【Python 3这件小事】2.内置数据类型（一）

2.1 主要的数据类型

Python 有多种内置数据类型。以下是比较重要的一些：

1. Booleans［布尔型］ 或为 True［真］ 或为 False［假］。
2. Numbers［数值型］ 可以是 Integers［整数］（1 和 2）、Floats［浮点数］（1.1 和 1.2）、Fractions［分数］（1/2 和 2/3）。
3. Strings［字符串型］ 是 Unicode 字符序列，例如： 一份 html 文档。
4. Bytes［字节］ 和 Byte Arrays［字节数组］， 例如: 一份 jpeg 图像文件。
5. Lists［列表］ 是值的有序序列。
6. Tuples［元组］ 是有序而不可变的值序列。
7. Sets［集合］ 是装满无序值的包裹。
8. Dictionaries［字典］ 是键值对的无序包裹。

Strings［字符串］和 Bytes［字节串］比较重要，也相对复杂，足以开辟独立章节予以讲述。让我们先看看其它类型。

 

2.2 布尔类型

布尔类型或为真或为假。Python 有两个被巧妙地命名为 True 和 False 的常量，可用于对布尔类型的直接赋值。表达式也可以计算为布尔类型的值。在某些地方（如 if 语句），Python 所预期的就是一个可计算出布尔类型值的表达式。这些地方称为 布尔类型上下文环境。事实上，可在布尔类型上下文环境中使用任何表达式，而 Python 将试图判断其真值。在布尔类型上下文环境中，不同的数据类型对于何值为真、何值为假有着不同的规则。（看过本章稍后的实例后，这一点将更好理解。）

比如，看一下的代码片段：

if size < 0:
    raise ValueError('number must be non-negative')

size 是整数， 0 是整数，而 < 是数字运算符。size < 0 表达式的结果始终是布尔值。可在 Python 交互式 shell 中自行测试下结果：

>>> size = 1
>>> size < 0
False
>>> size = 0
>>> size < 0
False
>>> size = -1
>>> size < 0
True

由于 Python 2 的一些遗留问题，布尔值可以当做数值对待。True 为 1；False 为 0 。

>>> True + True
2
>>> True - False
1
>>> True * False
0
>>> True / False
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: int division or modulo by zero

2.3 数值类型

数值类型是可畏的。有太多类型可选了。Python 同时支持 Integer［整型］ 和 Floating Point［浮点型］ 数值。无任何类型声明可用于区分；Python 通过是否有 小数 点来分辨它们。

>>> type(1)                 ①
<class 'int'>
>>> isinstance(1, int)      ②
True
>>> 1 + 1                   ③
2
>>> 1 + 1.0                 ④
2.0
>>> type(2.0)
<class 'float'>

①	可以使用 type() 函数来检测任何值或变量的类型。正如所料，1 为 int 类型。
②	同样，还可使用 isinstance() 函数判断某个值或变量是否为给定某个类型。
③	将一个 int 与一个 int 相加将得到一个 int 。
④	将一个 int 与一个 float 相加将得到一个 float 。Python 把 int 强制转换为 float  以进行加法运算；然后返回一个 float 类型的结果。

 

 

 

2.3.1 将整数强制转换为浮点数及反向转换

正如刚才所看到的，一些运算符（如：加法）会根据需把整数强制转换为浮点数。也可自行对其进行强制转换。

>>> float(2)                ①
2.0
>>> int(2.0)                ②
2
>>> int(2.5)                ③
2
>>> int(-2.5)               ④
-2
>>> 1.12345678901234567890  ⑤
1.1234567890123457
>>> type(1000000000000000)  ⑥
<class 'int'>

①	通过调用float() 函数，可以显示地将 int 强制转换为 float。
②	毫不出奇，也可以通过调用 int() 将 float 强制转换为 int 。
③	int() 将进行取整，而不是四舍五入。
④	对于负数，int() 函数朝着 0 的方法进行取整。它是个真正的取整（截断）函数，而不是 floor［地板］函数。
⑤	浮点数精确到小数点后 15 位。
⑥	整数可以任意大。

 

 

 

 

 

2.3.2 常见数值运算

对数值可进行各种类型的运算。

>>> 11 / 2      ①
5.5
>>> 11 // 2     ②
5
>>> −11 // 2    ③
−6
>>> 11.0 // 2   ④
5.0
>>> 11 ** 2     ⑤
121
>>> 11 % 2      ⑥
1

①	/ 运算符执行浮点除法。即便分子和分母都是 int，它也返回一个 float 浮点数。
②	// 运算符执行古怪的整数除法。如果结果为正数，可将其视为朝向小数位取整（不是四舍五入），但是要小心这一点。
③	当整数除以负数， // 运算符将结果朝着最近的整数“向上”四舍五入。从数学角度来说，由于 −6 比 −5 要小，它是“向下”四舍五入，如果期望将结果取整为 −5，它将会误导你。
④	// 运算符并非总是返回整数结果。如果分子或者分母是 float，它仍将朝着最近的整数进行四舍五入，但实际返回的值将会是 float 类型。
⑤	** 运算符的意思是“计算幂”，112 结果为 121 。
⑥	% 运算符给出了进行整除之后的余数。11 除以 2 结果为 5 以及余数 1，因此此处的结果为 1。

2.3.3 分数

Python 并不仅仅局限于整数和浮点数类型。它可以完成你在高中阶段学过、但几乎已经全部忘光的所有古怪数学运算。

>>> import fractions              ①
>>> x = fractions.Fraction(1, 3)  ②
>>> x
Fraction(1, 3)
>>> x * 2                         ③
Fraction(2, 3)
>>> fractions.Fraction(6, 4)      ④
Fraction(3, 2)
>>> fractions.Fraction(0, 0)      ⑤
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "fractions.py", line 96, in __new__
    raise ZeroDivisionError('Fraction(%s, 0)' % numerator)
ZeroDivisionError: Fraction(0, 0)

①	为启用 fractions 模块，必先引入 fractions 模块。
②	为定义一个分数，创建一个 Fraction 对象并传入分子和分母。
③	可对分数进行所有的常规数学计算。运算返回一个新的 Fraction 对象。2 * (1/3) = (2/3)
④	Fraction 对象将会自动进行约分。(6/4) = (3/2)
⑤	在杜绝创建以零为分母的分数方面，Python 有着良好的敏感性。

 

 

 

 

 

2.3.4 三角函数

还可在 Python 中进行基本的三角函数运算。

>>> import math
>>> math.pi                ①
3.1415926535897931
>>> math.sin(math.pi / 2)  ②
1.0
>>> math.tan(math.pi / 4)  ③
0.99999999999999989

①	math 模块中有一个代表 π 的常量，表示圆的周长与直径之比率（圆周率）。
②	math 模块包括了所有的基本三角函数，包括：sin()、 cos()、tan() 及像 asin() 这样的变体函数。
③	然而要注意的是 Python 并不支持无限精度。tan(π / 4) 将返回 1.0，而不是 0.99999999999999989。

 

 

 

2.3.5 布尔上下文环境中的数值

零值是 false［假］，非零值是 true［真］。

可以在 if 这样的 布尔类型上下文环境中使用数值。零值是 false［假］，非零值是 true［真］。

>>> def is_it_true(anything):             ①
...   if anything:
...     print("yes, it's true")
...   else:
...     print("no, it's false")
...
>>> is_it_true(1)                         ②
yes, it's true
>>> is_it_true(-1)
yes, it's true
>>> is_it_true(0)
no, it's false
>>> is_it_true(0.1)                       ③
yes, it's true
>>> is_it_true(0.0)
no, it's false
>>> import fractions
>>> is_it_true(fractions.Fraction(1, 2))  ④
yes, it's true
>>> is_it_true(fractions.Fraction(0, 1))
no, it's false

①	您知道可以在 Python 交互式 Shell 中定义自己的函数吗？只需在每行的结尾按 回车键 ，然后在某一空行按 回车键 结束。
②	在布尔类型上下文环境中，非零整数为真；零为假。
③	非零浮点数为真； 0.0 为假。请千万小心这一点！如果有轻微的四舍五入偏差（正如在前面小节中看到的那样，这并非不可能的事情），那么 Python 将测试 0.0000000000001 而不是 0 ，并将返回一个 True 值。
④	分数也可在布尔类型上下文环境中使用。无论 n 为何值，Fraction(0, n) 为假。所有其它分数为真。