第五章、Python入门教程系列——数字和字符串

从这章节开始我们将会通过代码来讲解知识，因为考虑到每章节的篇幅问题，可能会有很多代码上的东西都没法现在全讲解，但是和章节相关的肯定会讲解。很多初学者可能看不懂代码，不用担心，这些不懂的在后面都会讲解到。现在只要知道可以这么用，这么用能做什么，模仿就行。

数字（Number）

数字是我们使用最频繁的一种数据类型，无论在什么时候都会用上，在Python中，数字数据类型可以分为4类，分别是整数型、浮点型、布尔型、复数型，前三种是用的最多的，而复数用的并不多，除非你是用来做科学计算用。

其中布尔型是一种特殊的数字类型，它是用数字来记录，但它的含义却是其他，这个后边会讲解。

不管是整型，浮点型，布尔型还是复数型，它们在python里都属于数字类型。

graph TD; 数字数据类型 --> 整型 数字数据类型 --> 浮点型 数字数据类型 --> 布尔型 数字数据类型 --> 复数型

整数型（int）

整数是最容易的，就是不含小数的数字，比如1，95，-32，这就是整数，无论是正整数还是负整数，只要是个整数就可以。整数在python里用int表示，无论正负。

print(type(1),type(-56))

运行结果

<class 'int'> <class 'int'>

首先先说明下代码，print()可以理解为在显示屏上打印，而括号里的就是将要打印出来的东西，代码里写了type(1)、type(-56)，type()可以用来查看括号里的数据是什么类型。他们不是关键字，而是内置函数，这都会在后面的章节详细的讲解

运行结果显示的是两个<class 'int'>，这表示的是个整数型的类，什么是类现在还不用知道，只要知道结果是个整型的。

这里扩展个知识，在编译型语言里，整型（int）是会规定大小的，比如C语言。int规定大小，到底多大那就得看你的系统和编译器了，一旦超出范围将会出现溢出的现象。但是Python作为动态类型语言，没有限制大小，但是由于机器内存的问题，也不是无限大，只是说不用担心超出范围溢出的问题。

浮点型（float）

可以简单的理解就是小数，比如1.24，-3.14，反正就是带有小数点的数，比如1.0，这也是个浮点型的数字，即使小数部分是个0。浮点型在python用float表示

print(type(1.24),type(-3.14),type(1.0))

运行结果

<class 'float'> <class 'float'> <class 'float'>

从结果就可以看出<class 'float'>，浮点型的类，也就是说代码里的数字都是浮点类型，1.0也是个浮点类型。

当一个浮点型数据的位数非常多的时候，显然一个一个位数输入很容易出错，而且也不方便阅读，所以通常都会用科学计数法。比如1.6856e2表示的是168.56，再比如1.2597e-1表示的是0.12597

print(1.6856e2,type(1.6856e2))
print(1.2597e-1,type(1.2597e-1))

运行结果

168.56 <class 'float'>
0.12597 <class 'float'>

科学记数法是一种记数的方法。把一个数表示成a与10的n次幂相乘的形式（1≤|a|<10，a不为分数形式，n为整数），这种记数法叫做科学记数法。当我们要标记或运算某个较大或较小且位数较多时，用科学记数法免去浪费很多空间和时间。

$$\begin{aligned} aEb &= a * 10^b \\ 1.6856e2 &= 1.6856 * 10^2 \\ 1.6856e2 &= 1.6856 * 100 \\ 1.6856e2 &= 168.56 \\ \end{aligned}$$

布尔型（bool）

布尔型是个比较特殊的类型，本应该放在单独的章节说的，但是布尔确实是可以用数字表示，0表示假，除了0以外的数字表示真，默认是1，数字表示只是它的一种变相表示，正真的表示应该是True和False这两个单词，True表示真，False表示假，注意第一个字母要大写，常常用来做比较判断，比如1大于5，这明显是不可能的，那就是假，用数字表示就是0，再比如100大于10，这是真的，用数字表示就是1，关于布尔型的其他知识会在后面专门单独讲解。布尔型在python用bool表示

print(type(True),type(False))

运行结果

<class 'bool'> <class 'bool'>

结果显示的都是<class 'bool'>，布尔型的类。
前面说到布尔型可以用数字表示，我们可以用int()来把布尔型转换成数字，用bool()把数字转换成布尔型。

print(int(True),int(False))
print(bool(1),bool(0),bool(-1),bool(15.15))

运行结果

1 0
True False True True

运行的结果显示，True的数字是1，False的结果是0，反过来除了0是False，其他的数字都是True。

复数型（complex）

这个类型用的真的不多，除非是做相关的数学计算，但是也很少会有复数的数学计算，所以用的少之又少，只要了解即可。在高中应该都有学过复数，复数包括两个部分，一个是实部，一个是虚部，实部就是平时的数字表示，虚部就是加个字母j。复数在python用complex表示。

print(type(1j))

运行结果

<class 'complex'>

结果是<class 'complex'>，复数型的类。

字符串（String）

字符串从字面上来理解就是串在一起的字符，那什么是字符，字符其实就是一个字，比如A，再比如汉字我，都是一个字，当多个字拼接在一起的时候就组成了字符串。比如ABCD,多个字符拼接在一起，看上去就像串一样，所以就叫做字符串。字符串就是多个字符拼接在一起。

在基本数据类型的章节里提到，字符串是基本数据类型，那为什么字符不是基本类型呢，因为在python没有字符，因为设计人员觉得，一个字叫字符，很多个字符拼在一起叫字符串，干脆都叫字符串好了，这样就不会混淆字符和字符串了，所以在python统称为字符串。

字符串的多种表示

在python里，字符串要用一对引号引起来，表示是个字符串，我们知道引号可以分为单引号，双引号，那到底用哪个？答案就是都可以，不仅仅这两种，python还可以用三单引号和三双引号来表示字符串，但是它们都有各自的特点。

无论是哪种引号，都必须是英文的引号'或者"。

单引号

单引号就是一对只有一个引号的符号，就是长这样'...'，用单引号来表示字符串，在单引号里可以是单引号除外的任何字符，为什么除单引号呢，在后面会详细讲解。

print('今天天气真好啊')
print(type('今天天气真好啊'))

运行结果

今天天气真好啊
<class 'str'>

打印出来的第二句是<class 'str'>，是个字符串类型的类。

双引号

双引号和单引号差不多，就是用"..."来表示，除了双引号，其它任何字符都可以。

print("适合睡觉")
print(type("适合睡觉"))

运行结果

适合睡觉
<class 'str'>

结果和单引号的没啥区别。

三引号

最后来说说三引号，它既可以是单引号，也可以是双引号，无论是哪个，它的作用和效果都一样，它长这样'''...'''或者"""..."""这样,虽然三引号有很多引号组成，但效果和前面的一样。这里就不再限制单引号和双引号的字符了。

print('''睡什么，起来嗨''')
print("""睡什么，起来嗨""")
print(type('''睡什么，起来嗨'''),type("""睡什么，起来嗨"""))

运行结果

睡什么，起来嗨
睡什么，起来嗨
<class 'str'> <class 'str'>

三种表示的区别和用途

前面的单引号和双引号的描述里，都说了除了本身引号以外，其他字符都可以，他们除了这一点不同，其他都没什么不同。但是，它们是有区别，除了引号数量不一样，还有本质上的不同，在这就要重点讲解这个，因为之后可能用的很多，也很有用。

我们先从单引号说起，前面说单引号除了单引号以外的其他字符都可以，理由还得从字符串的表示方式说起，字符串是靠引号来表示的，引号是有始有终的，也就是成对出现，我们用英文I’m fine!来演示。

print('I'm fine!')

运行结果

    ...
    print('I'm fine!')
             ^
SyntaxError: invalid syntax

结果输出很长一段，显然不是我们要的结果，从最后一句可以看出这是一个错误，我们省略掉前面，只看最后两句。倒数第二句print(‘I’m fine!’)，表示出错的代码，^表示出错代码的哪一地方出错了，这里指的是m，最后一句SyntaxError: invalid syntax，翻译过来就是语法错误：无效语法。所以结合起来就是，print(‘I’m fine!’)这句代码的m是个无效的语法，为什么会这样呢，答案就是缺失了引号。

将’I’m fine!‘拆分开来，第一对引号是’I’，剩下的只有一个引号了，没法成对，所以m fine!'不是字符串，也不是其他Python没能识别的代码。所以就会出错。要解决这个问题我们可以使用双引号。

print("I'm fine!")

运行结果

I'm fine!

可以看到运行没什么问题，那问题又来了，如果是双引号里有双引号呢，原理和单引号一样，那么我们可以用单引号来解决这个问题。

从这我们看出了问题，当我们在字符串里想用单引号的时候，就没法再用单引号来表示字符串，要用双引号或者三引号，加入字符串里有双引号呢？可以反推，前面是一对，后面是什么?所以当字符串里有双引号的时候就不能用双引号来表示。

print('你看"在单引号中间')

运行结果

你看"在单引号中间

运行也同样没有什么问题，可能有人就会问了，那我既要有单引号又要有双引号怎么办，这时候三引号的用处就体现出来了，三引号是成对的三个引号，既可以满足有单引号，也可以满足有双引号。

print('''我要换行
你不要拦着我
我不管
''')

运行结果

我要换行
你不要拦着我
我不管

这里为什么括号也可以换行是因为这是函数，括号在哪不重要，重要是的它是一对的。

了解了三种引号的区别之后，我们来说说都会在什么情况下用哪种引号，一般情况下，三引号是不会作为实际代码使用的，三引号主要用来做文档注释（注释的一种，按照规定的规则注释，可以通过特殊方法生成一份文档）。单引号和双引号则会看具体字符串使用，一般没有特殊情况下会使用双引号，这主要是大部分编程语言都是用双引号来表示字符串的，这里为了统一所以一般会用双引号来表示。

转义字符

前面已经了解了三种引号的区别和应用场景，但是为了统一代码，我们都应使用双引号，但是双引号又不能表示双引号字符，为了解决这种尴尬的问题，可以使用转义字符。

转义字符	意义
\a	响铃(BEL)
\b	退格(BS) ，将当前位置移到前一列
\f	换页(FF)，将当前位置移到下页开头
\n	换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头
\r	回车(CR) ，将当前位置移到本行开头
\t	水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置）
\v	垂直制表(VT)
\\	代表一个反斜线字符\
\’	代表一个单引号字符
\"	代表一个双引号字符
?	代表一个问号
\0	空字符(NUL)
\ddd	1到3位八进制数所代表的任意字符
\xhh	十六进制所代表的任意字符

表格里是所有转义字符，转义字符以\开头，其中最常用的转义字符有\n、\t、\\、\'、\"。这几个是最常用的，也是必须记住的。

\n是换行，就是换一行从头开始。\t是水平制表符，就是键盘Tab这个键。\'和\"是引号，分别是单引号和双引号，\\是反斜杠，就是用来表示\。

print("我要换行\n上面的换行了")
print("我是制表符\t呵呵")
print("我是单引号\'，我是双引号\"，我是反斜杠\\")

运行结果

我要换行
上面的换行了
我是制表符      呵呵
我是单引号'，我是双引号"，我是反斜杠\

运行完全没有问题，可以看到，通过转义字符可以很容易解决单双引号的问题。