Переменные, оператор присваивания, функции type и id

Курс по Python: https://stepik.org/course/100707

На данный момент, мы с вами установили сам язык и научились запускать программы в средах IDLE и PyCharm. Пришла пора сделать первый шаг непосредственно в программирование. Вначале, давайте попробуем понять, что вообще могут делать компьютерные программы? В самой основе, совсем немного:

• хранить данные;
• выполнять арифметические операции;
• проверять логические условия (операторы ветвления);
• реализовывать циклы.

Фактически, на комбинации этих блоков и выстраивается логика всех программ. Мы с вами последовательно познакомимся с каждым из них. Начнем с самого первого – способа представления и хранения данных в Python.

Переменные и оператор присваивания

Как же данные представляются в Python? Условно, это можно представить так. Есть некое хранилище (мы его будем называть объектом) и в нем могут располагаться или числа, или строки, или, какие-либо другие типы данных. Причем в объекте может быть что-то одно: или число, или строка. Одновременно и число и строка находиться в одном хранилище не могут.

Таких хранилищ в программе может быть огромное количество. И как нам тогда обратиться к нужному и взять оттуда данные? Все просто. Для этого у нас должна быть ссылка на объект и мы обращаемся к хранилищу по имени этой ссылки. Такие ссылки называются переменными.

Как нам создать объект с некоторым содержимым и ссылкой на него? Тоже очень просто. Достаточно придумать имя переменной и через оператор присваивания связать ее с нужным объектом, например, так:

a = 7

В результате, интерпретатор языка Python создаст ссылку с именем a и объектом с целым числом 7. Мы в этом можем легко убедиться, если выведем содержимое объекта по этой ссылке (по переменной a):

print(a)

Еще раз обратите внимание на оператор присваивания. В программировании он связывает операнд слева с операндом справа:

операнд слева = операнд справа

Например, строчка:

var_a = "Панда"

создает переменную с именем var_a, которая ссылается на объект со строкой «Панда». И, смотрите, здесь именно создается переменная var_a, так как до этого она не существовала. К несуществующим переменным мы обращаться не можем. Например, строчка:

print(x)

приведет к ошибке, так как переменную с именем x мы нигде не создавали. Но если переменная уже была создана и мы снова присваиваем ей какое-либо значение:

a = 6.8

то она второй раз уже не создается. Но как будет работать эта строчка? Здесь создается новый объект со значением 6.8 и на него инициализируется уже существующая переменная. Если на прежний объект 7 нет других ссылок, то он автоматически удаляется из памяти устройства. При этом переменная a начинает ссылаться на другой тип данных – вещественное число (до этого было целочисленное значение). То есть, тип переменной определяется в момент присваивания ей того или иного значения. В программировании это называется динамической типизацией. В противовес строгой типизации, когда тип переменной указывается в момент ее объявления. Например, так делается в языках C++ или Java

Но, вернемся к оператору присваивания. Давайте посмотрим, что будет, если связать одну переменную с другой:

b = a

Теперь обе переменные будут ссылаться на один и тот же объект. То есть, копирования данных (создание нового объекта) не происходит, копируется лишь ссылка на объект. И это важный момент, который хорошо следует запомнить и понимать! В языке Python переменные не хранят значения, а лишь ссылаются на них. Как раз, благодаря этому можно одной и той же переменной присваивать самые разные типы данных:

b = "Hello"
b = 0
b = -8.4

Это очень удобно при программировании. Но при этом всегда следует помнить, что переменная – это всего лишь ссылка на данные, а не сами данные.

Иногда, в программах можно встретить вариант каскадного присваивания:

a = b = c = 0

В результате выполнения такой команды, все три переменные будут ссылаться на один и тот же объект со значением 0.

Если же мы хотим, чтобы каждая переменная ссылалась на свой отдельный объект, то можно воспользоваться множественным присваиванием:

a, b = 1, 2

Здесь переменная a будет ссылаться на 1, а b – на 2. Используя такую команду, можно легко и просто выполнить операцию обмена значениями между двумя переменными:

a, b = b, a

Функция type()

Так как в программе переменные могут иметь самые разные типы данных, то как можно узнать текущий тип, на который они ссылаются? Для этого в Python имеется специальная встроенная функция type(), возвращающая тип данных, связанный с указанной переменной:

print(type(a))

В консоли увидим целочисленный тип данных (int). Давайте объявим еще две переменные:

x = 5.8
s = "Hello"

И выведем для них типы:

print(type(x), type(s))

Увидим float и str. Здесь у вас может возникнуть вопрос, а какие типы данных вообще существуют в Python? Конечно, я бы мог здесь привести список всех типов, но на данном этапе – это избыточная, справочная информация. По мере прохождения курса, мы с вами познакомимся со всеми встроенными типами и постепенно у вас сложится общее представление. Это будет гораздо эффективнее, чем отображение больших и умных таблиц, которые, все равно, не воспринимаются и быстро забываются.

Правильные имена переменных

Последнее, о чем я хочу вам рассказать на этом занятии – как правильно выбирать имена переменных. Есть несколько простых правил:

1. Имена следует брать существительными (отвечают на вопросы: кто, что).
2. Имена должны быть осмысленными и отражать суть данных.
3. Допустимые символы в именах: первый символ – любая буква латинского алфавита a-z, A-Z и символ подчеркивания _. В качестве второго и последующих символов еще цифры 0-9.

Например:

msg = "Сообщение"
count = 0

Причем, обратите внимание, переменные:

arg = 0
Arg = 0

Это две разные переменные, так как малая буква ‘a’ и большая ‘A’ – разные символы, а значит, имена тоже разные. Также нельзя использовать ключевые слова языка Python в качестве имен, например, писать:

True = 5

Полный их список можно посмотреть с помощью вызова в консоли функции:

help()

а, затем, набрать:

keywords

Также не следует использовать имена стандартных функций в качестве переменных. Например, если переопределить имя функции:

print = 5

то оно теперь будет ссылаться не на функцию для печати значений, а на числовой объект 5. И если, затем, попытаться вызвать функцию:

print(6)

то возникнет ошибка, так как мы, фактически, пытаемся выполнить объект, содержащий число 5. Но Python делать этого не умеет (по крайней мере, по умолчанию). Поэтому имена функций стандартной библиотеки языка Python не следует использовать в качестве имен переменных.

Но как нам узнать, является ли какое-либо имя встроенной функцией? Очень просто. Все зарезервированные имена, будь то функции или ключевые слова, автоматически подсвечиваются интегрированными средами и так подсказывают нам, что это имя уже имеет свою функциональность и его лучше не трогать. Со временем, вы запомните все наиболее употребительные имена языка Python и будете знать, какие имена лучше не использовать для собственных переменных.

На этом мы завершим наше очередное занятие. Надеюсь, вы теперь понимаете, что из себя представляют переменные в языке Python, как они связываются с данными и как работает оператор присваивания. Для закрепления этого материала обязательно выполните практические задания и переходите к следующему уроку!

Курс по Python: https://stepik.org/course/100707

Видео по теме

#1. Первое знакомство с Python Установка на компьютер

#2. Варианты исполнения команд. Переходим в PyCharm

#3. Переменные, оператор присваивания, функции type и id

#4. Числовые типы, арифметические операции

#5. Математические функции и работа с модулем math

#6. Функции print() и input(). Преобразование строк в числа int() и float()

#7. Логический тип bool. Операторы сравнения и операторы and, or, not

#8. Введение в строки. Базовые операции над строками

#9. Знакомство с индексами и срезами строк

#10. Основные методы строк

#11. Спецсимволы, экранирование символов, row-строки

#12. Форматирование строк: метод format и F-строки

#13. Списки - операторы и функции работы с ними

#14. Срезы списков и сравнение списков

#15. Основные методы списков

#16. Вложенные списки, многомерные списки

#17. Условный оператор if. Конструкция if-else

#18. Вложенные условия и множественный выбор. Конструкция if-elif-else

#19. Тернарный условный оператор. Вложенное тернарное условие

#20. Оператор цикла while

#21. Операторы циклов break, continue и else

#22. Оператор цикла for. Функция range()

#23. Примеры работы оператора цикла for. Функция enumerate()

#24. Итератор и итерируемые объекты. Функции iter() и next()

#25. Вложенные циклы. Примеры задач с вложенными циклами

#26. Треугольник Паскаля как пример работы вложенных циклов

#27. Генераторы списков (List comprehensions)

#28. Вложенные генераторы списков

#29. Введение в словари (dict). Базовые операции над словарями

#30. Методы словаря, перебор элементов словаря в цикле

#31. Кортежи (tuple) и их методы

#32. Множества (set) и их методы

#33. Операции над множествами, сравнение множеств

#34. Генераторы множеств и генераторы словарей

#35. Функции: первое знакомство, определение def и их вызов

#36. Оператор return в функциях. Функциональное программирование

#37. Алгоритм Евклида для нахождения НОД

#38. Именованные аргументы. Фактические и формальные параметры

#39. Функции с произвольным числом параметров *args и **kwargs

#40. Операторы * и ** для упаковки и распаковки коллекций

#41. Рекурсивные функции

#42. Анонимные (lambda) функции

#43. Области видимости переменных. Ключевые слова global и nonlocal

#44. Замыкания в Python

#45. Введение в декораторы функций

#46. Декораторы с параметрами. Сохранение свойств декорируемых функций

#47. Импорт стандартных модулей. Команды import и from

#48. Импорт собственных модулей

#49. Установка сторонних модулей (pip install). Пакетная установка

#50. Пакеты (package) в Python. Вложенные пакеты

#51. Функция open. Чтение данных из файла

#52. Исключение FileNotFoundError и менеджер контекста (with) для файлов

#53. Запись данных в файл в текстовом и бинарном режимах

#54. Выражения генераторы

#55. Функция-генератор. Оператор yield

#56. Функция map. Примеры ее использования

#57. Функция filter для отбора значений итерируемых объектов

#58. Функция zip. Примеры использования

#59. Сортировка с помощью метода sort и функции sorted

#60. Аргумент key для сортировки коллекций по ключу

#61. Функции isinstance и type для проверки типов данных

#62. Функции all и any. Примеры их использования

#63. Расширенное представление чисел. Системы счисления

#64. Битовые операции И, ИЛИ, НЕ, XOR. Сдвиговые операторы

#65. Модуль random стандартной библиотеки

#66. Аннотация базовыми типами

#67. Аннотации типов коллекций

#68. Аннотации типов на уровне классов

#69. Конструкция match/case. Первое знакомство

#70. Конструкция match/case с кортежами и списками

#71. Конструкция match/case со словарями и множествами

#72. Конструкция match/case. Примеры и особенности использования