Contents

Основные типы объектов в python. Числа и списки

Основные типы объектов в python. Числа и списки

Программы на языке python могут быть разложены на модули, операторы, выражения и объекты по схеме ниже.

  1. Программы состоят из модулей;

  2. Модули содержать операторы;

  3. Операторы содержат выражения;

  4. Выражения создают и обрабатывают объекты;

В связи с этим нередко начинают изучать python с объектов и их видами.

В python всё является объектом

В python всё — от булевых значений и чисел до функций, классов и файлов — представляется в виде объекта в смысле ООП. Это значит, что даже такие простые данные как целые числа хранятся упакованными в объект, у которого могут быть атрибуты и методы.

x = 42
print(x.bit_length())

6

В ячейке выше демонстрируется, что у целого числа есть метод bit_length, который возвращает необходимое для хранения этого числа количество бит.

1. Числа

Числа — один из самых простых и понятных типов данных для компьютера, а по совместительству и один из самых простых типов объектов в python.

1.1. Целые числа. int

Целые числа представляются типом int.

a = 42 
b = 5
print("a = {}, b = {}".format(a, b))  # форматирование строки методом format
print(type(a))

a = 42, b = 5
<class 'int'>

Напомним, что в C/C++ 32-битные целые числа принимают значения в диапазоне от -2 ** 32 = -2,147,483,648 до 2 ** 32 - 1 = 2,147,483,647. В python целые числа могут принимать величину, ограниченную только объемом оперативной памяти машины, на которой запускается код. Это очень удобно, так как не нужно заботиться о переполнении и нет необходимости определять пользовательские типы для обработки больших значений.

print(2 ** 100)

1267650600228229401496703205376

1.2. Числа с плавающей точкой. float

Числа с плавающей точкой реализованы по тому же стандарту, что и в C/C++ (IEEE 754), представлены 64-х битным типом float (соответствует double в C/C++).

print(f"a / b = {a / b}")
print(type(a / b))

a / b = 8.4
<class 'float'>

c = 3.1415
d = c ** .5
print(f"c = {c}, d = {d}")
print(f"d = {d:.2f}")                         # форматирование вывода f-строкой               

c = 3.1415, d = 1.772427713617681
d = 1.77

1.3. Комплексные числа

Так же в python встроены комплексные числа complex.

e = complex(42, 13)
print(type(e))

<class 'complex'>

Для их записи в качестве мнимой единицы можно использовать строчную или прописную букву “j”.

f = 42 + 13j
g = 42 + 13J
print(e == f == g)

True

Все арифметические операторы работаю с комплексными числами корректно.

imaginary_unit = 1j
print(imaginary_unit**2)

(-1+0j)

Действительную и мнимые части комплексного числа можно узнать методами imag и real соответственно.

print(imaginary_unit.imag)

1.0

1.4. Булевый тип. bool

Булевые значения True и False представляются типом данных bool.

flag = True
print(type(flag))

<class 'bool'>

На самом деле False соответствует целочисленный нуль, а True — единица.

print(f"True = {int(True)}")
print(f"False = {int(False)}")
print(isinstance(flag, int))                # True, т.е. булевые значения реализованы как целые числа

True = 1
False = 0
True

Сравнение чисел

Получить булевое значение можно, например, сравнив числа на больше/меньше. Для сравнения чисел в python используются те же операторы, что и в C/C++:

  • “==”;

  • “!=”;

  • “<”;

  • “>”;

  • “<=”;

  • “>=”.

print(13 < 42)

True

Булевые операторы.

Для комбинации булевых переменных используются булевые операторы, которые реализованы в виде английских слов. Так, например, логическое “И” осуществляется бинарным оператором and.

print(False and False)
print(False and True)
print(True and False)
print(True and True)

False
False
False
True

Логическое “ИЛИ” — бинарным оператором or.

print(False or False)
print(False or True)
print(True or False)
print(True or True)

False
True
True
True

Логическое “НЕ” — унарным оператором not.

print(not False)
print(not True)

True
False

Приведение к bool

Ноль приводятся к False, а числа отличные от нуля к True.

print("Нули: ", end="\t\t")
print(bool(0), bool(0.), bool(complex(0, 0)), sep=", ")
print("Не нули: ", end="\t")
print(bool(1), bool(1.), bool(complex(0, 1)), sep=", ")

Нули: 		False, False, False
Не нули: 	True, True, True

1.5. None

В python есть специальный тип данных NoneType, который может принимать единственно возможное значение None.

null_variable = None
print(type(None))

<class 'NoneType'>

None всегда приводится к False.

bool(None)

False

2. Списки

Первый контейнер, с которым мы познакомимся - список. Список (list) - наиболее близкий аналог к массиву из C/C++, если брать в расчет только встроенные типы. Существенным отличием является возможность хранения в одном и том же списке объекты разных типов.

В python ряд контейнеров обладают общими чертами. list — представитель группы контейнеров Sequence Types (последовательности). Последовательность означает, что элементы контейнера пронумерованы и к ним можно обращаться по индексу (zero-based, как и в C/C++ ).

Другие представители последовательностей в python:

  • кортежи tuple;

  • диапазоны range;

  • строки str;

Создать список можно, например, перечислив его элементы внутри квадратных скобок и разделив их запятыми.

l = [1, 3, 7]

print(l)
print(type(l))

[1, 3, 7]
<class 'list'>

Встроенная функция len позволяет узнать длину списка.

print(len(l))

3

Синтаксис получения элемента списка по его индексу напоминает C/C++.

print(l[1])                     # Обращение к элементу списка по смещению
print(l[0], l[-1])             

3
1 7

У списка есть встроенный метод сортировки list.sort(), который сортирует его на месте (in-place).

l = [42, 7, 13, -1, 123]

print(sorted(l))               # Функция sorted конструирует новый список
print(l) 

[-1, 7, 13, 42, 123]
[42, 7, 13, -1, 123]

Также есть функция sorted(), которая конструирует новый отсортированный список на основе своего аргумента (список или любой другой итерируемый объект).

l.sort()
print(l)

[-1, 7, 13, 42, 123]

Список не только может содержать объекты любых типов, но и содержать объекты разных типов, в том числе и другие списки. Списки можно вкладывать друг в друга на произвольную глубину.

l.append("a string")
print(l)
l.append(["строка внутри списка внутри списка"])
print(l)

[-1, 7, 13, 42, 123, 'a string']
[-1, 7, 13, 42, 123, 'a string', ['строка внутри списка внутри списка']]

Пустой список приводится к False. Любой не пустой список приводится к True. Иногда это используется для проверки на пустоту списка.

print(bool([]), bool([0]))

False True

previous

Основы работы с Jupyter Notebooks

next

Операторы потока управления