Python内建数据类型全解析：从数字到序列

Python是一种简单易学的高级编程语言，它提供了许多内建数据类型来处理各种数据。这些数据类型包括数字、字符串、列表、元组、集合和字典等。本文将详细介绍Python中的内建数据类型，包括它们的定义、用法和常见操作。

数字

Python支持三种数字类型：整数、浮点数和复数。整数可以是正数、负数或零，而浮点数则是带有小数部分的数字。复数由实部和虚部组成，可以表示为a + bj的形式，其中a和b都是浮点数，j为虚数单位。

对数字进行基本运算（加减乘除）非常简单，只需要使用+、-、和/运算符即可。此外，Python还提供了其他运算符，如//（整除）、%（取模）和*（幂运算）。

# 定义数字变量
a = 10
b = 2.5
c = 3 + 4j

# 进行基本运算
print(a + b)  # 12.5
print(a - b)  # 7.5
print(a * b)  # 25.0
print(a / b)  # 4.0

# 使用其他运算符
print(a // b) # 4.0
print(a % b)  # 0.0
print(a ** b) # 316.22776601683796

# 访问实部和虚部
print(c.real) # 3.0
print(c.imag) # 4.0

布尔型

布尔型是Python中的另一种内建数据类型，表示True或False。通常用于条件判断和循环控制语句中。

a = True
b = False

if a:
    print('a is True')

if not b:
    print('b is False')

字符串

字符串是Python中最常用的数据类型之一，表示一系列字符。可以使用单引号、双引号或三引号来定义字符串。

a = 'Hello, World!'
b = "Python is awesome!"
c = '''This is a multiline string.
With three quotes.'''

# 打印字符串变量
print(a)
print(b)
print(c)

# 使用索引和切片操作访问字符串
print(a[0])      # 'H'
print(b[-1])     # '!'
print(c[0:4])    # 'This'

Python提供了许多字符串操作函数，如lower、upper、replace和split等，可以很方便地处理字符串。

s = 'Python is an awesome language'

print(s.lower())        # 'python is an awesome language'
print(s.upper())        # 'PYTHON IS AN AWESOME LANGUAGE'
print(s.replace('a', 'A'))  # 'Python is An Awesome lAnguAge'
print(s.split(' '))     # ['Python', 'is', 'an', 'awesome', 'language']

列表

列表是Python中最常用的序列类型之一，它可以包含任意数量的元素。可以使用方括号[]来定义列表，以逗号分隔每个元素。

# 定义列表变量
a = [1, 2, 3, 4, 5]
b = ['apple', 'banana', 'cherry']

# 访问列表元素
print(a[0])      # 1
print(b[1])      # 'banana'

# 修改列表元素
a[0] = 6
print(a)         # [6, 2, 3, 4, 5]

# 添加和删除列表元素
b.append('orange')
print(b)         # ['apple', 'banana', 'cherry', 'orange']
b.remove('banana')
print(b)         # ['apple', 'cherry', 'orange']

元组

元组也是一种序列类型，与列表不同的是，一旦定义后就无法修改。可以使用圆括号()来定义元组。

# 定义元组变量
a = (1, 2, 3)
b = ('apple', 'banana', 'cherry')

# 访问元组元素
print(a[0])      # 1
print(b[1])      # 'banana'

元组通常用于不可变的数据集合，例如函数返回多个值时可以使用元组来保存这些值。

def get_user_info():
    name = 'Alice'
    age = 30
    gender = 'female'
    return name, age, gender

user_info = get_user_info()
print(user_info)        # ('Alice', 30, 'female')

集合

集合是一种无序的数据类型，每个元素都是唯一的。可以使用花括号{}或set()函数来定义集合。

# 定义集合变量
a = {1, 2, 3, 4, 5}
b = set(['apple', 'banana', 'cherry'])

# 访问集合元素
for x in a:
    print(x)

# 添加和删除集合元素
a.add(6)
print(a)         # {1, 2, 3, 4, 5, 6}
a.remove(3)
print(a)         # {1, 2, 4, 5, 6}

集合通常用于去重和集合运算，如并集、交集和差集等。

a = {1, 2, 3, 4, 5}
b = {4, 5, 6, 7, 8}

print(a.union(b))       # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
print(a.intersection(b))# {4, 5}
print(a.difference(b))  # {1, 2, 3}

字典

字典是Python中最常用的映射类型之一，它由键值对组成。可以使用花括号{}或dict()函数来定义字典。

# 定义字典变量
a = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'gender': 'female'}
b = dict([('apple', 1), ('banana', 2), ('cherry', 3)])

# 访问字典元素
print(a['name'])        # 'Alice'
print(b['cherry'])      # 3

# 修改字典元素
a['age'] = 31
print(a)                # {'name': 'Alice', 'age': 31, 'gender': 'female'}

# 添加和删除字典元素
a['city'] = 'New York'
print(a)                # {'name': 'Alice', 'age': 31, 'gender': 'female', 'city': 'New York'}
del b['banana']
print(b)                # {'apple': 1, 'cherry': 3}

字典通常用于存储和查找键值对，例如数据库中的记录或存储配置信息。

结语

Python中的内建数据类型包括数字、布尔型、字符串、列表、元组、集合和字典等。每种数据类型都有其独特的用途和优势，了解它们对于编写高质量的Python程序非常重要。在实际开发中，可以根据需求选择最适合的数据类型，并使用相应的操作函数来处理数据。