第 2 章 基本数据类型
2.1 数字类型：int、float、complex
Python 有三种内置数字类型：
int — 整数
a = 42
b = -17
c = 0
# 不同进制表示
binary = 0b1010 # 二进制 → 10
octal = 0o17 # 八进制 → 15
hex_num = 0xFF # 十六进制 → 255
# 大数字可用下划线分隔，提高可读性
population = 1_400_000_000float — 浮点数
pi = 3.14159
e = 2.718
speed_of_light = 3e8 # 科学记数法 → 300000000.0
tiny = 1.6e-19 # → 0.00000000000000000016
# float 和 int 运算，结果为 float
result = 10 + 3.0 # 13.0complex — 复数
z = 3 + 4j
print(z.real) # 3.0
print(z.imag) # 4.0
print(abs(z)) # 5.0 — 模类型转换
int(3.9) # 3 — 截断，不是四舍五入
int("42") # 42
float("3.14") # 3.14
float(10) # 10.02.2 任意精度整数与浮点数精度陷阱
整数：无限精度
Python 的 int 没有大小限制，可以表示任意大的整数：
huge = 2 ** 1000
print(huge)
# 1071508607186267320948425049060001810561404811705...（很长的数字）
import sys
# int 没有固定字节数，大小随值增长
print(sys.getsizeof(0)) # 28 字节
print(sys.getsizeof(2**30)) # 32 字节
print(sys.getsizeof(2**1000)) # 160 字节浮点数：IEEE 754 双精度，有精度限制
# 经典陷阱
print(0.1 + 0.2) # 0.30000000000000004
print(0.1 + 0.2 == 0.3) # False !
# 原因：0.1 在二进制中是无限循环小数，存储时被截断解决方案：
# 方案 1：使用 math.isclose 近似比较
import math
print(math.isclose(0.1 + 0.2, 0.3)) # True
# 方案 2：使用 decimal 模块精确运算
from decimal import Decimal
print(Decimal("0.1") + Decimal("0.2")) # 0.3（精确）
# 注意：必须用字符串初始化，Decimal(0.1) 仍然不精确
# 方案 3：处理金额时用整数（单位为分）
price_cents = 199 # 1.99 元fractions — 精确的分数
from fractions import Fraction
f = Fraction(1, 3)
print(f) # 1/3
print(f + Fraction(1, 6)) # 1/2
print(float(f)) # 0.33333333333333332.3 布尔类型 bool 与真值判断
bool 是 int 的子类，只有两个值：True（1）和 False（0）。
print(isinstance(True, int)) # True
print(True + True) # 2
print(True * 10) # 10真值判断（Truthiness）
Python 中任何对象都可以判断真假。以下值为 假（Falsy）：
# 所有"空"和"零"都是 False
bool(False) # False
bool(None) # False
bool(0) # False
bool(0.0) # False
bool(0j) # False
bool("") # False — 空字符串
bool([]) # False — 空列表
bool(()) # False — 空元组
bool({}) # False — 空字典
bool(set()) # False — 空集合其他所有值为 真（Truthy）：
bool(1) # True
bool(-1) # True — 非零即真
bool("hello") # True
bool([0]) # True — 非空列表（哪怕里面是 0）这个特性让条件判断非常简洁：
name = input("你的名字: ")
# Pythonic 写法
if name:
print(f"你好, {name}!")
# 不推荐的写法
if name != "":
print(f"你好, {name}!")自定义类的真值
通过 __bool__ 或 __len__ 方法控制：
class Bag:
def __init__(self, items):
self.items = items
def __len__(self):
return len(self.items)
bag = Bag([])
print(bool(bag)) # False — __len__ 返回 0
bag = Bag([1, 2])
print(bool(bag)) # True — __len__ 返回 22.4 字符串 str —— 不可变的 Unicode 序列
2.4.1 字符串创建与转义字符
# 四种创建方式
s1 = 'hello'
s2 = "hello"
s3 = '''多行
字符串'''
s4 = """也可以用
双引号"""
# 单引号和双引号没有区别，选择一种保持一致即可
# 字符串内含有引号时，用另一种包裹
msg = "It's a beautiful day"
html = '<div class="box">text</div>'转义字符：
print("hello\nworld") # 换行
print("tab\there") # 制表符
print("back\\slash") # 反斜杠
print("quote\"inside") # 引号
# 原始字符串 — 不处理转义
path = r"C:\Users\new_folder\test"
print(path) # C:\Users\new_folder\test字符串是不可变的：
s = "hello"
# s[0] = "H" # TypeError: 'str' object does not support item assignment
# 需要创建新字符串
s = "H" + s[1:] # "Hello"2.4.2 字符串格式化
Python 有三种格式化方式，推荐使用 f-string：
name = "Alice"
age = 30
score = 95.678
# 方式 1: % 格式化（老式，不推荐）
print("Name: %s, Age: %d" % (name, age))
# 方式 2: str.format()
print("Name: {}, Age: {}".format(name, age))
print("Name: {0}, Age: {1}, Name again: {0}".format(name, age))
# 方式 3: f-string（Python 3.6+，推荐！）
print(f"Name: {name}, Age: {age}")f-string 高级用法：
# 表达式
print(f"2 + 3 = {2 + 3}")
# 格式规范
print(f"Pi = {3.14159:.2f}") # Pi = 3.14
print(f"Score = {score:>10.1f}") # Score = 95.7
print(f"Percent = {0.856:.1%}") # Percent = 85.6%
print(f"Hex = {255:#x}") # Hex = 0xff
print(f"Padded = {42:05d}") # Padded = 00042
# 日期
from datetime import datetime
now = datetime.now()
print(f"Today: {now:%Y-%m-%d}") # Today: 2026-03-31
# 调试神器（Python 3.8+）— 自动打印变量名和值
x = 42
print(f"{x = }") # x = 42
print(f"{x * 2 = }") # x * 2 = 84
# 多行 f-string（Python 3.12+ 允许内部嵌套引号）
data = {"name": "Bob"}
print(f"Name: {data['name']}")2.4.3 常用字符串方法
s = " Hello, World! "
# 大小写
s.upper() # " HELLO, WORLD! "
s.lower() # " hello, world! "
s.title() # " Hello, World! "
s.capitalize() # " hello, world! "
s.swapcase() # " hELLO, wORLD! "
# 去空白
s.strip() # "Hello, World!"
s.lstrip() # "Hello, World! "
s.rstrip() # " Hello, World!"
# 查找与替换
s.find("World") # 9 — 返回索引，找不到返回 -1
s.index("World") # 9 — 找不到抛出 ValueError
s.count("l") # 3
s.replace("World", "Python") # " Hello, Python! "
# 判断
"hello".startswith("he") # True
"hello".endswith("lo") # True
"12345".isdigit() # True
"hello".isalpha() # True
"hello123".isalnum() # True
# 分割与连接
"a,b,c".split(",") # ['a', 'b', 'c']
"hello world".split() # ['hello', 'world'] — 默认按空白分割
",".join(["a", "b", "c"]) # "a,b,c"
"\n".join(["line1", "line2"]) # "line1\nline2"
# 对齐
"hi".center(10, "-") # "----hi----"
"hi".ljust(10, ".") # "hi........"
"hi".rjust(10, ".") # "........hi"
"42".zfill(5) # "00042"2.4.4 字符串切片与索引
s = "Python"
# P y t h o n
# 0 1 2 3 4 5 正向索引
# -6 -5 -4 -3 -2 -1 反向索引
# 索引
s[0] # 'P'
s[-1] # 'n'
# 切片 [start:stop:step]
s[0:3] # 'Pyt' — 包含 start，不包含 stop
s[:3] # 'Pyt' — start 省略默认 0
s[3:] # 'hon' — stop 省略默认到末尾
s[::2] # 'Pto' — 每隔一个取一个
s[::-1] # 'nohtyP' — 反转字符串
# 切片不会越界
s[0:100] # 'Python' — 自动截断，不报错
s[100] # IndexError — 索引会越界！2.5 bytes 与 bytearray
bytes 是不可变的字节序列，bytearray 是可变版本。处理二进制数据、网络通信、文件 I/O 时经常用到。
# 创建 bytes
b1 = b"hello" # 字面量（仅限 ASCII）
b2 = bytes([72, 101]) # 从整数列表创建
b3 = "你好".encode("utf-8") # 字符串编码为 bytes
print(b3) # b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd'
print(len(b3)) # 6 — "你好"在 UTF-8 中占 6 字节
# bytes → str
b3.decode("utf-8") # "你好"
# bytearray — 可变
ba = bytearray(b"hello")
ba[0] = 72 # 修改第一个字节（'H' 的 ASCII 码）
print(ba) # bytearray(b'Hello') — 不对，72 就是 'H'，原本也是 'h'=104
ba[0] = 72 # 'H' = 72
print(ba) # bytearray(b'Hello')str 与 bytes 的关系：
# str → bytes: encode
# bytes → str: decode
text = "Python 很棒"
encoded = text.encode("utf-8") # bytes
decoded = encoded.decode("utf-8") # str
# 常见编码：utf-8（推荐）、gbk（中文 Windows）、ascii2.6 None 类型
None 是 Python 中表示”无”的唯一值，类型为 NoneType。
x = None
print(type(x)) # <class 'NoneType'>
# 判断是否为 None 时用 is，不要用 ==
if x is None:
print("x is None")
if x is not None:
print("x has a value")常见用途：
# 1. 函数没有 return 时默认返回 None
def do_something():
print("done")
result = do_something()
print(result) # None
# 2. 用作默认参数的哨兵值
def append_to(item, target=None):
if target is None:
target = []
target.append(item)
return target
# 3. 表示可选值
class User:
def __init__(self, name, email=None):
self.name = name
self.email = email # 可能有，也可能没有None 的特性：
# None 是 falsy
bool(None) # False
# None 是单例 — 全局只有一个 None 对象
a = None
b = None
print(a is b) # True
print(id(a) == id(b)) # True本章小结：Python 的基本数据类型包括数字（int/float/complex）、布尔（bool）、字符串（str）、字节（bytes/bytearray）和 None。理解浮点数精度陷阱、字符串不可变性、真值判断规则是写出正确 Python 代码的基础。