# 2. Python 基础语法

## 变量与数据类型

### 1. 变量的定义与命名规则

在 Python 中，变量是用来存储数据的容器。变量的定义非常简单，只需要使用赋值运算符 `=` 即可。例如：

```python
x = 10
name = "Alice"

Python 的变量命名需要遵循以下规则：

  • 变量名只能包含字母、数字和下划线（_）。
  • 变量名不能以数字开头。
  • 变量名不能是 Python 的关键字（如 if, else, for 等）。
  • 变量名区分大小写，例如 name 和 Name 是两个不同的变量。

2. 数据类型概述

Python 是一种动态类型语言，这意味着你不需要显式声明变量的数据类型。Python 会根据赋给变量的值自动推断其类型。常见的数据类型包括：

  • 整数（int）：表示整数值，如 10, -5。
  • 浮点数（float）：表示带有小数点的数值，如 3.14, -0.001。
  • 字符串（str）：表示文本数据，用单引号或双引号括起来，如 "Hello", 'Python'。
  • 布尔值（bool）：表示真或假，只有两个值：True 和 False。
  • 列表（list）：有序的可变序列，如 [1, 2, 3]。
  • 元组（tuple）：有序的不可变序列，如 (1, 2, 3)。
  • 字典（dict）：键值对的集合，如 {"name": "Alice", "age": 25}。
  • 集合（set）：无序且不重复的元素集合，如 {1, 2, 3}。

3. 类型转换

在 Python 中，可以使用内置函数进行数据类型之间的转换。常见的类型转换函数包括：

  • int()：将其他类型转换为整数。
  • float()：将其他类型转换为浮点数。
  • str()：将其他类型转换为字符串。
  • bool()：将其他类型转换为布尔值。

例如：

x = 10
y = float(x)  # 将整数转换为浮点数
z = str(x)    # 将整数转换为字符串

4. 变量的作用域

变量的作用域指的是变量在程序中的可见范围。Python 中有两种主要的作用域：

  • 局部变量：在函数内部定义的变量，只能在函数内部访问。
  • 全局变量：在函数外部定义的变量，可以在整个程序范围内访问。

例如：

x = 10  # 全局变量

def my_function():
    y = 5  # 局部变量
    print(x)  # 可以访问全局变量
    print(y)  # 可以访问局部变量

my_function()
print(y)  # 这里会报错，因为 y 是局部变量，不能在函数外部访问

5. 常量与不可变类型

在 Python 中，虽然没有严格的常量定义，但通常使用全大写的变量名来表示常量，表示该变量的值不应该被修改。例如：

PI = 3.14159

此外，Python 中的某些数据类型是不可变的，例如整数、字符串和元组。这意味着一旦创建，它们的值就不能被修改。例如：

x = 10
x = x + 1  # 这里实际上是创建了一个新的整数对象，而不是修改原来的 x

6. 动态类型与类型检查

Python 是动态类型语言，这意味着变量的类型可以在运行时改变。例如：

x = 10      # x 是整数
x = "Hello" # x 现在是字符串

虽然动态类型提供了灵活性，但也可能导致类型相关的错误。因此，在实际开发中，可以使用类型注解来增强代码的可读性和可维护性。例如：

def greet(name: str) -> str:
    return "Hello, " + name

7. 总结

变量与数据类型是 Python 编程的基础。理解如何定义变量、使用不同的数据类型以及进行类型转换，是编写 Python 程序的关键。掌握这些基础知识后，你将能够更轻松地处理各种编程任务。

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