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1. 引言

數據類型的重要性

在編程中，數據類型決定了數據的存儲方式和操作方式。選擇合適的數據類型不僅可以提高程序的性能，還能使代碼更簡潔易讀。

Python中的數據類型概述

Python提供了多種內置數據類型，包括數字類型、字符串類型、布爾類型、列表類型、元組類型、字典類型和集合類型。每種數據類型都有其獨特的特點和使用場景。

2. 數字類型

整型（int）

整型用于表示整數，不包含小數部分。Python中的整型可以表示任意大小的整數。

a = 10
b = -5
c = 1000000000000
print(a, b, c)

浮點型（float）

浮點型用于表示帶小數部分的數值。Python中的浮點型使用雙精度（64位）浮點數表示。

a = 3.14
b = -2.7
print(a, b)

復數（complex）

復數由實部和虛部組成，虛部用j表示。

a = 2 + 3j
b = 1 - 1j
print(a, b)

3. 字符串類型

字符串的定義與使用

字符串是一系列字符的集合，用單引號或雙引號表示。

a = "Hello, World!"
b = 'Python編程'
print(a, b)

字符串操作方法

Python提供了豐富的字符串操作方法，例如拼接、切片、查找和替換等。

# 字符串拼接
a = "Hello"
b = "World"
c = a + " " + b
print(c)# 字符串切片
d = "Python編程"
print(d[0:6])    # 輸出：Python# 查找和替換
e = "Hello, World!"
print(e.find("World"))    # 輸出：7
print(e.replace("World", "Python"))    # 輸出：Hello, Python!

4. 布爾類型

布爾值和布爾運算

布爾類型只有兩個值：True和False。常用于條件判斷和邏輯運算。

a = True
b = False
print(a, b)# 布爾運算
print(a and b)    # 輸出：False
print(a or b)     # 輸出：True
print(not a)      # 輸出：False

5. 列表類型

列表的定義與操作

列表是一種有序的可變集合，用方括號表示。列表中的元素可以是任何數據類型。

my_list = [1, 2, 3, "Python", [4, 5, 6]]
print(my_list)# 訪問列表元素
print(my_list[0])    # 輸出：1
print(my_list[-1])   # 輸出：[4, 5, 6]# 修改列表元素
my_list[0] = 10
print(my_list)

列表的常用方法

Python列表提供了多種操作方法，如添加、刪除、排序等。

# 添加元素
my_list.append("編程")
print(my_list)# 刪除元素
my_list.remove(2)
print(my_list)# 排序
numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9]
numbers.sort()
print(numbers)    # 輸出：[1, 1, 3, 4, 5, 9]

6. 元組類型

元組的定義與操作

元組是一種有序的不可變集合，用圓括號表示。元組中的元素可以是任何數據類型。

my_tuple = (1, 2, 3, "Python")
print(my_tuple)# 訪問元組元素
print(my_tuple[0])    # 輸出：1
print(my_tuple[-1])   # 輸出：Python

元組的常用方法

元組的操作方法較少，主要用于不可變數據的存儲。

# 元組的常用操作
print(len(my_tuple))    # 輸出元組長度
print(my_tuple.count(2))    # 統計元素出現次數
print(my_tuple.index("Python"))    # 查找元素索引

7. 字典類型

字典的定義與操作

字典是一種鍵值對集合，用花括號表示。鍵必須是不可變類型，值可以是任意數據類型。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "Beijing"}
print(my_dict)# 訪問字典元素
print(my_dict["name"])    # 輸出：Alice# 修改字典元素
my_dict["age"] = 26
print(my_dict)

字典的常用方法

Python字典提供了多種操作方法，如添加、刪除、遍歷等。

# 添加元素
my_dict["gender"] = "female"
print(my_dict)# 刪除元素
del(my_dict["city"])
print(my_dict)# 遍歷字典
for key, value in my_dict.items():print(f"{key}: {value}")

8. 集合類型

集合的定義與操作

集合是一種無序的唯一元素集合，用花括號表示。集合中的元素必須是不可變類型。

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(my_set)# 添加元素
my_set.add(6)
print(my_set)# 刪除元素
my_set.remove(3)
print(my_set)

集合的常用方法

集合提供了多種操作方法，如交集、并集、差集等。

set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}# 交集
print(set1 & set2)    # 輸出：{3, 4}# 并集
print(set1 | set2)    # 輸出：{1, 2, 3, 4, 5, 6}# 差集
print(set1 - set2)    # 輸出：{1, 2}

9. 變量

變量的定義與命名

變量是數據的存儲容器，可以通過賦值操作來定義變量。變量名應具有描述性，且遵循命名規則。

name = "Alice"
age = 25
is_student = True# 變量命名規則
# 1. 變量名只能包含字母、數字和下劃線
# 2. 變量名不能以數字開頭
# 3. 變量名區分大小寫

變量的作用域

變量的作用域決定了變量的可訪問范圍。常見的作用域包括局部作用域和全局作用域。

global_var = "global"def func():local_var = "local"print(global_var)print(local_var)func()
print(global_var)
# print(local_var)    # 報錯：未定義變量

10. 數據類型的轉換

不同數據類型之間的轉換

Python提供了多種函數用于數據類型轉換，如int()、float()、str()等。

# 轉換為整型
a = int("123")
print(a)# 轉換為浮點型
b = float("123.45")
print(b)# 轉換為字符串
c = str(123)
print(c)

11. 總結數據類型和變量的重要概念

本篇文章詳細介紹了Python中的各種數據類型和變量的定義與使用，包括數字類型、字符串、布爾類型、列表、元組、字典和集合，并講解了變量的命名和作用域。

實踐練習

1. 創建一個包含不同數據類型的列表，并嘗試訪問和修改其中的元素。
2. 定義一個字典，包含學生的姓名和成績，并計算所有學生的平均成績。
3. 使用集合實現兩個列表的交集、并集和差集操作。

通過本篇文章的學習，相信讀者對Python的數據類型和變量有了全面的了解，為后續深入學習Python編程打下了堅實的基礎。