作者 谢恩铭，公众号「程序员联盟」（微信号：coderhub）。
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《Python探索之旅》全系列

内容简介

1. 前言
2. 什么是变量及变量的作用
3. Python 的数据类型
4. 第一次使用函数
5. 总结
6. 第一部分第五课预告

1. 前言

在上一课 Python探索之旅 | 第一部分第三课：初识Python的解释器 中，尽管你可能没有注意到，但其实你已经输入了 Python 的第一条命令。

从现在开始，我们将逐渐深入学习 Python 的语法。这一课我们来学习一个重要的编程概念：变量。

变量，在英语中是 variable，表示“变量，可变的，易变的”。

变量这个概念至关重要，一定要好好掌握。但我向你保证，这一课没有什么太复杂的内容，让我们开始愉快的学习之旅吧~

2. 什么是变量及变量的作用

变量是大多数（甚至是所有）编程语言中都有的概念之一。我们可以说，没有变量就不能编程，这并不夸张。就好像我们说“无胡歌不仙剑”一样：“无变量不编程”。

变量是什么？

变量简单来说就是你的程序中的数据，存储在计算机中的。变量是由字母、数字和其他符号组成的代码，你可以将其链接到程序中的数据，以便可以多次使用它并对其进行一些更有意思的操作。在程序中可以进行操作是很好的，但是如果不能将操作的结果存储在某个地方，那么很快就会显得有点无聊了。

我们可以将计算机的内存（memory）想像成一个有很多抽屉的大柜子。每个抽屉都可以包含数据，其中一些数据将是程序中的变量。

变量是如何工作的

这非常简单。你可以想象你对 Python 说：“我希望在我命名的 age （表示“年龄”）变量中存储我的年龄，这样我就可以记住我的年龄（如果我的记忆力不是那么好的话），对这个变量加一（每当我过生日那天），并且在必要时显示这个变量的值。”

目前你可能还看不到存储程序中的数据的意义。但是，如果你什么也不存储，那你也几乎什么都做不了。

在 Python 中，要给变量赋值，是非常简单的，只需要这样写：

variable_name = value

variable_name 是变量名，name 表示“名字”。value 是变量的值，value 表示“值”。变量名和变量的值之间用 = 号连接。

变量必须遵守一些基本的语法规则：

1. 变量名只能由英文字母（大写或小写字母）、数字和下划线符号（_）组成。例如 my_age_2 。

2. 变量名不能以数字开头。因此，2_my_age 不是合法的变量名。

3. Python 区分大小写，这意味着 AGE，aGe 和 age 是不同的变量。

除了以上必须遵守的命名规则外，每个程序员也有一些个人的命名习惯。我自己比较倾向于两种变量命令的习惯：

• 第一种命名习惯：变量名都是由小写字母构成，并用下划线 _ 连接单词。例如，如果我需要创建一个储存自己年龄的变量，则会将其命名为 my_age。my 表示“我的”。

• 第二种命名习惯：变量名中每个单词的第一个字母大写，但第一个单词的第一个字母小写，例如 myAge。

你可以使用任何你喜欢的命名习惯，但是尽量在你的程序中保持一致的命名习惯，特别是当你参与大型项目时。

因此，如果我创建存储我的年龄的变量，可以用以下语法：

my_age = 32

按下回车之后，Python 的解释器立即显示主提示符 >>>，没有任何消息。这意味着 Python 解释器正确理解了你的输入，并且没有发现任何错误。

上面的 my_age = 32 这一操作通常被称为“将值分配给变量”（或简称为“变量赋值”）。我们说，已经将 32 这个值分配给了变量 my_age。

现在，你只需在 Python 解释器中输入该变量的名字，即可显示它的值：

变量名，= 符号，和变量的值之间的空格数目是可选的。我这里用了一个空格，出于可读性考虑。

好的，一切看起来都那么美好，但是我们可以用此变量来做什么操作呢？

你可以对此变量进行很多操作，包括上一课我们所做的数学运算，只不过这一次你是用变量名来代替整数值了。你甚至可以将此变量进行计算后的值再赋值给此变量自身。

例如，让我们尝试将 my_age 这个变量的值加 2，再赋值给它自己：

my_age = my_age + 2

现在，让我们尝试对 my_age 变量进行操作，并把操作后的值分配给另一个变量 my_age_x2。

my_age_x2 = my_age * 2

变量赋值的概念并不复杂，但却非常强大。与某些编程语言相比，在 Python 中为变量赋值是非常简单的。如果你事先没有创建变量，Python 会自动为你打理一切。如果该变量已经存在，则将旧值删除并替换为新值。还有什么比这更简单的呢？

此外，有一些关键字（keyword）是 Python 预留的，也就是说，你不能使用这些关键字来命名变量。

以下是 Python 3 的关键字列表（一共有 33 个关键字，除前三个关键字，其余按英语字母表顺序排序）：

这些关键字是被 Python 所保留的，因此你不能使用这些名称来为变量命名。

上表中，前三个关键字（False，True，None）的首字母是大写的，其余的关键字首字母都是小写。

请不要去死记硬背这些关键字，随着你用 Python 编程的深入，你自然而然会记住它们的。我们的课程也会用到这些关键字中的大部分。

3. Python 的数据类型

接下来，我们要学习在许多编程语言中都有的一个非常重要的概念。请认真对待，因为你必须熟悉这个概念，才能继续本课程的学习。放心，只要你专心，就不会有什么太复杂的概念。

什么是数据类型？

数据类型，在英语中是 data type。data 表示“数据”，type 表示“类型”。

到目前为止，我们在程序中只使用过数字。虽然我们很少会编写没有任何数字的程序，但是数字绝对不是我们可以在 Python 中使用的唯一数据。之后的课程中，我们甚至还会学习如何创建你自己的数据类型。

Python 需要知道使用的数据是什么类型的，以便知道对此数据可以执行哪些操作。

在本课中，你将学习如何使用字符串。对字符串做“乘法”，和对数字做乘法，是不一样的。对于某些类型的数据，乘法更是没有意义的。因此，Python 将每个数据与一个类型相关联，类型决定了对此数据可以进行哪些操作。

不同的数据类型

暂时，我们只会学习最常用和最容易处理的数据类型。以后会有专门的章节，用于讲解更复杂的数据类型。

整数

是的，Python 将整数与浮点数区分开。

为什么要区分开呢？

最初，主要是为了解决内存空间的问题。但对于计算机而言，对浮点数执行的操作与对整数执行的操作并不相同，因此这种区分仍然有意义。

整数类型在 Python 中是 int（int 是 integer 的缩写，表示“整数”）。整数，简单来说是没有小数点的数字。例如：

7

在上一课中，我们已经学习过对整数类型的数据可以执行哪些操作。因此，我们不再赘述。

浮点数

浮点数，简单来说是带小数点的数，例如 3.14。浮点数在 Python 中是 float（float 表示“浮动”）。如果一个数字没有浮点部分（小数点后面的部分），但是你希望 Python 将其视为浮点数，则可以向其添加浮点部分 0，例如 52.0。

小数点后的数字位数不是无限的，因为在计算机科学中没有什么是无限的。但是精确度对于处理高精度的数据是非常重要的。

字符串

幸好，Python 中可用的数据类型不仅限于数字。我们在本课中学习的最后一个常用的“简单”类型是字符串。这种类型的数据可以存储一连串字符（character）。

字符串，在英语中是 string。string 的原意是“一串，一行，弦，线”。

在 Python 中，你可以使用不同的方式来书写字符串：

• 用双引号作为定界符，例如 "this is a string" 。
• 用单引号作为定界符，例如 'this is a string' 。
• 用三个双引号作为定界符，例如 """this is a string""" 。
• 用三个单引号作为定界符，例如 '''this is a string''' 。

我们可以像对待数字（和所有数据类型）一样，将字符串存储在变量中，例如 my_string = "Hello, everybody!" 。

如果使用简单的定界符（双引号或单引号）将字符串括起来，此字符串中又有双引号或单引号，则会出现问题。

例如，如果输入 string = 'I'm Iron Man!'，则会收到错误信息：

这是因为 Python 认为 I'm 中的单引号是字符串的结尾，就不知道拿后面的字符怎么办了。

为了克服这个问题，我们必须在字符串的中间对单引号进行特殊处理。因此，我们在字符串中包含的单引号之前插入反斜杠字符 \。

string = 'I\'m Iron Man!'

如果将双引号用作定界符，则必须转义双引号：

string = "\"A strong man will struggle with the storms of fate.\" (Thomas Addison)"

\（反斜杠）被称为“转义字符”，用于转义其他有用的符号。

例如，\n 是“换行符”，可以对字符串进行换行（例如，"I'm Oscar.\nWhat's your name?"）。

可以看到，Python 解释器显示了换行符，不过，是以 \n 原样输出的。在下面的内容中，我们将看到如何实际显示这些字符串，以及解释器为什么没有按我们所期望地显示它们。

要在字符串中写一个反斜杠本身，你必须先对其进行转义，写成 \\ 。

使用三引号 """ 作为字符串的定界符，可以省去转义双引号和单引号的步骤。而且，你不需要用 \n 作为换行符，也可以编写多行。

可以看到，>>> 提示符被 ... 提示符代替。这意味着 Python 解释器认为你尚未完成此命令的输入。直到新的 >>> 符号出现时，才宣告结束。换行符将在字符串中被自动替换为 \n 。

你可以使用三个单引号 ''' 来代替三个双引号 """。我个人不太使用 ''' 定界符，但是你得知道这种写法的存在，如果你以后在别人的 Python 代码中看到 '''，不必感到惊讶。

好的，我们已经完成了简单数据类型的介绍。

一点小技巧

在上一课中，我们学习了用于处理数字的“经典”运算符（+，-，*，/，//，%）。这些运算符不止能操作数字，我们之后也会看到它们还可以进行其他数据类型的操作。

在你以后的 Python 编程中，你经常会对变量进行“增加操作”。增加操作是指将变量的值加上一个数字。到目前为止，我们是用以下操作来将变量增加 1 的：

variable = variable + 1

这种语法很清晰直观，但是比较冗长。众所周知，程序员天生就是“懂得偷懒”的。因此，我们发明了更短的写法：

variable += 1

运算符 += 等效于将变量后面的值加到变量中。运算符 -=，*=， /=，%=，//= 的用法是一样的。你可以自行测试一下。

一些技巧

Python 提供了一种非常简单的方法来交换两个变量（交换它们的值）。在其他编程语言中，我们经常需要第三个变量的辅助，这第三个变量用于保存两个变量的值中的一个。但是，在 Python 中我们可以很简单地达到目的：

a = 7
b = 30
a,b = b,a

如你所见，在执行第 3 行之后，变量 a 和 b 已经交换了它们的值。

我们还可以非常简单地将相同的值分配给多个变量：

x = y = 7

而且，我们还可以将一行比较长的命令写在几行中，用 \（反斜杠）符号：

如你所见，符号 \（反斜杠）向 Python 表示“此命令在下一行继续”。这样，你就可以将命令分成几行。命令分几行写的时候，可以看到 >>> 这个主提示符就变为 ... 这个副提示符了。

4. 第一次使用函数

好的，一切进展顺利~

不过，我想在这有关变量的一课的最后，介绍一下函数的使用。虽然之后我们会有专门的一课来讲解函数，但是我接下来要向你展示的知识点，还是很有用的，也可以作为函数的入门。

使用函数

函数是什么？

函数，在英语中是 function，表示“函数，功能，运作”。

顾名思义，函数是有一定功能的，是会执行一些操作（运作）的。

函数执行一定数量的预先存储的命令。简单来说，函数就像存储了多个命令（例如，“起床，穿衣服，洗漱，吃早饭，上班”）以执行特定操作，并给它起个名字（例如，“早上做的事”）。然后，你就可以根据需要，多次调用此函数的名称即可（这避免了多次重复书写这些命令）。我们在函数那一课会更详细地介绍相关知识点。

大多数函数都需要至少一个参数（parameter）来处理数据。这些参数是你传递给函数的信息，以便函数可以处理这些信息。我要向你展示的函数也不例外。目前，这些知识点似乎有些难懂，但是请放心，我们会用示例来帮助理解。

函数的使用要遵循以下的语法：

fonction_name(parameter_1, parameter_2, …, parameter_n)

• 首先，编写函数的名称（fonction_name）。

• 然后，你可以将函数的参数放在括号 () 中，用逗号 , 隔开。如果函数不带任何参数，括号也是不可少的，只是括号之间不包含任何内容。

type 函数

在上一节中，我们学习了简单的数据类型（至少其中一些）。

Python 的强大功能之一是可以自动获知变量的（数据）类型，在变量被赋值时。

其他一些编程语言，例如 C语言，C++，Java，变量是需要预先声明类型的。例如在 C语言中，创建一个 int 型变量并赋值是像这样的：int a = 10; 。但是 Python 却不需要你声明变量 a 是 int 类型，它可以自己根据赋值的数据来推断。

因此，我们说 Python 是动态类型的语言，而 C语言、Java、C++ 是静态类型的语言。

我们可以用 type 函数来输出变量的类型。type 表示“类型”。

type 函数的语法很简单：

type(variable_name)

type 函数返回作为参数传递的变量的类型。例如：

a = 10
type(a)

Python 会告诉你，变量 a 属于 int 类。关于 class（表示“类”）的概念，我们会在第三部分详细讲解。暂时我们只要知道 class（类）其实就代表了一种数据类型。

当然了，你也可以不借助变量来进行测试：

str 是 string 的缩写。

print 函数

我们再来学习十分常用的函数：print 函数，这个函数可以显示变量的值。print 表示“打印”。

但是，我们之前在 Python 解释器中输入变量名，就可以显示变量的值了。为什么还需要 print 函数呢？

诚然，Python 解释器在交互模式下很好地显示了变量的值，是因为它会自动显示所有它可以显示的内容，以便跟随一个程序的所有步骤。但是，当你不使用解释器，仅在 Python 的代码中输入变量名，是无法为你输出变量的值的。此外，我们也注意到，解释器将字符串用定界符括起来并按原样显示转义字符（如 \n）。

print 函数专门用于显示，它的参数数量是可变的，也就是说，你可以要求它显示一个或多个变量。示例如下：

第一次调用 print 函数是很容易理解的，就是显示变量 a 的值，为 7。

第二次调用 print 显示：

a = 10 and b = 5

这第二次调用可能会有点难以理解。实际上，我们将四个参数传递给 print 函数：两个字符串以及变量 a 和 b。

当 Python 解释此函数调用时，它将按照参数的顺序显示，并以空格分隔。

你可以用其他数据类型来测试 print 函数，例如带有换行符 \n 的字符串。

可以看到，print 函数很好地解释了 \n 换行符，对字符串进行了换行输出。

Hello World 小示例

学习任何编程语言时，通常都会编写显示 Hello World! 的程序。

Hello World! 表示“你好，世界！”，是软件界的经典例程，因为这可以很快地展示一种编程语言的基本语法。

在某些语言中，尤其是编译语言（如 C语言，C++），可能需要好多行代码才能获得此结果。但是，正如我们看到的，在 Python 中，一行就足够了：

print("Hello World !")

Python 真是非常简洁。

5. 总结

• 你可以用变量来存储程序中的数据。

• 你可以对这些变量进行不同的操作：显示它们，使用它们进行计算，等等。

• 要为变量赋值，我们使用这样的方式： variable_name = value 。

• 有不同的变量类型，取决于你要储存的数据。int，float，str（字符串），等等。

• 我们可以用 type 函数来获知数据类型。

• 为了显示数据，例如变量的值，我们可以使用 print 函数。

6. 第一部分第五课预告

今天的课就到这里，一起加油吧！

下一课：Python探索之旅 | 第一部分第五课：条件表达式

我是 谢恩铭，公众号「程序员联盟」（微信号：coderhub）运营者，慕课网精英讲师 Oscar 老师，终身学习者。
热爱生活，喜欢游泳，略懂烹饪。
人生格言：「向着标杆直跑」