2.3.1　变量

把一个值赋值给一个名字，这个值会存储在内存中，这块内存就称为变量。在大多数语言中，把这种操作称为“给变量赋值”或“把值存储在变量中”。

比如，Python快乐学习班的同学乘坐“集合号”大巴出去游玩，大巴是一个实实在在存在的物体，要占据空间，而“集合号”是我们给它的一个名字，这个名字可以更改为“空间一号”或是其他。在这里，大巴相当于值，“集合号”相当于变量。

在Python中，变量指向各种类型值的名字，以后再用到这个值时，直接引用名字即可，不用再写具体的值。比如对Python快乐学习班的同学说上“集合号”了，读者就都知道要上大巴了。

变量的使用环境非常宽松，没有明显的变量声明，而且类型不是必须固定。可以把一个整数赋值给变量，也可以把字符串、列表或字典赋给变量。比如这里“集合号”指的是一辆大巴，但我们同样可以用“集合号”指代一艘船、一架飞机或一栋建筑等。

那什么是赋值呢？

在Python中，赋值语句用等号（=）表示，可以把任意数据类型赋值给变量。比如，要定义一个名为xiaomeng的变量，对应值为XiaoMeng，可按下述方式操作：

>>> xiaohong='XiaoHong'
>>>

此操作解释：xiaomeng是我们创建的变量，=是赋值语句，XiaoMeng是变量值，变量值需要用单引号或双引号标记。整句话的意思是：创建一个名为xiaomeng的变量并给变量赋值为XiaoMeng（注意这里的大小写）。

这里读者可能会疑惑，怎么前面输入后按回车键就能输出内容，而在上面的示例中按回车键后没有任何内容输出，只是跳到输入提示状态下。

在Python中，对于变量，不能像数据类型那样，输入数值就立马能看到结果。对于变量，需要使用输出函数。还记得前面讲的print()吗？print()是输出函数，上面的示例中没有使用输出函数，屏幕上当然不会有输出内容。要有输出应该怎么操作呢？我们尝试如下：

>>> print(xiaohong)
XiaoHong

成功打印出了结果。但为什么输入的是print(xiaomeng)，结果却输出XiaoMeng呢？这就是变量的好处，可以只定义一个变量名，比如名为xiaomeng的变量，把一个实际的值赋给这个变量，比如实际值XiaoMeng，计算机中会开辟出一块内存空间存放XiaoMeng这个值，当我们让计算机输出xiaomeng时，在计算机中，xiaomeng这个变量实际上指向的是值为XiaoMeng的内存空间。就像对Python快乐学习班的同学说“集合号”，Python快乐学习班的同学们就知道那指的是他们乘坐的大巴。

在使用变量前需要对其赋值。没有值的变量是没有意义的，编译器也不会编译通过。这就如你碰见一个人就对他说“集合号”，别人肯定会以为你是疯子。

例如，定义一个变量为abc，不赋任何值，输入及结果如下：

>>> abc
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'abc' is not defined

输出结果解释：提示我们名称错误，名称abc没有定义。

同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，输入如下：

>>> a=123
>>> a
123
>>> a='ABC'
>>> print(a)
ABC

这种变量本身类型不固定的语言称为动态语言，与动态语言对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型，对静态语言赋值时，赋值的类型与指定的类型不匹配就会报错。和静态语言相比，动态语言更灵活。

这里提到变量类型的概念，在2.2节提到Python 3中有6种标准对象类型，那么，对于定义的一个变量，怎么知道它的类型是什么？

在Python中，提供了一个内置的type函数帮助识别一个变量的类型，如在交互模式下输入：

>>> type('Hello,world!')
<class 'str'>

这里的<class 'str'>指的是Hello这个变量值的类型是str（字符串）类型的。

按同样方式，可以测试50这个值的类型是什么。在交互模式下输入：

>>> type(50)
<class 'int'>

计算机反馈的结果类型是整型（int）。再继续测试5.0的类型是什么：

>>> type(5.0)
<class 'float'>

计算机反馈的结果类型是浮点型（float）。再继续测试test type的类型是什么：

>>> a='test type'
>>> type(a)
<class 'str'>

计算机反馈的结果类型是字符串类型（str）。

只要是用双引号或单引号括起来的值，都属于字符串。在交互模式下输入：

>>> type('test single quotes')
<class 'str'>
>>> type("test double quote")
<class 'str'>
>>> type("100")
<class 'str'>
>>> type("3.0")
<class 'str'>
>>> b='3'
>>> type(b)
<class 'str'>
>>> b='100'
>>> type(b)
<class 'str'>
>>> c='3.0'
>>> type(c)
<class 'str'>

计算机反馈的结果类型都是字符串类型（str）。

注意不要把赋值语句的等号等同于数学中的等号。比如对于下面的两行代码：

a=100
a=a + 200

这里同学们可能会有疑问，a=a + 200是什么等式？这个从以前的学习经验来看是不成立的，在计算机里面怎么就成立了。这里首先要声明，计算机不是人脑，在很多事情的处理上，计算机并不遵循我们眼睛看到的那种规则，计算机有计算机的思维逻辑。

在编程语言中，a=a + 200的计算规则是：赋值语句先计算右侧的表达式a + 200，得到结果300，再将结果值300赋给变量a。由于a之前的值是100，重新赋值后，a的值变成300。我们通过交互模式做验证，输入如下：

>>> a=100
>>> a=a + 200
>>> print(a)
300

由输出结果看到，所得结果和前面推理结果一致。

理解变量在计算机内存中的表示也非常重要。在交互模式下输入：

>>> a='123'

这时，Python解释器做了两件事情：

（1）在内存中开辟一块存储空间，这个存储空间中存放'123'这三个字母对应的字符串。

（2）在内存中创建了一个名为a的变量，并把它指向'123'字符串对应的内存空间。

也可以把一个变量a赋值给另一个变量b，这个操作实际上是把变量b指向变量a所指向的数据，例如下面的代码：

>>> a='123'
>>> b=a
>>> a='456'
>>> print(b)

最后一行打印出变量b的内容到底是'123'还是'456'呢？如果从数学逻辑推理，得到的结果应该是b和a相同，都是'456'，但是实际上，继续往下走，会看到交互模式下打印出的b的值是'123'。

当然，这里我们不急于问为什么，先一行一行执行代码，看看到底是怎么回事。

首先执行a='123'，解释器在内存中开辟一块空间，存放字符串'123'，并创建变量a，把a指向'123'，如图2-3所示。

接着执行b=a，解释器创建了变量b，并把b也指向字符串'123'，如图2-4所示，此时a和b都指向了字符串'123'。

再接着执行a='456'，解释器在内存中继续开辟一块空间，开辟的新空间用于存放字符串'456'，a的指向更改为字符串'456'，b的指向不变，如图2-5所示。

图2-3　a指向'123'

图2-4　a、b指向'123'

图2-5　a指向'456'，b不变

最后执行print(b)，输出变量b的结果，由图2-5可见，变量b指向的是字符串'123'，所以print(b)得到的结果是123。