《Python3智能数据分析快速入门》—2.3　数据类型

2.3　数据类型

计算机内部的所有数据都可以看作对象，变量在程序中起到指向数据对象的作用，变量赋值其实是把数据对象和变量关联起来的过程。Python中的常用数据量类型有6种：number、str、list、tuple、dict和set。其中，number和str属于基础数据类型，而list、tuple、dict和sets属于复合数据类型。

2.3.1　基础数据类型

1. number

number又称数字，是专门用于储存数值的数据类型，具有不可改变性。数据的不可改变性意味着：每改变一个数据的类型，计算机就分配内存空间以创建新的对象，解释器则基于数据的类型分配指定的内存，决定什么样的数据可以被储存在内存中。要“改变”不可改变的数据类型，只能通过创造新变量的间接方式。number既是复合型数据中的基本元素，也是数学计算的基本元素，计算机的一切数学计算工作都离不开它。

Python支持4种不同的数字数据类型，如表2-9所示。

表2-9　Python数字数据类型

int只有整数部分，即整型数。int仅表示广为使用的十进制整数，如果需要用到二进制数、八进制数和十六进制数，需要分别通过bin函数、oct函数和hex函数进行创建或转换。在Python 2中，用long表示长整型数，其特征是以L为后缀。长整型数和短整型数同属于整数，区别在于：短整型数的范围是[-2417483648，2417483647]，长整型数的范围是[-263，263-1]。Python 3不再保留长整型数，以int统一表示整数。

f loat是既有整数部分也有小数部分的数值类型，即浮点型数字。

complex是由实部（real）和虚部（imag）组成的数值类型，即复数。复数的实部和虚部都是浮点数。

bool表示布尔值，只有True（1）和False（0）两种取值。因为bool继承了int类型，所以True可以等价于数值1，False可以等价于数值0，bool值可以直接用于数学运算。

给变量指定一个数值时，number对象就被创建，并在内存中分配储存空间。通过type函数可以判断number对象的类型。number创建和查询类别的方式如代码清单2-19所示。

代码清单2-19　创建number

不同number类型通过函数可以互相转换，使用代表number类型的函数即可。也可以进行混合运算，运算时先自动转换成同一类型，然后再进行运算。转换遵守一定的方向：int向f loat转换，非complex向complex转换，如代码清单2-20所示。

代码清单2-20　number类型转换与混合运算

2. str

str又称为字符串，是存放着Unicode字符序列，用于表示文本的数据类型。str可以由任何字符构成，包括字母、数值、符号或标点符号以及它们的任意组合，如“Hello,word!”“1+1”等。与number相同的是，Python中的str也是不可变的，无法直接修改str中的某一位字符。

创建一个str，除字符外，还要在字符序列的首尾加上引号。使用单引号（'）、双引号（''）是等效的，但需要保证str两端的引号类型相同。如果要指定一个多行的str，则需要使用三引号（'''）。

str支持索引，索引一般按照“变量[下标]”和“变量[头下标:尾下标]”两种格式处理，其中的“变量[下标]”格式能够索引单个数值，“变量[头下标:尾下标]”格式能够进行切片（索引连续一片元素）。索引的具体规则如下：

1）下标为正数时，最小为0，表示第1位。下标最大为总字符数减1，表示最后一位。

2）下标为负数时，下标最小为总字符数的相反数，表示第1位。尾下标最大为-1，表示最后一位。

3）当进行切片时，索引从头下标位置字符开始，到尾下标位置前一位字符终止。

4）在一个索引式中，头下标与尾下标可以异号，但必须保证头下标字符位置在尾下标字符之前。

5）头下标留空，表示索引从第1个字符开始；尾下标留空，表示索引到最后一个字符结束。

除一般的索引格式外，str还支持按步长索引，即指定步长后，每隔固定的步数索引一次字符，其格式为“变量[头下标：尾下标：步长]”。此外，通过“变量[::-1]”这一索引式可以将整个str反向排序。

str索引的基本操作如代码清单2-21所示。

代码清单2-21　str索引

str的索引方式对Python中其他支持索引的数据类型都具有参考价值。

尽管str不可变，但它其实有很好的可操作性。Python为str提供了极为丰富的内置方法，从而能实现多样化的操作。

str中的所有方法中部分是用于查询的，这些方法包括检查str中是否包含某个对象，是否只包含某个对象，某个对象是否在特定的位置，以及包含某个对象的个数。提供查询功能的str方法如表2-10所示。

表2-10　str查询方法

str查询相关的方法操作方式如代码清单2-22所示。

代码清单2-22　str查询方法

str方法除查询外，还有对str进行改写等操作的方法。改写主要有两种形式：对str中的制表符、空格等符号进行增删，且改变str的总长度；针对str中的字母，进行大小写调整或替换。str改写方法如表2-11所示。

表2-11　str改写方法

str改写相关方法进行简单操作，如代码清单2-23所示。

代码清单2-23　str改写方法

除查询与改写外，str方法还提供了一些其他功能，如表2-12所示。

表2-12　str其他方法

str其他方法操作示例如代码清单2-24所示。

代码清单2-24　str其他方法

转义输出是str操作中重要的内容，需要用到转义字符。Python中常用的转义字符如表2-13所示。

表2-13　Python转义字符

除转义输出外，还可以使用+号与*号分别实现str的连接和重复操作。

str的转义及连接、重复等基础操作如代码清单2-25所示。

代码清单2-25　str转义与基础操作