Python是一種高級編程語言，以其簡潔的語法和強大的功能而聞名。在Python中，數據類型是編程的基礎，理解并掌握各種數據類型的使用方法對于編寫高效、可維護的代碼至關重要。本文將詳細介紹Python中的主要數據類型，并通過實例代碼分析幫助讀者更好地理解和應用這些數據類型。
Python中的數據類型可以分為以下幾類：
接下來，我們將逐一介紹這些數據類型，并通過實例代碼進行詳細分析。
整數是不帶小數部分的數字，可以是正數、負數或零。在Python中，整數類型用int表示。
# 整數示例
a = 10
b = -5
c = 0
print(type(a)) # 輸出: <class 'int'>
print(type(b)) # 輸出: <class 'int'>
print(type(c)) # 輸出: <class 'int'>
浮點數是帶有小數部分的數字，可以是正數、負數或零。在Python中，浮點數類型用float表示。
# 浮點數示例
a = 3.14
b = -0.001
c = 2.0
print(type(a)) # 輸出: <class 'float'>
print(type(b)) # 輸出: <class 'float'>
print(type(c)) # 輸出: <class 'float'>
復數是由實數部分和虛數部分組成的數字，虛數部分以j或J結尾。在Python中，復數類型用complex表示。
# 復數示例
a = 2 + 3j
b = -1j
c = 4.5 + 0j
print(type(a)) # 輸出: <class 'complex'>
print(type(b)) # 輸出: <class 'complex'>
print(type(c)) # 輸出: <class 'complex'>
字符串是由字符組成的序列，可以是字母、數字、符號等。在Python中，字符串類型用str表示。
# 字符串示例
s1 = "Hello, World!"
s2 = 'Python is fun.'
print(type(s1)) # 輸出: <class 'str'>
print(type(s2)) # 輸出: <class 'str'>
# 字符串拼接
s3 = s1 + " " + s2
print(s3) # 輸出: Hello, World! Python is fun.
# 字符串重復
s4 = s1 * 3
print(s4) # 輸出: Hello, World!Hello, World!Hello, World!
# 字符串索引
print(s1[0]) # 輸出: H
print(s1[-1]) # 輸出: !
# 字符串切片
print(s1[0:5]) # 輸出: Hello
print(s1[7:]) # 輸出: World!
Python提供了多種字符串格式化的方法，常用的有%格式化、str.format()方法和f-string。
# % 格式化
name = "Alice"
age = 25
print("My name is %s and I am %d years old." % (name, age)) # 輸出: My name is Alice and I am 25 years old.
# str.format() 方法
print("My name is {} and I am {} years old.".format(name, age)) # 輸出: My name is Alice and I am 25 years old.
# f-string
print(f"My name is {name} and I am {age} years old.") # 輸出: My name is Alice and I am 25 years old.
# 字符串常用方法示例
s = " Hello, World! "
# 去除空白字符
print(s.strip()) # 輸出: Hello, World!
# 轉換為大寫
print(s.upper()) # 輸出: HELLO, WORLD!
# 轉換為小寫
print(s.lower()) # 輸出: hello, world!
# 查找子字符串
print(s.find("World")) # 輸出: 8
# 替換子字符串
print(s.replace("World", "Python")) # 輸出: Hello, Python!
# 分割字符串
print(s.split(",")) # 輸出: [' Hello', ' World! ']
列表是由一系列元素組成的有序集合，元素可以是任意類型。在Python中，列表類型用list表示。
# 列表示例
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
print(type(lst)) # 輸出: <class 'list'>
# 列表索引
print(lst[0]) # 輸出: 1
print(lst[-1]) # 輸出: 5
# 列表切片
print(lst[1:3]) # 輸出: [2, 3]
# 列表拼接
lst2 = [6, 7, 8]
lst3 = lst + lst2
print(lst3) # 輸出: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
# 列表重復
lst4 = lst * 2
print(lst4) # 輸出: [1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5]
# 列表常用方法示例
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
# 添加元素
lst.append(6)
print(lst) # 輸出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
# 插入元素
lst.insert(2, 7)
print(lst) # 輸出: [1, 2, 7, 3, 4, 5, 6]
# 刪除元素
lst.remove(7)
print(lst) # 輸出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
# 彈出元素
popped_element = lst.pop()
print(popped_element) # 輸出: 6
print(lst) # 輸出: [1, 2, 3, 4, 5]
# 列表排序
lst.sort(reverse=True)
print(lst) # 輸出: [5, 4, 3, 2, 1]
# 列表反轉
lst.reverse()
print(lst) # 輸出: [1, 2, 3, 4, 5]
列表推導式是一種簡潔的創建列表的方法。
# 列表推導式示例
squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares) # 輸出: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
# 帶條件的列表推導式
even_squares = [x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0]
print(even_squares) # 輸出: [0, 4, 16, 36, 64]
元組是由一系列元素組成的有序集合，元素可以是任意類型。與列表不同，元組是不可變的。在Python中，元組類型用tuple表示。
# 元組示例
tup = (1, 2, 3, 4, 5)
print(type(tup)) # 輸出: <class 'tuple'>
# 元組索引
print(tup[0]) # 輸出: 1
print(tup[-1]) # 輸出: 5
# 元組切片
print(tup[1:3]) # 輸出: (2, 3)
# 元組拼接
tup2 = (6, 7, 8)
tup3 = tup + tup2
print(tup3) # 輸出: (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
# 元組重復
tup4 = tup * 2
print(tup4) # 輸出: (1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5)
元組與列表的主要區別在于元組是不可變的，而列表是可變的。這意味著元組一旦創建，就不能修改其內容。
# 元組與列表的區別示例
lst = [1, 2, 3]
tup = (1, 2, 3)
# 修改列表
lst[0] = 10
print(lst) # 輸出: [10, 2, 3]
# 嘗試修改元組
try:
tup[0] = 10
except TypeError as e:
print(e) # 輸出: 'tuple' object does not support item assignment
集合是由一系列唯一元素組成的無序集合。在Python中，集合類型用set表示。
# 集合示例
s = {1, 2, 3, 4, 5}
print(type(s)) # 輸出: <class 'set'>
# 添加元素
s.add(6)
print(s) # 輸出: {1, 2, 3, 4, 5, 6}
# 刪除元素
s.remove(6)
print(s) # 輸出: {1, 2, 3, 4, 5}
# 集合運算
s1 = {1, 2, 3}
s2 = {3, 4, 5}
# 并集
print(s1 | s2) # 輸出: {1, 2, 3, 4, 5}
# 交集
print(s1 & s2) # 輸出: {3}
# 差集
print(s1 - s2) # 輸出: {1, 2}
# 對稱差集
print(s1 ^ s2) # 輸出: {1, 2, 4, 5}
# 集合常用方法示例
s = {1, 2, 3, 4, 5}
# 集合長度
print(len(s)) # 輸出: 5
# 集合是否包含元素
print(3 in s) # 輸出: True
# 集合是否不包含元素
print(6 not in s) # 輸出: True
# 清空集合
s.clear()
print(s) # 輸出: set()
字典是由鍵值對組成的無序集合。在Python中，字典類型用dict表示。
# 字典示例
d = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
print(type(d)) # 輸出: <class 'dict'>
# 訪問字典值
print(d['name']) # 輸出: Alice
# 修改字典值
d['age'] = 26
print(d) # 輸出: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York'}
# 添加鍵值對
d['email'] = 'alice@example.com'
print(d) # 輸出: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York', 'email': 'alice@example.com'}
# 刪除鍵值對
del d['email']
print(d) # 輸出: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York'}
# 字典常用方法示例
d = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
# 獲取所有鍵
print(d.keys()) # 輸出: dict_keys(['name', 'age', 'city'])
# 獲取所有值
print(d.values()) # 輸出: dict_values(['Alice', 25, 'New York'])
# 獲取所有鍵值對
print(d.items()) # 輸出: dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 25), ('city', 'New York')])
# 檢查鍵是否存在
print('name' in d) # 輸出: True
# 獲取鍵對應的值，如果鍵不存在返回默認值
print(d.get('email', 'Not Found')) # 輸出: Not Found
# 刪除并返回指定鍵的值
popped_value = d.pop('age')
print(popped_value) # 輸出: 25
print(d) # 輸出: {'name': 'Alice', 'city': 'New York'}
# 清空字典
d.clear()
print(d) # 輸出: {}
布爾類型只有兩個值：True和False。在Python中，布爾類型用bool表示。
# 布爾類型示例
a = True
b = False
print(type(a)) # 輸出: <class 'bool'>
print(type(b)) # 輸出: <class 'bool'>
# 布爾運算
print(a and b) # 輸出: False
print(a or b) # 輸出: True
print(not a) # 輸出: False
None是Python中的一個特殊值，表示空值或無值。在Python中，None類型用NoneType表示。
# None類型示例
a = None
print(type(a)) # 輸出: <class 'NoneType'>
# None的使用
def greet(name=None):
if name is None:
print("Hello, World!")
else:
print(f"Hello, {name}!")
greet() # 輸出: Hello, World!
greet("Alice") # 輸出: Hello, Alice!
本文詳細介紹了Python中的主要數據類型，包括數字類型、字符串類型、列表類型、元組類型、集合類型、字典類型、布爾類型和None類型。通過實例代碼分析，我們展示了這些數據類型的基本操作和常用方法。掌握這些數據類型的使用方法對于編寫高效、可維護的Python代碼至關重要。希望本文能夠幫助讀者更好地理解和應用Python中的數據類型。
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