2.2 整型、浮点型和变量
计算机编程中的整型就是整数类型的意思,相当于数学中的整数。数学中的整数有无穷多个,而编程中的整型因受限于计算机的内存,它有一定的表示范围,如果超过这个范围,就无法表示出来,这是我们学习整型时需要注意的。类似地,编程中的浮点数就可理解为数学中带小数点的数,也包括分数,因为分数和小数是可以互相转换的,比如0.5 也可以表示为1/2。同样,浮点数在编程中也有一定的范围,超出范围就无法正确表示。我们来看看下面的例子。
示例2-1 通过编程显示一个整数和一个浮点数。
打开Wing 101,新建一个文件,并取名为2-1.py,然后输入如下代码:
运行结果如下:
解说:代码中,第1 行使用print()做一个简单的加法,两个整数100 和200 相加,得到的结果300 自然也是一个整数。第2 行显示出一个小数,也就是浮点数,即圆周率的近似值3.14。
下面学习编程中非常重要的一个基本概念—变量。在编程时,我们经常使用变量来表示一个个具体的数字。
在代数中,如果我告诉你x=2,y=3,z=x+y,问z 等于多少?你一定能做对,z=2+3=5。我们可看到:在代数里使用了字母来代替数进行运算,这样做的好处是可以归纳出普遍的规律,便于我们深入分析问题、描述问题和解决问题。比如,我们都知道长方形的面积=长×宽,但因为用中文书写数学公式没有用英文方便,不仅是中文,事实上全世界的数学公式一般都是使用英文中的字母、单词和各种符号来表示的,所以在数学中可把这个公式表示为A = a × b,其中的大写字母A 表示长方形的面积,小写字母a 和b 分别表示该长方形的长和宽,这样只要我们知道了a 和b的值,就能计算出A 是多少。
变量就好比计算机内存中的一个存储单元,可以理解为一个盒子,如图2-1 所示,我们可以给这个存储单元(内存单元),也就是盒子起一个很简单的名字,比如叫它a,然后放入一个整数10,Python 代码的写法如下:
图2-1
现在这个内存单元里就保存了一个整数,它的值是10。
当这个单元里有了值以后,还可以把它的值取出来使用,如图2-2 所示。
图2-2
这里要特别注意,计算机编程中的内存单元和生活中的盒子有所不同。在生活中,当我们从盒子里取出东西后,盒子就空了,但当我们从内存单元里取出它的值来使用时,该内存单元中的值并不会消失,会仍然保存在里面,除非使用一个新的值,比如20 来代替它,否则,只要你不关计算机,它的值会永远都在。变量的这两个特性叫“取之不尽”和“喜新厌旧”。其中,“取之不尽”是指同一个内存单元中的值被取出来后,单元内的值还会存在。“喜新厌旧”是指同一个内存单元中,当用新的值取代旧的值后,新值会保留在单元里,旧值就会消失。
用新值取代旧值的写法很简单,写成a = 20 即可。注意,这里的符号“=”并不是数学的等号,在编程中它叫赋值符号(或赋值号),它的作用是把右边的一个值保存在左边的变量里,执行的顺序是先右后左,即:先计算赋值符号右边的值,再把它保存在赋值符号左边的变量里,这个操作在编程中叫赋值运算,所以符号“=”并不是数学中的等号,而是赋值号。Python 编程中的等号要写成“==”,我们在后面再介绍。
给变量取个好名字是很重要的,在任何一门编程语言中,一般都要遵循以下变量命名法则:
· 变量名的第一个字符必须是英文字母或下画线,不能是阿拉伯数字。
· 变量的名字尽量要取得有意义且便于记忆,比如简单的字母或字母组合、一个英文单词、几个英文单词的组合,不提倡使用汉语拼音取名字。Python 3中可以用中文来给变量取名字,但一般不推荐,因为全世界正规的程序代码都使用英文。(本章后面的练习题中有几道题是用中文命名的,只是便于给大家展示。)
· 变量名的大小写如果不同,表示是两个变量,不是同一个变量,比如Age 和age,它们是两个不同的变量。
下面举例介绍赋值运算,并显示变量的数据类型。
示例2-2 将一个变量X 赋值为100,将另一个变量Y 赋值为200,计算它们的和,并保存在变量Z 中;将一个变量PI 赋值为3.14,最后分别显示变量Z 和PI 的值及其数据类型。
代码如下:
运行结果如下:
解说:代码中的符号“#”及其后面的文字叫注释,用来解释代码和备忘,有时我们需要记录一下编程思路,好比你上课时需要做笔记一样,这样过段时间后,你能回忆起以前学过的内容,代码也是这样,当代码变长之后或过一段时间后,如果你当时没有任何记录,要完全回忆起来以前的思路也是很困难的。在此强烈建议初学者多写注释,当然不必每行都写,把容易忘记的代码或关键代码加上注释即可。
Python 中的单行注释就是使用#符号来表示的,多行注释是使用一对三引号(三个单引号)来表示的:
下面是多行注释:
无论是单行注释还是多行注释,标识符和后面的内容不会被执行,对程序的结果正确与否没有任何影响,它们是用来给人看的,不是用来给机器看的。
本例代码中的type()是Python 自带的一个功能(或者叫函数,后面章节会详细说什么是函数及其用法),它的作用是查看某个变量的数据类型是什么,第7、8 行显示了变量Z 的数据类型是int,它是英文单词integer 的缩写,表示整数的意思,另一个float,表示浮点数的意思,前面的单词class 表示种类,也就是数据类型的意思。使用type(变量名或一个具体的数据)得到变量的种类名称后,再使用print( )把它显示在屏幕上。