuple = tuple(numbers_list)
print(numbers_tuple)        # 输出: (1, 2, 3)

# 元组的不可变性
# 下面的操作会引发错误
# coordinates[0] = 15       # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

5. 字典 (dict)

字典是无序的键值对集合，使用花括号{}表示。字典中的键必须是不可变类型，如字符串、数字或元组。

# 字典创建
person = {
    "name": "Alice",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}

scores = dict(math=95, english=88, science=92)

# 字典操作
print(person["name"])       # 输出: Alice (按键访问)
person["age"] = 31         # 修改值
person["email"] = "alice@example.com" # 添加新键值对

# 字典方法
print(person.keys())        # 输出: dict_keys(['name', 'age', 'city', 'email'])
print(person.values())      # 输出: dict_values(['Alice', 31, 'New York', 'alice@example.com'])
print(person.get("country", "USA")) # 输出: USA (安全获取，键不存在时返回默认值)

# 遍历字典
for key, value in person.items():
    print(f"{key}: {value}")
    
# 字典推导式
squares = {x: x*x for x in range(1, 6)}
print(squares)              # 输出: {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}

6. 集合 (set)

集合是无序且不重复元素的集合，使用花括号{}或set()函数创建。

# 集合创建
fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
numbers = set([1, 2, 3, 4, 5])

# 集合操作
fruits.add("orange")       # 添加元素
fruits.add("apple")        # 添加重复元素无效
print(fruits)              # 输出: {'apple', 'banana', 'cherry', 'orange'}

fruits.remove("banana")    # 移除元素
print(fruits)              # 输出: {'apple', 'cherry', 'orange'}

# 集合运算
set_a = {1, 2, 3, 4}
set_b = {3, 4, 5, 6}

print(set_a | set_b)       # 并集: {1, 2, 3, 4, 5, 6}
print(set_a & set_b)       # 交集: {3, 4}
print(set_a - set_b)       # 差集: {1, 2}
print(set_a ^ set_b)       # 对称差集: {1, 2, 5, 6}

# 集合推导式
even_squares = {x**2 for x in range(10) if x**2 % 2 == 0}
print(even_squares)        # 输出: {0, 4, 16, 36, 64}