Python. Базовые типы данных

Что хранится в переменных

Недавно мы разобрались как правильно создавать и называть переменные. Теперь можно поговорить о том, что в них хранится. Важно сказать, что в данном уроке мы не рассмотрим вообще все, что может храниться в переменных - типов данных достаточно много и мы пройдем их в постепенно в дальнейших уроках. Сейчас давайте сконцентрируемся на базовых (или скалярных) типах данных.

Определение

Скалярные типы данных - это основные типы данных в языке. Все остальные так или иначе состоят из них.

Данные типы были существовали на самых ранних этапах развития программирования и с ними в основном вам и придется работать. Важно сказать, что про некоторые из них нужно говорить отдельно - они сложнее чем кажутся на первый взгляд.

Базовые типы

Всего можно выделить 4 базовых типа данных:

• Целые числа int
• Числа с плавающей точкой float
• Строки str
• Логические (Булевые) значения bool

Про каждый из этих типов давайте поговорим отдельно

Целые числа

Целые числа - наверное самый простой для понимания тип. Мы работаем с ними когда что-либо подсчитываем или нумеруем, без них не будут работать циклы и списки.

Определение

Целые числа - числа без дробной части. В python их название - int

В отличии от других языков программирования в python нет отдельных типов под большие и маленькие числа - для всех них есть только один тип - int.

Также важно сказать, что отрицательные числа и 0 - тоже целые числа

Примеры

population = 7800000000  # Мировое население
temperature = -18  # Температура зимой
days_in_year = 365  # Количество дней в году
zero = 0 # Просто 0

Числа с плавающей точкой

Числа с плавающей точкой на самом деле ни что иное как числа с дробной частью. Они позволяют нам работать с числами разной точности, но не являются максимально точными.

Определение

Числа с плавающей точкой - числа с дробной частью (в математике они называются вещественными). В python их название - float

У чисел с плавающей точкой есть 2 формы записи:

1. Обычная

Данная форма записи используется чаще всего. Не подходит для очень больших или маленьких чисел - запись получается длинная

pi = 3.14159  # Число π (пи)
average_grade = 4.75  # Средний балл студента
gravity = 9.81  # Ускорение свободного падения

2. Научная

Данная же форма напротив - используется для более удобной записи маленьких и больших чисел.

a = 2.5e2 # 2.5 * 10^2 = 250
b = 12.5e-3 # 1.2 * 10^-3 = 0.0125

Точки!

Обратите большое внимание на то что числа с плавающей точкой пишутся всегда С ТОЧКОЙ. Запятая в python означает совсем другое (последовательность элементов).

Еще одна важная особенность чисел с плавающей точкой - они имеют ограниченную точность и могут давать ошибки при округлении или долгих операциях над ними.

print(0.1 + 0.2)  # Результат будет 0.30000000000000004 из-за ошибки округления

Именно поэтому в ситуациях, где нужна повышенная точность (например точные физические рассчеты) используется специальный модуль для точных чисел - decimal. Про него мы поговорим позже, но пока что достаточно знать о том, что для точных вычислений лучше использовать его.

Строки

Строка - последовательность символов, обычно представляющая из себя некий текст. Помимо букв это также могуи быть цифры, пробелы, знаки препинаниня и другие символы.

Определение

Строка - последовательность символов, которая может содержать буквы, цифры и знаки включая пробелы. В python их название - str

Технически строка не является скалярным типом, ведь ее можно перебрать и разобрать на символы. В других языках, таких как C++ есть тип char, обозначающий символ - вот его то и можно в полной мере назвать скалярным. Но в python нет отдельного типа для символов, поэтому назовем строку тоже базовым типом.

Записывается строка с помощью кавычек, причём можно использовать 3 вида - одинарные ('), двойные (") или тройные (""" и ''').

a = "Я строка"
b = 'Я тоже строка, но с цифрами 12345'
c = '''
Я
многострочная
строка
с !?!?!:)
'''

Из примеров выше видно, что строки бывают очень разнообразными

Строка является неизменяемой. Это означает что изменить какой-либо символ или слово в исходной строке не получится, но можно создать новую на основе предыдущей.

У строк есть очень много различных функций, но сейчас нам важно знать несколько особенно важных действий.

Конкатенация

Определение

Конкатенация - соединение нескольких строк в одну

Пример

greet = "Привет"
name = "Иван"
message = greet + ", " + name # Привет, Иван

Конкатенация используется, когда нам нужно получить новую строку из некоторых "кусочков". Тогда мы соединяем их с помощью +.

Длина

Определение

Длинной строки называют количество её символов.

Длину строки можно вычислить функцией len()

text = "Привет!"
text_len = len(text) # 7

Крайне полезная операция, используется во многих ситуациях.

Логические значения

Логические значения - это тип, которая помогает компьютеру понимать и обрабатывать понятия "истина" и "ложь", как это делает человек.

С типами, которые были выше мы сталкиваемся регулярно - человеку каждый день необходимо работать с текстом и числами. С другой стороны думаем мы не только текстом и числами. Если говорить про наше мышление, то становится понятно что мы принимаем решения на основе того, выполняются или же не выполняются какие-либо условия.

Например, мы можем подумать - "Если на улице идет дождь - нужно взять зонт". Здесь мы оцениваем погоду и если видим, что идет дождь - принимаем решение взять с собой зонт. По сути мы проверяем утверждение "Идет дождь" на истинность. Если утверждение истино - мы берем зонт, ложно - не берем. В программировании мы используем логические значения и операторы для того же самого - для принятия решений на основе определенных условий.

Определение

Логические (булевые) значения - тип, который может иметь только два значения: истину (True) или ложь (False). В python их название - bool

Логические значения можно использовать в разных ситуациях. Например чтобы обозначить, включено что-либо или выключено.

light = True # Свет включен
conditioner = False # Кондиционер выключен

Логические значения можно получить в результате выполнения логических операций (операторов) - про них вы прочитаете в ближайших уроках. Пока что важно знать, что > - одна из таких операций.

temperature = 25 # Температура
is_weather_good = temperature < 30 # Ниже ли температура 30 (True)

Этот тип данных назван в честь математика и логика Джорджа Буля, который в 19 веке разработал булеву алгебру. Эта алгебра основана на логических операциях и принципах двоичной логики. Без принципов булевой алгебры невозможна логика, математика, программирование и даже философия - с её помощью можно записывать и анализировать любые логические цепочки так, как будто это уравнения. Если вы учитесь в школе, то обычно булеву алгебру проходят в 9-10 классе и задачи по ней включены в ЕГЭ по информатике.

Практика

Попробуйте написать функцию greet_with_age(name, age), которая принимает строку и целое число и объединяет их в одну строку - на практике покажет, как разные типы данных работают вместе.

Задача: Имя и возраст в одном выводе

def greet_with_age(name, age): # Верните строку вида "Имя, возраст лет" pass

Итог

Скалярные типы данных - это те базовые блоки, из которых в последствии будут строиться более сложные и интересные типы данных. Без них невозможна никакая программа, поэтому знать их очень важно. Под тестом к данному уроку будут задания для закрепления. В дальнейших уроках вы научитесь различным операциям с этими типами, а сейчас можно пройти тест по этому крупному уроку и переходить к следующей теме - Ввод и вывод

Тест по теме

Базовые типы данных

Что такое скалярные типы данных?

Типы данных, представляющие математические операции

Основные типы данных, из которых строятся более сложные типы

Типы данных, которые используются только для строк

Все возможные типы данных

Какой из приведенных типов данных не является скалярным?

Целые числа

Числа с плавающей точкой

Списки

Строки

Как называется тип данных для представления целых чисел в Python?

int

float

str

bool

Чем отличаются числа с плавающей точкой от целых чисел?

Числа с плавающей точкой могут иметь дробную часть

Целые числа всегда больше по значению

Числа с плавающей точкой записываются с запятой

Целые числа могут быть отрицательными

Что такое логические значения в Python?

Тип данных, представляющий дробные числа

Тип данных, представляющий строки текста

Тип данных, представляющий логические операции

Тип данных, представляющий булевые (истина/ложь) значения

Какой тип данных используется для представления дробных чисел в Python?

int

float

str

bool

Как узнать длину строки

len(s)

int(s)

print(s)

s()

Какой символ НЕ используется для создания строк в python

'

"

`

''''

Что будет результатом выражения `20 > 30`?

True

False

Интерпретатор выдаст ошибку

None

Какой оператор используется для объединения двух строк?

+

-

*

/

&

Задания

1. Создать по 1 переменной каждого типа. Назвать их a, b, c, d
2. Создать переменную age и положить туда возраст друга. Создать переменную permission, в которой бы хранилось, есть ли другу 14.
3. Создать переменные hello со строкой "привет" и world с строкой "мир". Соединить их в новую переменную так, чтобы получилось "привет, мир". Также создать переменную l и вычислить длинну полученной строки

Постарайтесь не смотреть ответы пока не сделаете все 4 задания

Ответы к заданиям

a = 4 # Или любое целое число
b = 3.14 # Или любое число с пл. точкой
c = "Дерево" # Или любая другая строка
d = False = # Или True

age = 25 # Возраст друга
permission = age > 13 # Проходит

hello = "привет"
world = "мир"
result = hello + ", " + world