1.3.1 “Hello,World!”与数据类型
输出一行“Hello, World!”，用C语言编写的程序语句是这样的：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Hello, World!");
return 0;
}
而在Python中，可以用一行代码完成：
print('Hello, World!')
在Python中，每个变量都有一种数据类型，但和一些强类型语言不同，我们并不需要直接声明变量的数据类型。Python 会根据每个变量的初始赋值情况分析其类型，并在内部对其进行跟踪。Python内置的主要数据类型如下。
▪ Number，数值类型，可以是Integers（1和2，常缩写为int）、Float（1.1和1.2）、Fraction （1/2和2/3），或Complex Number（数学中的复数）。
▪ String，字符串，主要用于描述文本。
▪ List，列表，一种包含元素的序列。
▪ Tuple，元组，和列表类似，但它是不可变的。
▪ Set，一种包含元素的集合，其中的元素是无序的。
▪ Dict，字典，由键值对构成。
▪ Boolean，布尔类型，其值为True或False。
▪ Byte，字节，如一个以字节流表示的JPG文件。
从Number中的int开始，使用type关键字获取某个数据的类型。
print(type(1)) # <class 'int'> a=1+2//3 # “//”表示整除 print(a) # 1 print(type(a)) # <class 'int'>
提示
不同于C语言或者C++使用/*…*/和//的形式进行注释，在Python中注释通过“#”开头的字符串体现。注释内容不会被Python解释器作为程序语句。
对于int值和float值，Python中一般会使用小数点来区分。
a=9**9 # “**”表示幂次 print(a) # 387420489 print(type(a)) # <class 'int'> b=1.0 print(b) # 1.0 print(type(b)) # <class 'float'>
这里需要注意的是，将一个int值与一个int值相加将得到一个int值。但将一个int值与一个 float值相加将得到一个float值。这是因为Python会在运算中把int值强制转换为float值，以进行加法运算。
c=a+b print(c) print(type(c)) # 387420490.0 # <class 'float'>
使用内置的关键字对变量进行int与float之间的强制转换是经常用到的。
int_num=100 float_num=100.1 print(float(int_num)) print(int(float_num)) # 100.0 # 100
在Python 2中曾有int和long（长整数类型）的区分，但在Python 3中，int吸收了Python 2.x中的int和long，不再对较大的整数和较小的整数做区分。
了解数值后，下面介绍数值运算。
a, b, c=1, 2, 3.0 # 一种赋值方法，此时a为1，b为2，c为3.0 print(a+b) # 加法 print(a-b) # 减法 print(a*c) # 乘法 print(a/c) # 除法 print(a//b) # 整除 print(b**b) # 幂运算 print(b%a) # 求余 # 输出为： # 3 # -1 # 3.0 # 0.3333333333333333 # 0 # 4 # 0
在Python中还可以表示相对比较特殊的分数和复数，分数可以通过fractions模块中的Fraction对象构造。
import fractions # 导入分数模块 a=fractions.Fraction(1,2) b=fractions.Fraction(3,4) print(a+b) # 5/4
复数可以用函数 complex(real, imag) 或者带有后缀j的浮点数来创建。
a=complex(1,2) b=2+3j print(type(a),type(b)) # <class 'complex'> <class 'complex'> print(a+b) # (3+5j) print(a*b) # (-4+7j)
布尔类型本身非常简单，Python中的布尔类型以True和False两个常量为值。
print(1<2) # True print(1>2) # False
不过在Python中对布尔类型和if else条件语句判断的结合比较灵活，这些可以等到后面在实际编程中再详细探讨。
在介绍字符串之前，先对list（列表）和tuple（元组）做简单介绍。列表涉及Python中一个非常重要的概念：iterable（可迭代对象）。对于列表而言，序列中的每一个元素都在一个固定的位置（称之为索引）上，索引从“0”开始。列表中的元素可以是任何数据类型，在Python中列表对应的是方括号“[]”的表示形式。
l1=[1,2,3,4] print(l1[0]) # 通过索引访问元素，输出：1 print(l1[1]) # 2 print(l1[-1])# 4 # 使用负值索引可从列表的尾部向前计数访问元素 # 任何非空列表的最后一个元素总是 list[-1]
列表切片（slice）可以简单地描述为从列表中取一部分的操作，通过指定两个索引，可以从列表中获取称作“切片”的某个部分。列表切片的返回值是一个新列表，从第一个索引开始，直到第二个索引结束（不包含第二个索引的元素），列表切片的使用非常灵活。
l1=[ i for i in range(20)] # 列表解析语句 # l1中的元素为0～20（不含20）的所有整数 print(l1) print(l1[0:5]) # 取l1中的前5个元素 # [0, 1, 2, 3, 4] print(l1[15:-1]) # 取索引为15的元素到最后一个元素（不含最后一个） # [15, 16, 17, 18] print(l1[:5]) #取前5个，“0”可省略 # 如果左切片索引为0，则可以将其留空而将“0”隐去。如果右切片索引为列表的长度，则也可以将其留空 # [0, 1, 2, 3, 4] print(l1[1:]) #取除了索引为0（第一个）的元素之外的所有元素 # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19] l2=l1[:] # 取所有元素，其实是复制列表 print(l1[::2]) # 指定步数，取所有索引为偶数的元素 # [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18] print(l1[::-1]) # 倒着取所有元素 # [19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
向一个列表中添加新元素的方法也很多样。
l1=['a'] l1=l1+['b'] print(l1) # ['a', 'b'] l1.append('c') l1.insert(0,'x') l1.insert(len(l1),'y') print(l1) # ['x', 'a', 'b', 'c', 'y'] l1.extend(['d','e']) print(l1) #['x', 'a', 'b', 'c', 'y', 'd', 'e'] l1.append(['f','g']) print(l1) # ['x', 'a', 'b', 'c', 'y', 'd', 'e', ['f', 'g']]
需要注意的是，extend()接收一个列表，并把其元素分别添加到原有的列表，类似于“扩展”。而append()是把参数（参数有可能也是一个列表）作为一个元素整体添加到原有的列表中。insert() 方法会将单个元素插入列表，其第一个参数表示列表中将插入的位置（索引）。
从列表中删除元素可使用的方法也不少。
# 从列表中删除 del l1[0] print(l1) # ['a', 'b', 'c', 'y', 'd', 'e', ['f', 'g']] l1.remove('a') #remove()方法接收一个参数，并删除列表中第一次出现的该参数 print(l1) # ['b', 'c', 'y', 'd', 'e', ['f', 'g']] l1.pop() # 如果不带参数调用，则pop()方法将删除列表中最后的元素，并返回所删除元素的值 print(l1) # ['b', 'c', 'y', 'd', 'e'] l1.pop(0) # 可以给pop()一个特定的索引 print(l1) # ['c', 'y', 'd', 'e']
元组与列表非常相似，区别在于：元组是不可修改的，定义之后就“固定”了；元组在形式上是用“()”这样的圆括号标识的。由于元组是不可修改的，所以不能插入或删除元素。其操作与列表类似。
t1=(1,2,3,4,5) print(t1[0]) # 1 print(t1[::-1]) # (5, 4, 3, 2, 1) print(1 in t1) # 检查1是否在t1中，输出：True print(t1.index(5)) #返回某个值对应的元素索引，输出：4
提示
元素可修改与不可修改是列表与元组的一大区别，基本上除了修改内部元素的操作，其他列表适用的操作都可以用于元组。
创建一个字符串时，将其用一对引号标识，引号可以是单引号（'）或者双引号（"），两者没有区别。字符串也是一个可迭代对象，因此，与取得列表中的元素一样，也可以通过索引取得字符串中的某个字符，一些适用于列表的操作同样适用于字符串。
str1='abcd' print(str1[0]) # 索引访问 # a print(str1[:2]) # 切片 # ab str1=str1+'efg' print(str1) # abcdefg str1=str1+'xyz'*2 print(str1) # abcdefgxyzxyz # 格式化字符串 print('{} is a kind of {}.'.format('cat','mammal')) # cat is a kind of mammal. # 显示指定字段 print('{3} is in {2}, but {1} is in {0}'.format('China','Shanghai','US','New York')) # New York is in US, but Shanghai is in China. # 以一对三引号标识多行字符串 long_str='''I love this girl, but I don't know if she likes me, what I can do is to keep calm and stay alive. ''' print(long_str)
集合的特点是无序且值唯一，创建集合和操作集合的常见方式包括。
set1={1,2,3} l1=[4,5,6] set2=set(l1) print(set1) # {1,2,3} print(set2) # {4,5,6} # 添加元素 set1.add(10) print(set1) # {10, 1, 2, 3} set1.add(2) # 无效语句，因为2在集合中已经存在 print(set1) # {10, 1, 2, 3} set1.update(set2) # 类似于列表的extend()操作 print(set1) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 10} # 删除元素 set1.discard(4) print(set1) # {1, 2, 3, 5, 6, 10} set1.remove(5) print(set1) # {1, 2, 3, 6, 10} set1.discard(20) # 无效语句，不会报错 # set1.remove(20) 使用remove()去除一个并不存在的值时会报错 set1.clear() print(set1) # 清空集合 set1={1,2,3,4} # 并集、交集与差集 print(set1.union(set2)) # 在set1或者set2中的元素 # {1, 2, 3, 4, 5, 6} print(set1.intersection(set2)) # 同时在set1和set2中的元素 # {4} print(set1.difference(set2)) # 在set1中但不在set2中的元素 # {1, 2, 3} print(set1.symmetric_difference(set2)) # 只在set1或只在set2中的元素 # {1, 2, 3, 5, 6}
字典（dict）相对于列表、元组和集合会显得稍微复杂一点。Python中的字典是键值对（key-value）的无序集合。字典在形式上也和集合类似，创建字典和操作字典的基本方式如下。
d1={'a':1,'b':2} # 使用“{}”创建 d2=dict([['apple','fruit'],['lion','animal']]) # 使用dict关键字创建 d3=dict(name='Paris', status='alive', location='Ohio') print(d1) # {'a': 1, 'b': 2} print(d2) # {'apple': 'fruit', 'lion': 'animal'} print(d3) # {'status': 'alive', 'location': 'Ohio', 'name': 'Paris'} #访问元素 print(d1['a']) # 1 print(d3.get('name')) # Paris # 使用get()方法获取不存在的键值对时不会触发异常 # 修改字典——添加或更新键值对 d1['c']=3 print(d1) # {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} d1['c']=-3 print(d1) # {'c': -3, 'a': 1, 'b': 2} d3.update(name='Jarvis',location='Virginia') print(d3) # {'location': 'Virginia', 'name': 'Jarvis', 'status': 'alive'} # 修改字典——删除键值对 del d1['b'] print(d1) # {'c': -3, 'a': 1} d1.pop('c') print(d1) # {'a': 1} # 获取键或值 print(d3.keys()) # dict_keys(['status', 'name', 'location']) print(d3.values()) # dict_values(['alive', 'Jarvis', 'Virginia']) for k,v in d3.items(): print('{}:\t{}'.format(k,v)) # name: Jarvis # location: Virginia # status: alive
Python中的列表、元组、集合和字典是最基本的几种数据类型，使用起来非常灵活，与Python的一些语法配合会使代码非常简洁、高效。掌握这些基本知识和操作是后续进行开发的基础。