Переменные в Python

Переменные играют ключевую роль в Python, так как они предоставляют способ хранения и манипуляции данными на протяжении всей программы. Присваивая значения переменным, мы можем легко обращаться к данным и обновлять их по мере необходимости, делая наш код более эффективным и читабельным. В целом, переменные являются фундаментальным понятием в программировании на Python и необходимы для любых операций с данными и их анализа. Давайте рассмотрим эту тему подробнее.

Определение Переменной

Давайте определим, что такое переменная в Python. Это именованное место в памяти компьютера, которое хранит значение. Это как контейнер, который может содержать различные типы данных, такие как числа, строки или булевы значения.

Чтобы создать переменную в Python, вам нужно дать ей имя и присвоить значение с помощью оператора присваивания =.

Соглашение об Именовании Переменных

В Python имена переменных чувствительны к регистру и могут быть любой комбинацией букв, цифр и подчеркиваний. Однако, существуют рекомендации и соглашения об именовании переменных в Python, которые делают ваш код более читабельным и удобным для обслуживания:

• Используйте строчные буквы для имен переменных. В Python принято использовать строчные буквы для имен переменных.
• Используйте подчеркивания для разделения слов в именах переменных. Если имя переменной состоит из нескольких слов, используйте подчеркивания для их разделения. Например, first_name является лучшим именем переменной, чем firstname.
• Избегайте использования зарезервированных ключевых слов. В Python есть зарезервированные ключевые слова, которые имеют специальное значение в языке, такие как if, else, while и for. Избегайте использования этих ключевых слов в качестве имен переменных.
• Используйте описательные имена для переменных. Выбирайте описательные имена, отражающие назначение переменной. Например, count является лучшим именем переменной, чем c.
• Используйте имена переменных в единственном числе. Например, student является лучшим именем переменной, чем students.
• Соблюдайте единообразие в соглашениях об именовании в вашем коде и в работе вашей команды.

Вот несколько примеров хороших имен переменных в Python:

first_name
last_name
age
is_student
num_of_courses

Помните, что хорошие соглашения об именовании переменных не только помогают вам задать допустимое имя переменной, но и делают ваш код более читабельным, легким в обслуживании и снижают риск ошибок.

Объявление Переменных

В Python вам не нужно явно объявлять переменную перед её использованием. Вы можете создать переменную, просто присвоив ей значение.

Однако важно отметить, что переменные в Python имеют динамическую типизацию, что означает, что тип данных переменной определяется во время выполнения на основе типа присвоенного ей значения. Это означает, что одна и та же переменная может хранить значения различных типов в разное время. Например:

y = 5
y = "hello"

print(y) # Output: hello

В этом примере мы сначала создали переменную с именем y и присвоили ей значение 5. Затем мы изменили значение y на строку hello. Программа напечатала значение y, которое является строкой hello.

Типы Данных

В Python есть девять типов данных:

• Целые числа
• Числа с плавающей точкой
• Комплексные числа
• Строки
• Логические значения
• Списки
• Кортежи
• Множества
• Словари

Первые три типа условно можно объединить в числовую группу.

Числовые Типы

Числовые типы используются для представления чисел в Python. В Python есть три типа числовых данных:

• Целые: Целые числа - это числа без десятичной точки. Пример: 5, 10, -3.
• Float: Числа с плавающей точкой - это числа с десятичными точками. Пример: 2.5, -0.1, 3.14.
• Комплексные числа: Комплексные числа - это числа с действительной и мнимой частью. Они обозначаются добавлением j в конце мнимой части. Пример: 2 + 3j, -4j.

# integer
a = 5
# float
b = 3.14
# complex
c = 2 + 3j

Булев Тип

Булев тип - это тип данных, который может принимать только два значения - True или False.

a = True
b = False

Тип Строка

Строки (также известные как строковые литералы) используются для представления текстовых данных в Python. Они заключены в кавычки (одинарные или двойные) и могут содержать буквы, цифры и специальные символы. Давайте посмотрим, что такое строка, на примере:

a = "Hello, World!"
b = 'Python is cool'

Тип Список

Списки используются для хранения коллекции элементов. Они могут содержать данные любого типа и обозначаются квадратными скобками.

a = [1, 2, 3, 4, 5]
b = ['mango', 'pineapple', 'orange']

Тип Кортеж

Кортежи похожи на списки, но они неизменяемы, что означает, что их содержимое не может быть изменено. Они обозначаются круглыми скобками.

a = (1, 2, 3)
b = ('red', 'green', 'blue')

Тип Множество

Множества используются для хранения уникальных значений. Они обозначаются фигурными скобками.

a = {1, 2, 3, 4, 5}
b = {'mango', 'pineapple', 'orange'}

Тип Словарь

Словари используются для хранения пар ключ-значение. Каждый ключ ассоциируется со значением, и они обозначаются фигурными скобками с парами ключ-значение, разделенными двоеточиями.

a = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
b = {'mango': 1.99, 'pineapple': 0.99, 'orange': 2.99}

Тип None

None - это специальный тип данных в Python, который обозначает отсутствие значения.

a = None

Переменная Символа

В Python переменная символа - это одиночный символ, сохраненный в переменной. В отличие от некоторых других языков программирования, Python не имеет отдельного типа данных для символов. Вместо этого символ в Python просто является строкой длиной в 1 символ.

Чтобы объявить переменную символа в Python, вы можете присвоить одиночный символ переменной, используя одинарные кавычки, двойные кавычки или тройные кавычки. Вот несколько примеров:

char1 = 'a'
char2 = "b"
char3 = '''c'''

В приведенных выше примерах, char1, char2 и char3 - это переменные символов, которые хранят символы a, b и c соответственно.

Вы также можете использовать индексацию для извлечения одного символа из строковой переменной. Например:

string = "hello"
char = string[0]   # Output: 'h'

В приведенном выше примере, char — это переменная символьного типа, которая хранит первый символ строки hello.

Объявление Типов Переменных

Как было упомянуто выше, Python — это язык с динамической типизацией, что означает, что вам не нужно явно объявлять тип переменной. Вместо этого тип переменной определяется во время выполнения на основе присвоенного ей значения.

Однако, начиная с Python 3.5, в языке появился синтаксис для аннотаций типов, который позволяет указывать ожидаемый тип переменной. Это может быть полезно для улучшения читаемости кода, документации и проверки типов.

Вот пример того, как можно использовать аннотации типов в Python:

# declare a variable with an integer type annotation
my_number: int = 42

# declare a variable with a string type annotation
my_string: str = "Hello, world!"

# declare a function with type annotations for parameters and return value
def add_numbers(a: int, b: int) -> int:
    return a + b

Обратите внимание, что аннотации типов являются необязательными, и Python будет работать, даже если вы их не используете. Однако использование аннотаций типов может помочь выявить определённые типы ошибок на этапе компиляции, а не во время выполнения.

Переменные и Константы

В Python переменные используются для хранения данных или значений, которые могут быть изменены или обновлены в ходе выполнения программы. С другой стороны, константные переменные, как следует из названия, это переменные, которые не могут быть изменены после того, как им было присвоено значение.

В Python нет специфического способа объявить переменную или константную переменную, так как переменные являются динамически типизированными и их тип может изменяться во время выполнения программы. Однако, общепринятой конвенцией для различения переменных и константных переменных является использование заглавных букв для последних.

Например, допустим, мы хотим объявить переменную для хранения возраста человека и константную переменную для хранения значения числа пи. Мы можем объявить их следующим образом:

# variable to store age
age = 30

# constant variable to store pi value
PI = 3.14159

В приведенном выше примере age - это переменная, которую можно изменить, в то время как PI - это константная переменная, которую нельзя изменить после присвоения значения.

Важно отметить, что данная конвенция на самом деле не делает переменную константой, и все еще возможно изменить значение константной переменной в Python. Однако следование этой конвенции помогает различать переменные, которые предполагается изменять в процессе выполнения программы, и те, которые должны оставаться константами.

Определение Глобальных и Локальных Переменных

В Python существует два типа переменных: глобальные и локальные.

Глобальная переменная в Python - это переменная, определенная вне функции, к которой можно получить доступ из любой части программы, включая функции. Глобальные переменные в Python имеют глобальную область видимости, что означает, что они доступны из любой точки кода.

Вот пример того, как установить глобальную переменную в Python:

x = 10

def my_function():
    print(x)

my_function() # output: 10

В приведенном выше примере, x является глобальной переменной, которая может быть доступна функции my_function. Когда функция вызывается, она печатает значение x.

Теперь давайте посмотрим, что такое локальная переменная в Python.

Локальная переменная - это переменная, которая определяется внутри функции и может быть доступна только внутри этой функции. Локальные переменные имеют локальную область видимости, что означает, что они доступны только внутри блока кода, где они определены.

Вот пример определения локальной переменной в Python:

def my_function():
    y = 5
    print(y)

my_function() # output: 5

В приведенном выше примере, y является локальной переменной, которую можно получить доступ только внутри функции my_function. Когда функция вызывается, она печатает значение y.

Важно заметить, что если вы определите локальную переменную с таким же именем, как и глобальная переменная, локальная переменная будет иметь приоритет внутри функции. Вот пример:

x = 10

def my_function():
    x = 5
    print(x)

my_function() # output: 5
print(x) # output: 10

В приведённом выше примере, my_function определяет локальную переменную x со значением 5. Когда функция вызывается, она печатает значение локальной переменной, которое равно 5. Однако глобальная переменная x всё ещё имеет значение 10, которое выводится, когда она вызывается вне функции.