Основные типы данных в Python для начинающих

Автор: admin

Дата: 13.09.2020 01:51

Каждое значение в Python имеет тип. Поскольку всё в Python — объекты, типы являются классами, а значения — экземплярами (объектами) этих классов.

В Python 2 типы и классы — разные понятия, в то время как в Python 3 это одно и то же.

В Python есть разные типы, давайте рассмотрим самые основные.

Числа

Целые числа, числа с плавающей запятой и комплексные числа относятся к группе чисел. В Python они представлены классами int, float и complex.

Мы можем использовать функцию type(), чтобы узнать класс переменной или значения, и функцию isinstance() для проверки принадлежности объекта определённому классу:

>>> a = 5
>>> print(a, "is of type", type(a))
5 is of type <class 'int'>
>>> a = 2.0
>>> print(a, "is of type", type(a))
2.0 is of type <class 'float'>
>>> a = 1+2j
>>> print(a, "is complex number?", isinstance(1+2j, complex))
(1+2j) is complex number? True

Целые числа могут быть любой длины, они ограничиваются лишь доступной памятью.

Числа с плавающей запятой имеют ограниченную точность. Визуально разницу между целым числом и числом с плавающей запятой можно заметить в консоли по наличию точки: 1 — целое число, 1.0 — с плавающей запятой.

Комплексные числа записываются в форме x+yj, где x — действительная часть числа, а y — мнимая. Вот несколько примеров:

>>> a = 1234567890123456789
>>> a
1234567890123456789
>>> b = 0.1234567890123456789
>>> b
0.12345678901234568
>>> c = 1+2j
>>> c
(1+2j)

Обратите внимание, что значение переменной b было усечено.

Списки

Список представляет собой упорядоченную последовательность элементов. Он очень гибкий и является одним из самых используемых типов в Python. Элементы списка не обязательно должны быть одного типа.

Объявить список довольно просто. Внутрь квадратных скобок помещаются элементы списка, разделённые запятой:

>>> a = [1, 2.2, 'python']

Мы можем использовать оператор [] для извлечения элемента (такая операция называется “доступ по индексу”) или диапазона элементов (такая операция назвается “извлечение среза”) из списка. В Python индексация начинается с нуля:

>>> a = [5,10,15,20,25,30,35,40]
>>> print("a[2] =", a[2])
a[2] = 15
>>> print("a[0:3] =", a[0:3])
a[0:3] = [5, 10, 15]
>>> print("a[5:] =", a[5:])
a[5:] = [30, 35, 40]

Списки являются изменяемым типом, т.е. значения его элементов можно изменить:

>>> a = [1,2,3]
>>> a[2] = 4
>>> a
[1, 2, 4]

Кортежи

Так же как и список, кортеж (tuple) является упорядоченной последовательностью элементов. Вся разница заключается в том, что кортежи неизменяемы.

Кортежи используются для защиты данных от перезаписи и обычно работают быстрее, чем списки, т.к. их нельзя изменять.

Для создания кортежа нужно поместить внутрь круглых скобок элементы, разделённые запятой:

>>> t = (5,'program', 1+3j)

Мы можем использовать оператор извлечения среза [] для извлечения элементов, но мы не можем менять их значения:

>>> t = (5,'program', 1+3j)
>>> print("t[1] =", t[1])
t[1] = program
>>> print("t[0:3] =", t[0:3])
t[0:3] = (5, 'program', (1+3j))
# Приводит к ошибке, т.к.
# кортежи неизменяемы
>>> t[0] = 10

Строки

Строка представляет собой последовательность символов. Мы можем использовать одинарные или двойные кавычки для создания строки. Многострочные строки можно обозначить тройными кавычками, ''' или """:

>>> s = "Простая строка"
>>> s = '''многострочная
строка'''

Как и в случае со списками и кортежами, мы можем использовать оператор [] и со строками. Стоит отметить, что строки в Python относятся к категории неизменяемых последовательностей, то есть все функции и методы могут лишь создавать новую строку.

Множества

Множество является неупорядоченной уникализированной последовательностью. Объявляется множество с помощью элементов, разделённых запятой, внутри фигурных скобок:

>>> a = {5,2,3,1,4}
# вывод переменной множества
>>> print("a =", a)
a = {1, 2, 3, 4, 5}
# тип данных переменной а
>>> print(type(a))
<class 'set'>

Над множествами можно выполнять такие операции, как объединение и пересечение. Т.к. элементы в множестве должны быть уникальны, они автоматически удаляют дубликаты:

>>> a = {1,2,2,3,3,3}
>>> a
{1, 2, 3}

Поскольку множество является неупорядоченной последовательностью, оператор извлечения среза здесь не работает:

>>> a = {1,2,3}
>>> a[1]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module> 
TypeError: 'set' object does not support indexing

Словари

Словари — неупорядоченные наборы пар ключ-значение.

Они используются, когда нужно сопоставить каждому из ключей значение и иметь возможность быстро получать доступ к значению, зная ключ. В других языках словари обычно называются map, hash или object. Словари оптимизированы для извлечения данных. Чтобы извлечь значение, нужно знать ключ.

Словарь объявляется парами элементов в форме ключ:значение, заключенными в фигурные скобки:

>>> d = {1:'value', 'key':2}
>>> type(d)
<class 'dict'>

Значение может быть любого типа, а вот ключ — только неизменяемого.

Мы используем ключ, чтобы получить соответствующее ему значение. Но не наоборот:

>>> d = {1:'value', 'key':2}
>>> print("d[1] =", d[1]);
d[1] = value
>>> print("d['key'] =", d['key']);
d['key'] = 2
# Приводит к ошибке
>>> print("d[2] =", d[2]);

Преобразование типов данных

Мы можем преобразовывать значения из одного типа в другой с помощью таких функций, как int(), float(), str() и т.д.

>>> float(5)
5.0

При преобразовании числа с плавающей запятой в целое будет утеряна часть после запятой:

>>> int(10.6)
10
>>> int(-10.6)
-10

Для преобразования из/в строку должны использоваться совместимые значения:

>>> float('2.5')
2.5
>>> str(25)
'25'
>>> int('1p')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '1p'

Можно даже преобразовывать одну последовательность в другую:

>>> set([1,2,3])
{1, 2, 3}
>>> tuple({5,6,7})
(5, 6, 7)
>>> list('hello')
['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

Прим. перев. Для преобразования списка из символов обратно в строку нельзя вызвать str(список), так как в результате мы получим строковое представление списка (наподобие того, что мы видим, когда выводим список на экран). Вместо этого нужно сделать следующее:

''.join(['h', 'e', 'l', 'l', 'o'])

Для преобразования в словарь каждый элемент последовательности должен быть парой:

>>> dict([[1,2],[3,4]])
{1: 2, 3: 4}
>>> dict([(3,26),(4,44)])
{3: 26, 4: 44}