变量与基本数据类型
1. 动态类型特性
1.1 变量定义与类型绑定
Python采用动态类型机制，变量在赋值时自动确定类型：
# 无需类型声明
counter = 10 # 初始为整型
counter = "次" # 变为字符串
counter = 3.14 # 再变为浮点数
核心特点：
- 变量是对象的引用标签
- 类型信息存储在对象中
- 变量可随时指向任意类型对象
1.2 类型检查与错误示例
price = 99
price = price + "元" # 触发TypeError
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
调试建议：
- 使用
type()函数验证类型 - 通过
isinstance()进行类型判断：
value = 100
if isinstance(value, int):
print("这是整数类型")
2. 基本数据类型详解
2.1 数值类型操作
| 类型 | 示例 | 特性说明 |
|---|---|---|
| int | 2023 | 支持任意精度整数 |
| float | 3.1415926 | 双精度浮点（可能精度丢失） |
| bool | True/False | 实际是int的子类（True=1） |
数值运算示例：
# 大整数计算（自动处理溢出）
big_num = 2 ** 1000 # 计算2的1000次方
# 浮点精度问题（所有语言通病）
0.1 + 0.2 == 0.3 # 返回False（实际0.30000000000000004）
# 布尔运算
is_valid = (10 > 5) and ("a" in "apple")
2.2 字符串操作
定义方式对比：
str1 = '单引号字符串'
str2 = "双引号字符串"
str3 = """多行
字符串"""
常用方法：
text = " Python编程指南 "
# 基础操作
len(text) # 返回字符串长度 → 10
text.strip() # 去首尾空格 → "Python编程指南"
text.split(" ") # 按空格分割 → ['', 'Python编程指南', '']
# 格式化输出
name = "Alice"
print(f"欢迎，{name}！") # 输出：欢迎，Alice！
3. 类型转换机制
3.1 显式类型转换方法
| 函数 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
| int() | 转换为整型 | int("100") → 100 |
| float() | 转换为浮点型 | float(10) → 10.0 |
| str() | 转换为字符串 | str(3.14) → "3.14" |
| bool() | 转换为布尔型 | bool("") → False |
转换规则：
int("1010", 2) # 二进制转换 → 10
float("3.14") # 字符串转浮点 → 3.14
str([1,2,3]) # 列表转字符串 → "[1, 2, 3]"
bool(0) # → False
bool("False") # → True（非空字符串即为True）
3.2 隐式自动转换
算术运算转换：
10 + 3.14 # int自动转float → 13.14
True + 5 # bool转int → 6
逻辑上下文转换：
if "": # 空字符串转False
print("不会执行")
while 0: # 0转False
break
4. 最佳实践与常见错误
4.1 类型使用建议
-
数值运算：
# 精确计算建议使用Decimal from decimal import Decimal Decimal('0.1') + Decimal('0.2') == Decimal('0.3') # True -
字符串处理：
# 避免多次字符串拼接（性能差） parts = ["Hello", "Python", "World"] result = " ".join(parts) # 高效拼接方法
4.2 典型错误案例
案例1：输入类型处理
age = input("请输入年龄：") # 返回字符串
# 错误写法：
if age > 18: # 字符串与数字比较
...
# 正确写法：
if int(age) > 18:
...
案例2：浮点数相等判断
# 错误方式：
a = 0.1 + 0.2
b = 0.3
a == b # → False
# 正确方式：
abs(a - b) < 1e-9 # 允许极小误差
5. 类型系统全景图
Python类型层次结构：
Syntax error in textmermaid version 10.9.1
ERROR: [Mermaid] Parse error on line 6:
...-> E[bool]E --> B # bool继承int
----------------------^
Expecting 'SEMI', 'NEWLINE', 'EOF', 'AMP', 'START_LINK', 'LINK', got 'BRKT'
数据类型扩展：
- 容器类型：
list/dict/tuple/set - 二进制类型：
bytes/bytearray - 特殊类型：
NoneType（None值）
下节预告：在接下来的章节中，我们将深入探讨Python的复合数据类型，包括列表、元组和字典的操作技巧，并实现一个学生成绩管理系统。
