Python: vrste podatkov, pogoji, zahteve in primeri

Podatkovne tipe v Pythonu so temelj, na katerem je zgrajena koda. V jezikih na visoki ravni so podatki predstavljeni kot predmeti, nad katerimi se izvajajo ukrepi, predpisani v kodi. Tipkanje določa tudi sprejemljive metode in operacije.

Katere vrste podatkov so na voljo?

Osnovne podatkovne vrste v Pythonu so vgrajene zbirke. Te vključujejo številke, vrstice, sezname. Vendar pa obstajajo predmeti, ustvarjeni neodvisno, z uporabo modelov in jezikovnih knjižnic. Ponavadi so potrebni za reševanje kompleksnih programskih nalog in ne za vsakodnevno delo.

V Pythonu vam ni treba izvajati svojih predmetov. Jezik ponuja že pripravljena in zmogljiva razvojna orodja, ki so veliko lažja za uporabo. Ti vam omogočajo delo z veliko količino podatkov, z najmanj truda in časa.

Vdelani tipi so učinkovite podatkovne strukture. Zaradi dejstva, da se izvajajo v jeziku C, objekti zagotavljajo visoko hitrost in zmogljivost kode. Samo-ustvarjeni predmeti lahko izvajajo nestandardne naloge. Na primer, operacije z nabiranjem. Vendar so veliko počasnejše kot standardni seznami.

Glavne vgrajene podatkovne vrste Python vključujejo:

• Številke: 1234, 3.1415, 3 + 4j, Decimal, Frakcija.
• Vrstice: "neželena pošta", "brsquo-a x01c".
• Seznami: [1, [2, "tri"], 4].
• Slovarji: {"hrana": "vsiljena pošta"}.
• Tuples: (1, "spam", 4, "U").
• Nastavitve so nastavljene ("abc"), {"a", "b"}.
• Boolove spremenljivke.

Navedene vrste se štejejo za osnovne. Pri delu z njimi se uporabljajo nekatere sintaktične konstrukcije. Za nizov so to citati ali oklepaji za slovarje.

Kaj je dinamično tipkanje?

V Pythonu ni konstruktov za razglasitev spremenljivk. Sintaksa med izvajanjem kode, ki se imenuje dinamično tipkanje, samodejno določi predmet. Če v IDLE napišete 6,78, bo ustvaril in vrnil številski tip podatkov. Izraz v kvadratni oklepaj ustvarite seznam, v narekovajih - niz. Drug način, da določite tip, je določiti vrednost z znakom "=":

• > my_string = "Pozdravljeni, Python!"

Po generaciji vsak objekt prejme določeno mesto v pomnilniku in nabor lastnih operacij. Na začetku pa imena ali spremenljivke nimajo pomenov in pojmov tipa. Dejansko so sklicevanja na predmete. Zato, dinamično tipkanje daje možnost določiti eno spremenljivko več vrednosti.

Vsi jezikovni predmeti spadajo v dva razreda: spremenljive in nespremenljive vrste podatkov. V Pythonu, druga skupina vključuje int, float, bool, str, tuple. Te predmete ni mogoče spremeniti, nekatere pa jih lahko pretvorite z dinamičnim tipkanjem:

• > x = "123"
• > int (x)
• 123
• > float (x)
• 123.0

Večina zaporedij pripada spremenljivim predmetom - seznamom, slovarjem, nastavljenim. Zagotavljajo prilagodljivo delo s kodo.

Referenčni števci

Vsi tipi podatkov niso shranjeni v imenu, ampak v objektu, na katerega se sklicuje spremenljivka. Ko ime postane sklicevanje na nov predmet, tolmač izbriše staro, sprostitev pomnilnika.

• > x = 12 # dodeljuje številko spremenljivki x.
• > x = "neželena vsebina" # x postane niz.
• > natisni (x).
• neželena vsota # 12 je popolnoma izbrisana in ostane samo niza objektov »vsiljena pošta«.

V vsakem predmetu je referenčno število, ki mu sledi tolmač. Če njihovo število doseže nič, je predmet nepovratno izbrisan in prostor, ki ga zaseda, vrne v bazo prostega pomnilnika. To vedenje olajša delo programerja in skrajšuje čas za ustvarjanje kode. Raziskovalcu ni treba napisati ločenih navodil za uničenje nepotrebnih predmetov.

V primerjavi z Java ali C + + je sintaksa Pythona veliko večkrat preprostejša. Zaradi dinamičnega vnašanja koda zahteva veliko manj prostora, je enostavno in zabavno delati. Toda, kljub navidezni preprostosti in prožnosti, je Python jezik s strogimi pravili za vsako vrsto. Metode in postopki, ki se uporabljajo za eno vrsto predmeta, so nedopustni glede na druge:

• > f = "jabolko".
• > s = "češnja".
• > f * s # skuša pomnožiti vrstice, bo sporočilo o napaki.

Številke

Najlažje je razumeti skupino podatkov. Vsakdo lahko dela s številkami iz šole. Kompleksni izračuni od višje matematike do aplikacijskega programerja so komaj potrebni. V večini primerov obstaja dovolj standardnih aritmetičnih izračunov z naslednjimi operatorji:

• Poleg tega: var1 + var2;
• odštevanje: var1-var2;
• Množenje: var1 * var2;
• razdelek: var1 / var2;
• preostanek delitve: var1% var2;
• Celotni del razdelka: var1 // var2.

Ta vrsta je razdeljena na celo število in prave predmete. Prva skupina vključuje negativna in pozitivna cela števila int in logičnih objektov bool.

Podatki tipa int so privzeto napisani v decimalnem sistemu računanja v obliki digitalnih literal. Po želji jih lahko vnesete kot binarne, oktalne ali šestnajstiške številke s predpono 0b, 0o in 0x.

Vgrajeni tipi boolov imajo dve vrednosti: True in False. To so vnaprej določene numerične spremenljivke. True je 1 in False je 0. Če v tolmaču napišete True + 5, boste dobili 6. Uporaba jezikovnih konstruktov je lahko katerikoli predmet iz standardne knjižnice pretvorjen v tip bool.

Real float in kompleksne številke

V Python-u, tip podatkov float uporablja numerične literale z decimalno vejico ali neobveznim eksponentom: 1.23, 1., 3.14e-10, 4.0e + 210. Za delo s float uporabite iste standardne matematične operaterje kot za integers int.

Po potrebi lahko izvedete konverzijo podatkovnih tipov. V Pythonu se za to uporabljajo funkciji int () in okrogla ():

• > x = 1,8.
• > y = 1,8.
• > int (x).
• Funkcija 1 # int () zavrže delni del.
• > okrogla (y).
• 2 # okrogla () funkcija zaokroži celo število.

Kompleksni tipi so kompleksne številke, sestavljene iz dveh plavajočih vrednosti. Prvi je pravi del in je na voljo kot .real atribut. Drugi del se imenuje z .imag in predstavlja namišljeno komponento predmeta.

Literali kompleksnih številk so zapisani takole:

• > my_number = -89,5 + 2,125J
• > my_number.real, my_number.imag
• (-89,5, 2,125)

Kompleksne številke so nespremenljive vrste podatkov v Pythonu. Operacije preoblikovanja zapletenih predmetov so nemogoče, vsak poskus tega bo takoj povzročil sporočilo o napaki.

Vrstice

Niz je predmet, namenjen shranjevanju zaporedja znakov Unicode. Zapisuje besedilne in numerične podatke. Linijski zapisi so vedno zaprti v narekovajih.

Linije imajo dolžino, ki jo lahko izračunate s funkcijo len ():

• > x = "Zdravo, Python!".
• > len (x).
• 18.

Vsak element ima svoj indeks ali položaj, ki ga je mogoče izvleči:

• > x [7].
• "V".
• > x [2].
• "P".

Ker so nizi zaporedja, podpirajo operacije koncenatiranja z znakom + in ponavljanjem z uporabo "*":

• > x * 3.
• "Zdravo, Python, hello, Python, hello, Python!"
• > x + "123".
• "Zdravo, Python!" 123.

Nizi, kot so številke, so nespremenljive vrste. Nobena od zgornjih postopkov ni spremenila vrednosti spremenljivke x. Vsakič, ko je bil ustvarjen nov nizovni objekt.

Seznami

Seznami v Pythonu so predstavljeni v obliki naročenih zbirk podatkov. Lahko so poljubne velikosti in vsebujejo vse vrste predmetov. Ker so seznami neke vrste zaporedij, se zanje uporabljajo naslednje metode nizov:

• > L = [123, "spam", "var", 1.23] # Seznam štirih predmetov različnih vrst.
• > len (L) # Število elementov na seznamu.
• 4.

Seznami se nanašajo na vrste podatkov, ki se spremenijo v Python. Z uporabo funkcij lahko spremenite število elementov:

• > L.append (0) # Na konec seznama se doda nov objekt.
• > L.
• [123, "neželena pošta", "var", 1.23, 0].
• > L.pop (2) # Odstrani element s sredine seznama.
• "Var".

Slovarji

Slovarji so preslikava podatkov. To je popolnoma nova vrsta predmetov, ki se razlikuje od seznamov in vrstic. Dostop do elementov je mogoč samo s tipkami. Slovarski literali so zaprti v oklepajih in so sestavljeni iz parov "key: meaning":

• > D = {dan: petek, mesec: december, leto: 2017}.
• > D.
• {Dan: petek, mesec: december, leto: 2017}.

Če želite dobiti vrednost, morate določiti ime slovarja s ključem v oglatih oklepajih:

• > D ["dan"].
• "Petek".

Če želite dodati ključ, morate navesti sklic na vrednost:

• > D ["čas"] = "jutro" # dodaja par ključa: vrednost.
• > D.
• {Dan: petek, mesec: december, leto: 2017, čas: zjutraj.

Slovarji predstavljajo najbolj fleksibilne vrste predmetov. V jezikih na nizki ravni lahko nadomestijo algoritme iskanja in podatkovne strukture. Namesto da bi vnesli ročno, slovarji omogočajo hitro iskanje po indeksih ali ključu.

Tuples

Tuples so isti seznami, samo v oklepajih. Shranijo lahko poljubno število podatkov katere koli vrste, vendar podpirajo manjši nabor operacij. Njihova glavna razlika je nespremenljivost. Tuples zagotavljajo celovitost in varnost predmetov, zato jih včasih uporabljamo namesto vrste seznama v velikih programih.

V Python 3 ima tip podatkov vmesnika dva načina, ki navajajo: .index (), da pridobijo indeksni element in .count (), da se šteje število enakih predmetov:

• > my_tuple = (1, 2, 3, 4).
• > my_tuple.index (2) # v drugem položaju je številka 1.
• 1.
• > my_tuple.count (1) # prikazuje, koliko enot v zaporedju.
• 1.

To so bile glavne vgrajene podatkovne vrste v Pythonu. Prav tako obstajajo dodatni predmeti, ki se lahko štejejo za osnovne. Na primer, nastavi ali nestandardne številske vrste, kot so matrike, vektorji, številke s fiksno natančnostjo. Za delo z njimi potrebujete resno potopitev v načela matematike in Python konstrukcij.