Python

解釋

• Python是一種高級編程語言，以其簡潔、易讀和易用而聞名。它是一種通用的、解釋型的編程語言，適用于廣泛的應用領域，包括軟件開發、數據分析、人工智能等。
• python是一種解釋型，面向對象、動態數據類型的高級程序設計語言，是一門開源免費的腳本編程語言。
• 2020.1.1，停止Python2的更新。

特點

• 簡潔易讀：Python采用清晰簡潔的語法，使得代碼易于閱讀和理解。它使用縮進來表示代碼塊，而不是依賴于大括號，使得代碼更具可讀性。
• 豐富的庫和框架：Python擁有大量的標準庫和第三方庫，涵蓋了各種領域的功能，例如Web開發、科學計算、數據分析等。這些庫和框架可以幫助開發者快速構建應用程序。
• 跨平臺性：Python可以在多個操作系統上運行，包括Windows、Linux和MacOS等。這使得開發者可以輕松地在不同平臺上部署和運行Python程序。
• 動態類型：Python是一種動態類型語言，不需要提前聲明變量類型。這簡化了代碼的編寫和維護，并提供了更大的靈活性。
• 廣泛的應用領域：Python被廣泛應用于各個領域，包括Web開發、數據分析、人工智能、科學計算、自動化腳本等。它被許多大型公司和組織采用，如Google、Facebook、Netflix等。
• 強大的社區支持：Python擁有龐大的開發者社區，提供了豐富的教程、文檔和開源項目。開發者可以從社區中獲取幫助、分享經驗，并使用已經開發的工具和庫。

Python基本數據類型

變量

在Python中，變量是用來存儲和操作數據的標識符。可以把變量看作是一個容器，用來存儲值或者引用其他對象。

在Python中，變量的使用有以下幾個特點：

• 變量命名：變量名是用來標識變量的名稱。它可以由字母、數字和下劃線組成，但必須以字母或下劃線開頭。變量名區分大小寫，例如"count"和"Count"是不同的變量名。
• 變量賦值：使用賦值運算符（=）將一個值賦給一個變量。例如，可以使用語句x = 5將整數值5賦給變量x。變量的賦值不需要類型申明；每個變量在使用前必須賦值。
• 動態類型：Python是一種動態類型語言，這意味著變量的類型是根據賦給它的值自動推斷的。同一個變量在不同的上下文中可以引用不同類型的對象。
• 變量引用：變量可以引用各種對象，如整數、浮點數、字符串、列表、函數等。通過變量名，可以訪問和操作變量引用的對象。

# 變量賦值
x = 5
name = 'Alice'
pi = 3.14# 使用變量
print(x)  # 輸出：5
print('Hello, ' + name)  # 輸出：Hello, Alice
radius = 2.5
area = pi * radius ** 2
print('圓的面積為:', area)  # 輸出：圓的面積為: 19.625# 變量類型推斷
x = 10  # x是整數類型
x = 'Hello'  # x變為字符串類型
x = [1, 2, 3]  # x變為列表類型# 多個變量賦值
a = b = c = 0
print(a, b, c)  # 輸出：0 0 0

標準數據類型

數字Number

• Python支持四種數字類型，分別是int整型（早期版本還分int和long，從Python3開始合到一起都是int型，可以表示任意整數）、float浮點型、complex復數、bool型；
• 數字是不可改變的數據類型，這意味著改變數據類型會分配一個新的對象；

# 整數
x = 5
y = -10
z = 0# 浮點數
pi = 3.14
radius = 2.5# 復數
a = 2 + 3j
b = -1j# 布爾值
is_valid = True
is_greater = x > y# 數值計算和操作
print(x + y)  # 輸出：-5
print(pi * radius ** 2)  # 輸出：19.625
print(a.real)  # 輸出：2.0
print(b.imag)  # 輸出：-1.0
print(not is_valid)  # 輸出：False# 數值轉換
x_str = '10'
x_int = int(x_str)
y_float = float(y)
z_complex = complex(x, y)

字符串String

• 在Python中，字符串（str）是一種表示文本數據的數據類型。字符串由一系列字符組成，可以包含字母、數字、符號和空格等內容。
• 在Python中，字符串可以使用單引號（''）或雙引號（""）括起來。
• 反斜杠用來轉義，使用 r 可以讓反斜杠不發生轉義；print(r’this is a line with\n’) 。
• 字符串可以用 + 運算符連接在一起，用 * 運算符重復。
• 字符串屬于不可改變數據類型，但可以通過切片和拼接等操作來生成新的字符串。
• Python 沒有單獨的字符類型，一個字符就是長度為 1 的字符串。

name = 'Alice'
message = "Hello, world!"
sentence = "I'm learning Python."print(name)      # 輸出：Alice
print(message)   # 輸出：Hello, world!
print(sentence)  # 輸出：I'm learning Python.

• 字符串的拼接：用+號將兩個字符串拼接在一起。

greeting = "Hello"
name = "Alice"
message = greeting + ", " + name
print(message)  # 輸出：Hello, Alice

• 切片（Slicing）：可以使用切片操作符（[:]）獲取字符串的子串。

sentence = "I'm learning Python."
print(sentence[2:9])  # 輸出：m learn

• 索引（Indexing）：可以使用索引操作符（[]）獲取字符串中特定位置的字符。

word = "Python"
print(word[0])    # 輸出：P
print(word[-1])   # 輸出：n
print(word[2:4])  # 輸出：th

• 長度獲取：可以使用內置函數len()獲取字符串的長度。

sentence = "I'm learning Python."
words = sentence.split()  # 按空格分割字符串
print(words)                    # 輸出：["I'm", 'learning', 'Python.']
print(sentence.upper())         # 輸出："I'M LEARNING PYTHON."
print(sentence.lower())         # 輸出："i'm learning python."
print(sentence.replace('Python', 'Java'))  # 輸出："I'm learning Java."

列表List

• 列表是python中使用最頻繁的數據類型。
• 在Python中，列表（list）是一種有序、可變、可重復的數據類型，用于存儲多個值。列表可以包含任意類型的元素，包括整數、浮點數、字符串、布爾值、甚至其他列表等。
• 列表使用方括號（[]）來表示，其中的元素使用逗號（,）分隔。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
names = ['Alice', 'Bob', 'Charlie']
mixed = [1, 'Hello', True, 3.14]
nested = [[1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8, 9]]
empty = []

• 訪問元素：可以使用索引操作符（[]）來訪問列表中的元素。索引從0開始，負數索引表示從列表末尾開始倒數。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(numbers[0])     # 輸出：1
print(numbers[-1])    # 輸出：5
print(numbers[2:4])   # 輸出：[3, 4]

• 修改元素：由于列表是可變的，可以通過索引操作符（[]）來修改列表中的元素。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
numbers[0] = 10
print(numbers)  # 輸出：[10, 2, 3, 4, 5]

• 添加元素：可以使用append()方法向列表末尾添加新元素，或使用拼接操作符（+）將兩個列表合并。

numbers = [1, 2, 3]
numbers.append(4)
print(numbers)  # 輸出：[1, 2, 3, 4]names1 = ['Alice', 'Bob']
names2 = ['Charlie', 'Dave']
combined = names1 + names2
print(combined)  # 輸出：['Alice', 'Bob', 'Charlie', 'Dave']

• 刪除元素：可以使用del語句或remove()方法刪除列表中的元素。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
del numbers[2]
print(numbers)  # 輸出：[1, 2, 4]names = ['Alice', 'Bob', 'Charlie']
names.remove('Bob')
print(names)  # 輸出：['Alice', 'Charlie']

• 列表長度：可以使用內置函數len()獲取列表的長度（即元素個數）。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(len(numbers))  # 輸出：5

• 列表還有許多其他的方法和操作，如排序、插入元素、統計元素出現次數等

元組Tuple

• 在Python中，元組（tuple）是一種有序、不可變的數據類型，用于存儲多個值。元組與列表相似，但不同之處在于元組的元素不可修改。元組使用圓括號（()）來表示，其中的元素使用逗號（,）分隔。

coordinates = (3, 4)
colors = ('red', 'green', 'blue')
mixed = (1, 'Hello', True, 3.14)
nested = ((1, 2), (3, 4, 5), (6, 7, 8, 9))
empty = ()

• 訪問元素：可以使用索引操作符（[]）來訪問元組中的元素，索引從0開始。

coordinates = (3, 4)
print(coordinates[0])  # 輸出：3
print(coordinates[1])  # 輸出：4

• 元組不可變：元組的元素是不可變的，即不能修改元組中的元素。如果嘗試修改元組的元素，將會引發TypeError錯誤。

coordinates = (3, 4)
coordinates[0] = 10  # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

• 解包元組：可以將元組的元素解包到多個變量中。

coordinates = (3, 4)
x, y = coordinates
print(x)  # 輸出：3
print(y)  # 輸出：4

• 元組的長度和元素個數：可以使用內置函數len()獲取元組的長度（即元素個數）。

colors = ('red', 'green', 'blue')
print(len(colors))  # 輸出：3

集合Set

• 在Python中，集合（set）是一種無序且不重復的數據集合。集合中的元素不會按照特定的順序排列，而且集合中不允許存在重復的元素。集合使用大括號（{}）或者使用set()函數來創建。
• 集合屬于可變數據類型。

fruits = {'apple', 'banana', 'orange'}
numbers = set([1, 2, 3, 4, 5])
empty = set()

• 去重：集合中的元素不會重復，如果嘗試添加重復的元素，集合會自動去重。

fruits = {'apple', 'banana', 'orange', 'apple'}
print(fruits)  # 輸出：{'apple', 'banana', 'orange'}

• 添加元素：可以使用add()方法向集合中添加新元素。

fruits = {'apple', 'banana', 'orange'}
fruits.add('grape')
print(fruits)  # 輸出：{'apple', 'banana', 'orange', 'grape'}

• 刪除元素：可以使用remove()方法從集合中刪除指定的元素，如果元素不存在會引發KeyError錯誤。

fruits = {'apple', 'banana', 'orange'}
fruits.remove('banana')
print(fruits)  # 輸出：{'apple', 'orange'}

• 集合運算：集合支持各種集合運算，如并集、交集、差集等。

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}union = set1.union(set2)        # 并集
intersection = set1.intersection(set2)  # 交集
difference = set1.difference(set2)    # 差集print(union)        # 輸出：{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
print(intersection)  # 輸出：{4, 5}
print(difference)    # 輸出：{1, 2, 3}

• 集合大小：可以使用內置函數len()獲取集合的大小（即元素個數）。

字典Dictionary

• 在Python中，字典（dictionary）是一種無序的鍵值對（key-value）數據結構，用于存儲和獲取多個值。字典中的每個元素由一個鍵（key）和對應的值（value）組成，鍵和值之間使用冒號（:）來分隔，而不同的鍵值對使用逗號（,）分隔。字典使用花括號（{}）來表示。
• 字典屬于可變數據類型。

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
fruits = {'apple': 1, 'banana': 2, 'orange': 3}
empty = {}

• 訪問元素：可以使用鍵來訪問字典中的元素，類似于使用索引來訪問列表中的元素。

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
print(person['name'])  # 輸出：Alice
print(person['age'])   # 輸出：25

• 修改元素：可以通過鍵來修改字典中的值。

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
person['age'] = 26
print(person)  # 輸出：{'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York'}

• 添加元素：可以通過鍵值對的方式向字典中添加新元素。

person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
person['city'] = 'New York'
print(person)  # 輸出：{'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

• 刪除元素：可以使用del語句刪除字典中的元素。

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
del person['age']
print(person)  # 輸出：{'name': 'Alice', 'city': 'New York'}

• 字典長度：可以使用內置函數len()獲取字典中鍵值對的數量。

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
print(len(person))  # 輸出：3

• 字典是一種非常常用的數據結構，它提供了高效的鍵值對查找和操作。可以將字典用于存儲和操作各種類型的數據，如配置信息、用戶信息、數據記錄等。

后續

• 下一篇章介紹Python的運算符。