3. 變數與資料型別

變數與資料型別

1. 識別字

程式中的變數、函式、類別…等會給於名稱，這些名稱就稱為「識別字」。識別字在程式中必須是唯一的名稱，識別字的命名規則如下：

1. 識別字是由大小寫英文字母、阿拉伯數字和底線(_) 所組成。但限用英文字母或底線(_)當開頭，第二個字元以後才可以使用數字。
2. 大小寫字母視為不相同的字元。
3. 不能使用保留字 (或稱關鍵字)當作識別字。

[例] 下列為合法的識別字:

p、total、_ok、stu_score、lucky、goodMoring、UserPassy

[例] 下列為不合法的識別字:

7Eleven # 不能以數字開頭                  A B   # 不能使用空白
B&Q     # 不能使用&字元                   and  # 不能使用保留字

2. 保留字

保留字(Reserved Word)又稱關鍵子(Keyword)，是 Python 語言定義具特定用途，專門供程式設計使用的識別字,透過這些保留字,配合運算子(Operator)、分隔符號(Seperator)..等,就可以撰寫出各種敘述(Statement 或稱陳述式)。因為保留字已經有特定用途,所以不允許使用保留字來做識別字。下表為 Python3.x 所定義的保留字:

and	as	assert	async	await	break	class
continue	def	del	elif	else	except	False
finally	for	from	global	if	import	in
is	lambda	return	try	while	with	yield

3. 變數宣告

1. 變數的內容值會隨程式而改變，使用變數可以使得程式靈活，提高程式的功能。 a = b + 1敘述中，a、b 為變數，1 為常值。

2. 常值不必經過宣告就可以在程式中使用，但變數使用前必須先行宣告，宣告變數時要給予名稱，並指定變數值。

3. Python程式是採用動態型別，程式在直譯時才根據變數值，宣告成適當的資料型別，並配置對應的記憶體空間給該變數使用。

4. 在程式執行時，也可以隨時更動變數的資料型別，只要使用指定運算子「=」，就能重新指定變數所參考的物件。

5. 存取變數時，在低階語言要指定記憶體位址，但在高階語言是利用變數名稱來指定較簡便。

6. 變數宣告語法如下：

   • 方法1
     變數名稱=變數值
   • 方法2
     變數名稱1,變數名稱2[,變數名稱3⋯]=變數值1,變數值2[變數值3⋯]
   • 方法3
     變數名稱1[=變數名稱2=變數名稱3⋯]=變數值

   說明

   1. 宣告變數時必須指定變數值,因為直譯器才能選擇適當的資料型別，指定時要使用「=」指定運算子。
   2. 方法2可以同時宣告多個變數,變數和變數值間以「,」逗號加以區隔即可。另外,要注意變數和變數值的數量要相同。
   3. 方法3可以同時宣告多個變數,並且指定變數值都相同

變數的名稱除了要遵循識別字的命名規則外,要使用易懂而且有意義的名稱，以提高程式的可讀性。不要貪圖一時方便,使用簡單且無意義的字母當做變數名稱，會造成以後維護程式的困擾。Python3 以上版本支援識別字名稱可以使用中文字。但是Python具有共享精神,仍然建議不要使用中文字。若變數不再使用,可以使用 del 指令來刪除變數,如此可以將占用的記憶體釋放出。

[例] 下列為宣告變數的範例:(檔名: variable.py)

yesNo = 'y'		#宣告yesNo變數，並指定變數值為字串'y'
#同時宣告passScore、maxScore、minScore三個變數，並指定變數值為整數60、100和0
passScore, maxScore, minScore = 60, 100, 0
power1 = power2 = 100		#宣告power1和power2變數，變數值都為100
total = 1.23456E+6	#宣告total變數，並設變數值為浮點數1234560.0
print(yesNo)
print(passScore, maxScore, minScore)
print(power1, power2)
print(total)
del total
#print(total)    #執行會產生錯誤，因為變數已經刪除

變數名常採駝峰式命名法(Camel Case)，用多個有意義的英文單字串連來命名,單字的第一個字母大寫其餘小寫,就像駱駝的駝峰一般。變數名稱第一個單字的開頭宇母通常為小寫,如果變數名稱是單一單字,例如:「單價」可使用price 名稱。如果是多個單字的組合,例如:「特價」可以使用priceForVip名稱。

4. 整數資料型別

Python內建的整數型別是屬於 int 類別，整數的長度不受限制。在 Python中整數是int類別的實體。可以使用內建函式來處理整數。

1. type()函式： 可以取得物件的類別。
2. bin()函式： 可以將十進制整數轉換成二進制。
3. oct()函式： 可以將十進制整數轉換成八進制。
4. hex()函式： 可以將十進制整數轉換成十六進制。
5. int()函式： 可以將其他進制的整數轉換成十進制，也可以將數字字串，轉換成int整數。

[例] 顯示整數的類別和十進制轉成其他進制。 (檔名: int_type.py)

print(type(12)) # 顯示整數常值 12 的類別       -> <class 'int'>
print(bin(12))  # 顯示整數常值 12 的二進制值    -> 0b1100
print(oct(12))  # 顯示整數常值 12 的八進制值    -> 0o14
print(hex(12))  # 顯示整數常值 12 的十六進制值  -> 0xc
print('12'*4)      # 顯示 '12'*4的結果        -> 12121212
print(type('12'))  # 顯示'12'的類別           -> <class 'str'>
print(int('12')*4) # 顯示int('12')*4的結果    -> 48

5. 布林資料型別

布林值是屬於 bool類別，使用 bool() 函式可轉成布林常值 True和 False。
雖然布林值也可以用整數 1和0表示，但是其實使用 bool()函式轉型時，數值只要不是 0 就是 True，而 物件不是「空」就是 True。

[例] 布林值的各種範例。 (檔名:bool_type.py)

b=False           # 宣告 b 為布林變數，變數值為 False
print(type(b))    # 顯示布林變數 b 的類別            -> <class 'bool'>
print(type(1))    # 顯示整數常值 1 的類別            -> <class 'int'>
print(bool(1))    # 使用 bool 函式將 1 轉成布林值    -> True
print(bool(-1))   # 使用 bool 函式將 -1 轉成布林值   -> True
print(bool('Python'))  # 使用 bool 函式將 'Python' 轉成布林值  -> True

6. 浮點數資料型別

在Python內建 float浮點數資料型別，又提供 decimal資料型別，可提高準確度。

一. float資料型別

float浮點數資料型別，屬於float類別。如果要將數值轉成浮點數資料型別，可以提高數值的準確度。

1. float()函式：可以將整數和數值字串轉換成浮點數。
2. is_integer()方法：可以檢查浮點數是否小數位為0(即為整數)，傳回值為True(是整數)和False(非整數)。
3. ‚round()函式：可以將浮點數的小數部分，指定位數做四捨五入。語法為：round(浮點數[，小數位數])，如果不指定小數位數時，就預設四捨五入為整數。

[例] 使用各種方法來處理浮點數: (檔名:float_type.py)

f, i =1.2345, 12345
print(type(f))  # 顯示浮點數變值 f 的類別   -> <class 'float'>
f2=float(i)     # 用 float 函式將整數變數 i 轉成浮點數
print(float(f2)) # 顯示 f2 的變數值        -> 12345.0
print(float.is_integer(f))  # 用 is_integer() 方法檢查變數f是否為整數 -> False
print(float.is_integer(f2))  # 檢查變數 f2 是否為整數  -> True
print(round(f,2))  # 用 round() 函式將變數 f 四捨五入到小數二位   -> 1.23
print(round(f))    # 用 round() 函式將變數 f 四捨五入到整數      ->  1 

二. decimal 資料型別

Python 另外又提供 decimal資料型別來處理浮點數，可提高數值的準確度。因decimal不是內建的型別，使用前要用import指令匯入decimal模組。

使用decimal類別的Decimal()方法，可以宣告decimal資料型別的浮點數資料。Decimal()方法的引數可以為整數常值或字串、浮點數字串。decimal型別的浮點數小數位數很長，如果要指定小數的有效位數時，在宣告時採用浮點數字串的格式，則字串的l小數位數就是有效位數。

decimal.Decimal(整數常值 | 整數字串 | 浮點數字串)

[例] 宣告 decimal 資料型別的浮點數: (檔名:decimal_type.py)

import decimal  # 匯入 decimal 模組
f1,f2=10.0,3.0  # 宣告 f1、f2 變數並指定變數值為浮點數 10.0 和 3.0    
d1=decimal.Decimal(10)    # 宣告 d1 為 decimal 型別變數，值為整數常值 10
d2=decimal.Decimal('3.0') # 宣告 d2 為 decimal 型別變數，值為字串常值 '3.0'
print(type(d1))  # 顯示 d1 變數的類別   -> <class 'decimal.Decimal'>
print(f1/f2)     # 顯示 f1 除以f2的值   -> 3.3333333333333335
print(d1/d2)     # 顯示 d1 除以d2的值   -> 3.333333333333333333333333333
d3=decimal.Decimal('2.345')  # 宣告 d3 為 decimal 型別變數，值為字串常值 '2.345'
d4=decimal.Decimal('6.78')
print(d3+d4) # 有效位數為三位 -> 9.125
print(d3*d4) # 有效位數為五位 -> 15.89910

運算	規則	實例運算	小數點後位數
加減法	取小數點後**最多（最精確）**者	$\max (3,2)=3$	3 位 (9.125)
乘法	兩者小數點後位數相加	$3+2=5$	5 位 (15.89910)

三. decimal 資料型別常用函式

1. Decimal.from_float()函式： 可以將浮點數常值轉換成 decimal型別。
2. .getcontext()函式： 可以列出 Decimal資料型別目前算術運算時的各種設定值。利用getcontext()函式的prec屬性可以設定有效位數(含整數和小點位數)，預設值為28。另外，rounding屬性可以設定進位的方式，常用的rounding屬性值：
   • ROUND_HALF_EVEN：四捨六入數值為五時，若前面為奇數就進位；偶數就捨去。(預設值)
   • ROUND_DOWN：無條件捨去。
   • ROUND_UP：無條件進位。

[例] 設定 decimal 資料型別運算時的有效位數: (檔名:getcontext.py)

import decimal  #匯入decimal模組
d1=decimal.Decimal.from_float(123.4567) # 將浮點數資料 123.4567 轉型為 decimal 資料型別
d2=decimal.Decimal.from_float(34.5678)  # 將浮點數資料 34.5678 轉型為 decimal 資料型別
print(d1+d2)                            #  -> 158.0244999999999961914909363
print(decimal.getcontext())             # 取出目前 decimal 資料型別運算的設定值 Context(prec=28, rounding=ROUND_HALF_EVEN, Emin=-999999, Emax=999999, capitals=1, clamp=0, flags=[Inexact, Rounded], traps=[InvalidOperation, DivisionByZero, Overflow])
print(decimal.getcontext().prec)        # 有效位數 28 位  -> 28
print(decimal.getcontext().rounding)    # -> ROUND_HALF_EVEN
decimal.getcontext().prec=8             # 設定有效位數 8 位
print(d1+d2)                            # -> 158.02450

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相關主題與延伸閱讀

• 1. 內建資料型別：了解變數所參考的各種內建資料型別物件。
• 2. 常值：常值是指定給變數的基礎資料來源。
• 4. 運算子：變數宣告後，即可搭配各種運算子進行運算。
• 5. 資料型別轉換：變數在不同資料型別間轉換的自動與強制轉型方式。