【基础】Python语法与数据类型

# 1. Python语法基础**

Python是一种解释型的高级编程语言，以其易读、易学和强大的功能而闻名。它广泛用于各种领域，包括Web开发、数据科学、机器学习和人工智能。

Python语法清晰简洁，类似于英语，这使得它易于学习和理解。它使用缩进来表示代码块，而不是花括号或分号。Python还提供了广泛的库和模块，使开发人员能够快速有效地构建复杂应用程序。

# 2. Python数据类型

Python中数据类型是用来描述数据特征和行为的。Python中的数据类型分为以下几种：

### 2.1 数值类型

数值类型用于表示数字，包括整数、浮点数和复数。

#### 2.1.1 整数

整数表示没有小数部分的数字，可以是正整数、负整数或零。整数类型使用int关键字表示。

# 创建一个整数
my_int = 10

# 检查数据类型
print(type(my_int))  # <class 'int'>

#### 2.1.2 浮点数

浮点数表示带有小数部分的数字。浮点数类型使用float关键字表示。

# 创建一个浮点数
my_float = 3.14

# 检查数据类型
print(type(my_float))  # <class 'float'>

#### 2.1.3 复数

复数表示具有实部和虚部的数字。复数类型使用complex关键字表示。

# 创建一个复数
my_complex = 1 + 2j

# 检查数据类型
print(type(my_complex))  # <class 'complex'>

### 2.2 序列类型

序列类型用于存储有序的数据集合，元素可以按索引访问。序列类型包括列表、元组和字符串。

#### 2.2.1 列表

列表是一种可变序列类型，可以存储任何类型的数据元素。列表使用方括号[]表示。

# 创建一个列表
my_list = [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']

# 检查数据类型
print(type(my_list))  # <class 'list'>

#### 2.2.2 元组

元组是一种不可变序列类型，可以存储任何类型的数据元素。元组使用圆括号()表示。

# 创建一个元组
my_tuple = (1, 2, 3, 'a', 'b', 'c')

# 检查数据类型
print(type(my_tuple))  # <class 'tuple'>

#### 2.2.3 字符串

字符串是一种不可变序列类型，用于存储文本数据。字符串使用单引号或双引号表示。

# 创建一个字符串
my_string = 'Hello World'

# 检查数据类型
print(type(my_string))  # <class 'str'>

### 2.3 映射类型

映射类型用于存储键值对的数据集合，可以通过键来访问值。映射类型包括字典。

#### 2.3.1 字典

字典是一种可变映射类型，可以存储任何类型的数据元素作为键和值。字典使用大括号{}表示。

# 创建一个字典
my_dict = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}

# 检查数据类型
print(type(my_dict))  # <class 'dict'>

### 2.4 集合类型

集合类型用于存储不重复的数据元素，集合中的元素是无序的。集合类型包括集合和无序集合。

#### 2.4.1 集合

集合是一种可变集合类型，可以存储任何类型的数据元素。集合使用大括号{}表示。

# 创建一个集合
my_set = {1, 2, 3, 'a', 'b', 'c'}

# 检查数据类型
print(type(my_set))  # <class 'set'>

#### 2.4.2 无序集合

无序集合是一种不可变集合类型，可以存储任何类型的数据元素。无序集合使用frozenset关键字表示。

# 创建一个无序集合
my_frozenset = frozenset({1, 2, 3, 'a', 'b', 'c'})

# 检查数据类型
print(type(my_frozenset))  # <class 'frozenset'>

# 3.1 类型转换函数

Python提供了多种内置函数来进行类型转换，最常用的类型转换函数包括：

- `int()`：将其他类型转换为整数。
- `float()`：将其他类型转换为浮点数。
- `str()`：将其他类型转换为字符串。

**代码块：**

# 将字符串转换为整数
num_str = "123"
num_int = int(num_str)
print(num_int)  # 输出：123

# 将浮点数转换为字符串
num_float = 123.45
num_str = str(num_float)
print(num_str)  # 输出：'123.45'

**逻辑分析：**

- `int()` 函数将字符串 `num_str` 转换为整数 `num_int`。
- `str()` 函数将浮点数 `num_float` 转换为字符串 `num_str`。

### 3.2 类型转换规则

在 Python 中，类型转换可以分为两种：

- **隐式类型转换：**Python 解释器自动执行的类型转换，无需显式调用转换函数。
- **显式类型转换：**使用类型转换函数手动执行的类型转换。

**3.2.1 隐式类型转换**

隐式类型转换通常发生在以下情况：

- **算术运算：**当不同类型的操作数参与算术运算时，Python 会自动将它们转换为相同类型。
- **赋值：**当将不同类型的表达式赋值给变量时，Python 会自动将表达式转换为变量的类型。

**代码块：**

# 隐式类型转换在算术运算中
num1 = 10  # 整数
num2 = 2.5  # 浮点数
result = num1 + num2
print(result)  # 输出：12.5 (浮点数)

# 隐式类型转换在赋值中
num_str = "123"
num_int = num_str  # 隐式转换为整数
print(num_int)  # 输出：123

**逻辑分析：**

- 在算术运算中，整数 `num1` 和浮点数 `num2` 被隐式转换为浮点数，结果 `result` 也是浮点数。
- 在赋值中，字符串 `num_str` 被隐式转换为整数并赋值给 `num_int`。

**3.2.2 显式类型转换**

显式类型转换使用类型转换函数手动执行。它通常用于确保数据类型符合特定要求或提高代码的可读性。

**代码块：**

# 显式类型转换
num_str = "123"
num_int = int(num_str)
print(num_int)  # 输出：123

**逻辑分析：**

- 使用 `int()` 函数显式将字符串 `num_st