python变量与基本数据类型

1-变量与常量

1-变量：变量是用于在内存中存放程序数据的容器！计算机的最核心功能就是“计算”，CPU是负责计算的，计算需要数据源，数据源存在内存里，cpu调用数据时就可以通过变量和内存访问数据

2-定义变量(变量名=值)

# 定义变量
name = 'howie'
age = 21
height = 169

3-调用变量

# 直接调用 变量名 就可以了
print(name)  # 调用变量

4-变量的使用规则：必须先定义后调用

5-变量在内存中的本质

 6-变量的三大特性

name = 'howie'
#1、id  反应的是变量在内存中的唯一编号，内存地址不同id肯定不同
print(id(name)) # 查看变量内存地址
#2、type变 量值的类型
print(type(name)) # 查看变量类型
#3、value  变量值
print(name) # 调用变量

7-变量的命名规范

1. 变量名只能是 字母、数字或下划线的任意组合
2. 变量名的第一个字符不能是数字
3. 关键字不能声明为变量名，常用关键字如下
['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from','global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
4.见名知意

8-变量命名风格

# 风格一：驼峰体
AgeOfTony = 56 
NumberOfStudents = 80
# 风格二：纯小写下划线(在python中，变量名的命名推荐使用该风格)
age_of_tony = 56 
number_of_students = 80

9-常量：常量指在程序运行过程中不会改变的量，一种约定python中变量名全为大写的是常量

10-为什么要使用常量？答：在程序运行过程中，有些值是固定的、不应该被改变，比如圆周率 3.141592653...

11-python中使用常量：在Python中没有一个专门的语法定义常量，约定俗成是用全部大写的变量名表示常量。如：PI=3.14159。所以单从语法层面去讲，常量的使用与变量完全一致

2-程序交互-input

1-python3:input会将用户输入的所有内容都存成字符串类型

2-python2:raw_input与python3的input用法一样，而python2中的input要求用户必须输入明确的数据类型，输入什么类型，就存成什么类型

# python2
age = input('年龄：')
print(type(age)) # <class 'int'>

name = input("Please enter your name:")
# 执行这行代码时，会发现程序会等待你输入的姓名后，再继续往下执行
print("Welcome to the world of python %s"%name)

3-is 和 == 

is   :判断 id 是否相等

== :判断值是否相等

a = 'welcome to the world of python'
b = 'welcome to the world of python'
print(a==b) # True
print(id(a),id(b)) # 1932822117952  1932792517456
print(a is b) # False

x = 123
y = 123
print(x==y) # True 值相等
print(x is y) # True id也相等，为什么呢？因为小整数池！
# 小整数池介绍
"""从python解释器启动的那一刻开始，就会在内存中事先申请好一系列内存空间存放好常用的整数"""
print(id(x))
print(id(y))
sum = 100 + 23
print(id(sum))
# 以上输出都等于 140707989013136

5-Python内存管理之垃圾回收机制

1-垃圾：当一个变量值被绑定的变量名个数为0时，改变量值无法被访问到，称之为垃圾

2-垃圾回收机制分为三个步骤：

1. 引用计数(直接引用和间接引用)
2. 标记清除(针对引用计数出现的问题1：循环引用即容器对象之间相互引用也称交叉引用，造成内存泄漏，无法清除垃圾)
3. 分代回收(针对引用计数出现的问题2：效率问题即每次回收内存，都需要把所有对象的引用计数都遍历一遍，这样消耗有点大)

3-引用计数：变量值被变量名关联的次数

3.1-引用计数增加：

x = 10 # 10的引用计数为1
y = x # 10的引用计数为2
z = x # 10的引用计数为3

3.2-引用计数减少：

del x # 解除变量名x与之10的绑定关系，10的引用计数变为2
del y # 解除变量名y与之10的绑定关系，10的引用计数变为1
z = 123 # 此时z重新赋值，解除了z与10的绑定关系，10的引用计数变为0，-->垃圾

注意：引用计数一旦变为0，其占用的内存地址就应该被解释器的垃圾回收机制回收

4-标记清除：当容器对象（比如：list，set，dict，class，instance）相互引用产生循环引用且没有栈区的变量名去引用它们时(此时无法访问到它们)，标记清除算法就清除堆区里面“垃圾”。

 这样就解决了循环引用带来的内存泄漏问题

5-分代回收：

"""
分代回收的核心思想是：在历经多次扫描的情况下，都没有被回收的变量，gc机制就会认为，该变量是常用变量，gc对其扫描的频率会降低
"""
# 具体原理
# 分代指的是根据存活时间来为变量划分不同等级（也就是不同的代）
"""
新定义的变量，放到新生代这个等级中，假设每隔1分钟扫描新生代一次，如果发现变量依然被引用，那么该对象的权重（权重本质就是个整数）加一，当变量的权重大于某个设定得值（假设为3），会将它移动到更高一级的青春代，青春代的gc扫描的频率低于新生代（扫描时间间隔更长），假设5分钟扫描青春代一次，这样每次gc需要扫描的变量的总个数就变少了，节省了扫描的总时间，接下来，青春代中的对象，也会以同样的方式被移动到老年代中。也就是等级（代）越高，被垃圾回收机制扫描的频率越低
"""

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6-基本数据类型

1-数字类型

1.1-整型int

作用：用来记录人的年龄，出生年份，学生人数等整数相关的状态

定义：

height = 170
age = 21
weight = 55
print(type(height),type(age),type(weight))

1.2-浮点型float

作用：用来记录人的身高，体重，薪资等小数相关的状态

定义：

heigh t= 170.1
weight = 110.5
salary = 1000.6
print(type(height),type(weight),type(salary))
# <class 'float'>

1.3-使用

# 1-数学运算
a,b = 0.1,2
print(a+b) # 2.1
# 2-比较大小
x,y = 0.1,0.2
print(x>y) # False

2-字符串str

1-作用：用来记录人的名字，家庭住址，性别等描述性质的状态

2-定义：

# 用引号('',"",''' ''',""" """)，包含的一串字符
name = '字符串'
ang = "18"
content = " I don't love you !"
poem = '''
    蝶恋花·槛菊愁烟兰泣露
    作者：晏殊  宋代 赏析
槛菊愁烟兰泣露，罗幕轻寒，燕子双飞去。明月不谙离恨苦，斜光到晓穿朱户。
昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路。欲寄彩笺兼尺素，山长水阔知何处？
'''
birth = "2020 \
        5.50"
# 以上都是字符串

3-列表list

作用：记录多个值，并且可以按照索引取指定位置的值(索引从零开始)

定义：

# 在[]内用逗号分隔开多个任意类型的值，一个值为一个元素
lis = [1,0.5,'hello',[3,4]]
print(lis[2]) # hello

4-字典dict

作用：字典类型是用key(可哈希)：value形式来存储数据(通常为字符串)，其中key可以对value有描述性的功能

定义：

# 在{}内用逗号分隔开多个key:value，一个组键值对称之为一个元素
user_info = {'name':'howie','age':22,'salary':11202,}
print(user_info['name']) # howie
# 字典可以嵌套，嵌套取值如下
students = [
    {'name':'tony','age':38,'hobbies':['play','sleep']},
    {'name':'jack','age':18,'hobbies':['read','sleep']},
    {'name':'rose','age':58,'hobbies':['music','read','sleep']},
]
print(students[0]['hobbies'][0]) # play

5-布尔类型

作用：用来记录真假这两种状态，通常用来当作判断的条件

True --> 真

False -->假

# 可用bool()函数查看
print(bool(1)) # True
print(bool(0)) # False
bool('任意类型')

python布尔值分类

# 1-显示布尔值
# 条件可以是 比较运算符 如
print(1>2) # False 条件判断之后会的得到一个布尔值
# 也可以是 True,False
while True:
    # 业务逻辑
    pass

# 2-隐式布尔值
# 所有值否都可以当成条件去用
# 其中 0 None 空(空字符串，空列表，空字典)代表的布尔值都是False
# 其余的都是True

7-基本数据类型分类

# 基本数据类型分类
# 1-可变类型：值改变，id不变，证明改的是原值，证明原值是可以改变的,如list dict
# 2-不可变类型：值改变，id也改变了，证明是产生新的值，压根没改变原值 如int float str bool
# 整型int --> 不可变类型
a = 10
print(id(a)) # 140723145913456
a = 11 # 重新开辟内存空间，并且把内存地址指向a，即值改变，id也改变了
print(id(a)) # 140723145913488

# 浮点型float --> 不可变类型
x = 1.5
print(id(x)) # 2037827678952
x = 2.5 # 同理，重新开辟内存空间
print(id(x)) # 2037827678568
# 字符串 --> 不可变类型
s = "123"
print(id(s)) # 2037859859680
s = "456" # 同理，重新开辟内存空间
print(id(s)) # 2037859859736

# 小结：在python中int float str 设计成了不可分割的整体，不能够被改变

# 列表list --> 可变类型
l = [1,2,3]
print(id(l)) # 2037827986056
l[0] = 5 # 改变列表第一个值
print(l) # [5,2,3]
print(id(l)) # 2037827986056

# 字典dict --> 可变类型
d = {'a':1,'b':2}
print(id(d)) # 2037827945672
d['a'] = 1000
print(d) # {'a':1000,'b':2}
print(id(d)) # 2037827945672

8-格式化输出

1-占位符%

name = input("Please enter your name:")
msg = "Hello %s ! welcome to the world of Python"%name  # 这里%s就是一个占位符
print(msg) # Hello howie ! welcome to the world of Python

%s是在字符串里的占位符和字符串外%号后面括号里的数据是一一对应的

占位符有三种：

1. %s 是代表字符串占位符
2. %d 是数字占位符
3. %f 是浮点数占位符

# 注意%s也可以接受其他值，不只是字符串
message = "my name is %s , my age is %s" %('howie','21') # 字符串占位符普通用法
# my name is howie ,my age is 21
message = "my name is %(name)s ,my age is %(age)s" %{'age':'22','name':'howie'} # 以字典的形式传值，打破位置的限制
# my name is howie ,my age is 22
message = "my age is %d" %22 # %d 只可以接受整型int
message = "my weight is %f" % 111.5 # %d 只可以接受浮点型float

# 补充
# 1-输出%号
# 打印今年收入增加了25%
income = "今年收入增加了%s%%" %25 # 两个%才能输出
print(income)

# 2-f的用法
name = 'howie'
age = 22
msg = f'my name is {name} my age is {age}'
print(msg) # my name is howie my age is 22

# 还可以计算表达式如
res1 = f"1+2"
print(res) # 1+2

res2 = f"{1+2}"
print(res2) # 3

2-格式化函数format

1-Python2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能，并且兼容性好。

2-基本语法是通过 {} 和 : 来代替以前的 % 。

3-format 函数可以接受不限个参数，位置可以不按顺序

message = "{} {}".format("hello", "world")  # 不设置指定位置，按默认顺序
print(message) # hello world
message = "{0} {1}".format("hello", "world")  # 设置指定位置
print(message) # hello world
message = "{1} {0} {1}".format("hello", "world")  # 设置指定位置
print(message) # world hello world

# 按照key=value传值，打破位置限制
message = "my name is {name},my age is {age}".format(age=22,name='howie')
print(message) # my name is howie,my age is 22

# 补充-填充 与 对齐方式
# 1-左对齐 填充10个元素 不够的用'='填充
print("hello{:=<10}".format('A')) # helloA=======
# 2-右对齐 填充4个元素 不够的用'+'填充
print("hello{:+>4}".format("A")) # hello+++A
# 3-居中 填充5个元素 不够的用'+'填充
print("hello{:+^5}".format('A')) # hello++A++
# 注意看 A 的位置

# 4-精确小数(保留3位小数为例)
salary = "{:0.3f}".format(22222.4545)
print(salary) # 22222.454

# 5-千位分隔符
salary = "{:,}".format(11212121)
print(salary) # 11,212,121