Python基础02 字面量、变量、数据类型、输入输出与运算符

摘要：本文系统讲解 Python 编程入门的基础知识，涵盖字面量与变量、常见数据类型、输入输出以及运算符四大核心模块。内容从字面量的书写格式、变量的定义与使用、标识符的命名规则与规范，到整数、浮点数、字符串、布尔等基础数据类型，再到 input() 输入、print() 输出与类型转换，最后详细介绍了算术、赋值、比较和逻辑四类运算符的用法，并配有大量可运行的代码示例与实战案例，帮助初学者快速建立 Python 编程的基本认知。

目录

一、字面量与变量

1.1 字面量

1.2 变量

1.3 标识符

1.4 变量交换案例

二、常见数据类型

2.1 基础数据类型

2.2 查看数据类型

2.3 字符串

2.4 字符串拼接

2.5 字符串格式化

2.5.1 使用 % 占位符

2.5.2 使用 f-string（推荐）

三、输入与输出

3.1 输入 —— input()

3.2 输出 —— print()

3.3 类型转换

四、运算符

4.1 算术运算符

4.2 赋值运算符

4.3 比较运算符

4.4 逻辑运算符

一、字面量与变量

1.1 字面量

字面量（Literal）：在程序中直接书写出来的固定值（数据）。

常见字面量类型及书写格式：

代码示例：

print(100) # 整数（int）
print(3.14) # 浮点数（float）
print(True) # 布尔（bool），首字母必须大写
print("hello world") # 字符串（str）
print(None) # 空值（NoneType）
布尔类型的本质是整数：True 等价于 1，False 等价于 0
print(True + 1) # 2
print(True – 1) # 0

关于布尔值的书写：True、False 是 Python 的关键字，首字母必须大写。写成小写的 true、false 会被当作普通变量名处理，直接使用会报 NameError（变量未定义错误）。

小结：

1.2 变量

变量：程序中用来存储数据的容器。经常变化或需要重复使用的数据，通常存放在变量中。

定义格式：

变量名 = 变量值

格式说明：

• 变量名：给存储数据的空间起的名字
• =：赋值运算符，把等号右侧的值赋予左侧的变量
• 变量值：变量中存储的具体数据

代码示例（动态类型）：

# Python 是动态类型语言：同一个变量可以先后绑定不同类型的数据
# （但项目开发中，推荐一个变量只存储一种类型的数据）
num = 1114.1
print(num) # 1114.1
num = num + 1 # 用变量的旧值参与运算，再把结果赋回变量
print(num) # 1115.1
num = 'ok' # 变量重新绑定到字符串
print(num) # ok
num = True # 变量重新绑定到布尔值
print(num) # True

为什么 print() 输出的是值，而不是内存地址？ Python 的变量本质是"名字 → 对象"的绑定关系，变量里保存的确实是对象的引用（可理解为地址）。但 print() 的设计目标就是给人看的，它会自动把对象当前的内容转换成可读文本输出，所以看到的是"值"而不是地址——这与 C、Java 等语言打印对象默认输出地址的习惯不同，是 Python 有意的设计。如果确实想查看对象的内存地址，可以使用内置函数 id(变量)。

一条语句定义多个变量：左右两侧用逗号分隔，按位置一一对应赋值：

a, b = 1, "Python" # a = 1，b = "Python"
numBase, incr = 20.7, 50

输出变量的常用方式（以"字符串 + 数字"混合输出为例）：

numBase = 20.7
incr = 50
方式一：print 多参数输出，逗号分隔，各部分之间自动加一个空格
print("未来第一个月的播放量:", numBase + incr)
方式二：f-string 格式化（推荐），变量直接嵌入字符串
print(f"未来第一个月的播放量: {numBase + incr}")
方式三：字符串拼接，非字符串必须先用 str() 转换
print("未来第一个月的播放量: " + str(numBase + incr))

案例：B站课程播放量

需求：课程基础播放量为 20.7 万，每月新增播放量 50 万，输出未来两个月每个月的播放总量。

base = 20.7 # 基础播放量（万）
add = 50 # 每月新增播放量（万）
month1 = base + add # 第一个月：基础 + 新增
month2 = month1 + add # 第二个月：第一个月 + 新增
print(f"第一个月播放总量：{month1}万") # 第一个月播放总量：70.7万
print(f"第二个月播放总量：{month2}万") # 第二个月播放总量：120.7万

小结：

1.3 标识符

标识符：程序员在代码中为变量、函数、类等元素所起的名字。

命名规则（强制规定，违反会报错）：

合法与不合法标识符示例：

命名规范（建议，不遵守不会报错）：

PEP 8：PEP（Python Enhancement Proposal，Python 增强提案）是 Python 社区的核心技术文档与标准化机制；PEP 8 是其中针对代码风格的指南（https://peps.python.org/pep-0008）。

命名规范示例：

小结：

1.4 变量交换案例

案例1：两个变量 a = 10、b = 20，交换它们的值并输出。

a = 10
b = 20
方法一：借助临时变量（通用写法，任何语言都适用）
temp = a # 先把 a 的值 10 保存到 temp
a = b # 把 b 的值 20 赋给 a
b = temp # 把 temp 中保存的 10 赋给 b
方法二：Python 特有的多元赋值（推荐）
a, b = b, a # 等号右边先整体求值，再按位置依次赋给左边
print(f"a = {a}, b = {b}") # a = 20, b = 10

错误写法：

a = b # a 变为 20，原来的 10 丢失
b = a # b 仍为 20，交换失败

案例2：三个变量 a = 100、b = 200、c = 300，将 a, b, c 的值分别赋给 c, a, b，并输出。

a, b, c = 100, 200, 300
a, b, c = c, a, b # 等号右边先求出 (300, 100, 200)，再依次赋值
print(f"a = {a}, b = {b}, c = {c}") # a = 300, b = 100, c = 200

二、常见数据类型

2.1 基础数据类型

2.2 查看数据类型

方法一：type() —— 直接返回数据的类型。

type(要查看类型的数据)

print(type("Hello")) # <class 'str'>
print(type(10)) # <class 'int'>
print(type(3.14)) # <class 'float'>
print(type(True)) # <class 'bool'>
print(type(None)) # <class 'NoneType'>
num = 5.0
print(num) # 5.0（虽然数值上是整数，但带小数点）
print(type(num)) # <class 'float'>
布尔值参与算术运算时按整数处理：True 是 1，False 是 0
print(type(True + 1)) # <class 'int'>

方法二：isinstance() —— 判断数据是否属于指定类型，返回布尔值（True / False）。

isinstance(数据, 类型)

num = 5.0
print(isinstance(num, int)) # False
print(isinstance(num, float)) # True
num2 = -100
print(isinstance(num2, int)) # True
print(isinstance(num2, float)) # False
print(isinstance(num2, bool)) # False

isinstance() 的用途：当需要"根据数据的类型决定下一步做什么"时使用，典型场景是校验数据的类型是否合法（例如校验函数参数、处理外部传入的数据）：

print(isinstance(100, int)) # True
print(isinstance("abc", str)) # True
print(isinstance(3.14, (int, float))) # True：第二个参数也可以是类型元组，匹配其中任意一个即成立

type() 与 isinstance() 的区别：type() 返回数据的准确类型；isinstance() 返回"是/否"的判断结果，并且支持判断"是否属于某个类型（或其子类）"，实际开发中更常用。

说明：变量本身没有类型，type(变量) 得到的是变量当前所存储数据的类型。

2.3 字符串

字符：文本世界的基本单位，一个字母、一个数字、一个标点符号、一个汉字都是一个字符。字符串：由若干字符组成的序列，用引号包裹。

三种定义方式：

# 1. 双引号定义
s1 = "Hello"
2. 单引号定义：字符串本身含有单引号时，可用 \\ 转义；
更简洁的做法是外层直接用双引号（内外引号要一一配对，不能交叉）
s2 = 'It's very interesting'
s2 = "It's very interesting" # 推荐写法
3. 三引号定义：支持多行文本（前两种方式做不到）
s3 = """
尊敬的客户：
感谢您选择我们公司的产品。
我们将为您竭诚服务。
祝好～
"""

常见转义字符：

转义字符示例：

print('It\\'s OK') # It's OK（转义单引号）
print("say \\"hi\\"") # say "hi"（转义双引号）
print("第一行\\n第二行") # 分两行输出
print("姓名:\\tTom") # 冒号后隔一个 Tab 再输出 Tom

小结：

2.4 字符串拼接

很多时候需要把多个字符串拼接起来，可以直接使用 +。

# 写法一：相邻的字符串字面量会自动拼接（仅适用于字面量，中间不能放变量）
slogan = "人生苦短 " "," "喵而咪之"
print(slogan) # 人生苦短 ,喵而咪之
写法二：使用 + 号拼接（字面量、变量都可以）
slogan = "人生苦短 " + "," + "喵而咪之"
print(slogan)
s1 = "人生苦短"
s2 = "我用Python"
print("吉多·范罗苏姆：" + s1 + "，" + s2)

注意：+ 只能拼接字符串与字符串，无法直接拼接非字符串类型，非字符串必须先用 str() 转换成字符串。

案例：输出个人信息

需求：输出"大家好，我是lily，今年18岁，学习的专业是计算机科学，爱好Python、Java"。

name = "lily"
age = 18 # age 是 int 类型
pro = "计算机科学"
hobby = "Python、Java"
+ 号只认字符串，age 是整数，所以必须先 str(age) 转成字符串再拼接
message = "大家好，我是" + name + "，今年" + str(age) + "岁，学习的专业是" + pro + "，爱好" + hobby
print(message)

+ 拼接的局限：写法冗长、非字符串必须手动转换，于是有了下面的字符串格式化方案。

2.5 字符串格式化

2.5.1 使用 % 占位符

记忆方法：把 %s 读作"这里留一个空位"。% 表示占位，s 表示把填入的数据先转成字符串（s = string）再放到这个位置。

好处：因为会自动转成字符串，所以任何类型的数据都能填入 %s，不需要手动 str() 转换。

# 一个占位符：字符串后写 % 变量
s1 = "lily"
print("大家好，我是%s，欢迎大家进入Python课程的学习" % s1)
多个占位符：数据用括号包起来，按顺序一一对应
s1 = "人生苦短"
s2 = "我用Python"
print("吉多·范罗苏姆：%s，%s" % (s1, s2))
%s 可以接收任意类型，数字也会自动转成字符串
print("我今年%s岁" % 18)

2.5.2 使用 f-string（推荐）

在字符串前加 f，用 {} 直接嵌入变量或表达式，语法最简洁、可读性最好。

name = "涛哥"
age = 18
print(f"大家好，我是{name}，今年{age}岁") # {} 中也可以写表达式，如 {age + 1}
s1 = "人生苦短"
s2 = "我用Python"
print(f"吉多·范罗苏姆：{s1}，{s2}")

小结：

三、输入与输出

3.1 输入 —— input()

input() 用于接收键盘输入，程序会暂停等待用户输入，输入的内容以返回值的形式交给变量：

s = input(提示信息)

name = input("请输入您的姓名：")
print(f"欢迎您，{name}")
age = input("请输入您的年龄：")
print(f"您今年{age}岁")

注意：无论用户输入什么，input() 返回的一律是字符串类型。如果需要参与数学运算，必须先做类型转换（int() / float()）。

3.2 输出 —— print()

print() 用于把数据输出到控制台，一次可以输出多个数据，用逗号分隔：

print(数据, …)

print("Hello World")
print(10)
print(3.14)
print("结果是:", 10 + 5) # 多个数据用逗号分隔，输出时自动以空格隔开

3.3 类型转换

案例1：银行卡 ATM 取款

需求：银行卡余额 10000 元，根据输入的密码和取款金额执行取款，取款完毕后展示余额。

balance = 10000
password = input("请输入密码：")
amount = int(input("请输入取款金额：")) # input 返回字符串，必须转成数字才能参与减法
balance -= amount # 等效于 balance = balance – amount
print(f"取款成功，当前余额：{balance}元")

关键点：input() 得到的是字符串，字符串不能和整数做减法，所以要用 int() 转换后再计算。

案例2：计算两个数之和

需求：根据用户输入的两个数字，计算它们的和并输出。

num1 = float(input("请输入第一个数字："))
num2 = float(input("请输入第二个数字："))
print(f"两数之和为：{num1 + num2}")

常见错误：先拼接、后转换是错的。

num1 = input("请输入第一个数字：") # 输入 1，得到字符串 "1"
num2 = input("请输入第二个数字：") # 输入 2，得到字符串 "2"
int(num1 + num2) # 错：字符串的 + 是拼接，"1" + "2" 得到 "12"，再转成 12，不是 3
int(num1) + int(num2) # 对：先把每个字符串各自转成数字，再做加法

小结：

四、运算符

4.1 算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算。

代码示例：

print(8 + 3) # 11
print(8 – 3) # 5
print(3 * 8) # 24
print(10 / 5) # 2.0 除法结果永远是浮点数
print(10 // 3) # 3 只保留整数部分
print(10 % 3) # 1 余数
print(10 ** 3) # 1000 幂运算
优先级：() 最高 > ** > * / // % > + –
print(0.1 + 10 / 4 ** 2) # 先算 4**2=16，再算 10/16=0.625，最后加 0.1 → 0.725

案例1：输入两个数 x 与 y，分别输出 x+y 和 x-y 的结果。

x = float(input("请输入x："))
y = float(input("请输入y："))
print(f"x + y = {x + y}")
print(f"x – y = {x – y}")

浮点数精度损失：计算机底层用二进制存储数据，而二进制无法精确表示所有小数（就像十进制无法用有限位数写出 1/3），所以浮点运算可能出现误差，例如 0.1 + 0.2 的结果是 0.30000000000000004。这是所有编程语言的通病，不是 Python 的 bug。一般场景可以用 round(x, 2) 四舍五入到指定小数位；对精度要求高的场景（如金额计算）使用 decimal 模块。

案例2：输入三个整数，计算平均数。

a = int(input("请输入第一个整数："))
b = int(input("请输入第二个整数："))
c = int(input("请输入第三个整数："))
avg = (a + b + c) / 3
print(f"平均数为：{avg}")

案例3：输入梯形的上底、下底、高，计算梯形面积。

upper = float(input("请输入上底："))
lower = float(input("请输入下底："))
height = float(input("请输入高："))
area = (upper + lower) * height / 2
print(f"梯形面积为：{area}")

案例4：输入圆的半径，计算圆的周长和面积（周长：2πr，面积：πr²）。

import math
r = float(input("请输入圆的半径："))
circumference = 2 * math.pi * r
area = math.pi * r ** 2
print(f"圆的周长为：{circumference}")
print(f"圆的面积为：{area}")

案例5：计算身体质量指数 BMI（BMI = 体重(kg) / 身高(m)²）。

weight = float(input("请输入体重（kg）："))
height = float(input("请输入身高（m）："))
bmi = weight / (height ** 2)
print(f"您的BMI指数为：{bmi}")

小结：

• 算术运算符：+、-、*、/、//、%、**。
• 注意事项：涉及浮点数的运算可能损失精度（计算机底层基于二进制存储和处理数据，二进制无法精确表示所有小数）。

4.2 赋值运算符

赋值运算符用于把右侧的值（或表达式的结果）保存到左侧的变量中。

代码示例：

num = 85
print(num) # 85
num += 10 # 等效 num = num + 10
print(num) # 95
num -= 10 # 等效 num = num – 10
print(num) # 85
num *= 10 # 等效 num = num * 10
print(num) # 850
num /= 10 # 等效 num = num / 10
print(num) # 85.0 结果变成了浮点数！
num //= 10 # 等效 num = num // 10
print(num) # 8.0
num %= 3 # 等效 num = num % 3
print(num) # 2.0
num **= 3 # 等效 num = num ** 3
print(num) # 8.0

为什么 /= 之后变量变成了浮点数？ Python 3 中 / 是真除法，无论操作数是不是整数，结果一律是 float（850 / 10 得到 85.0 而不是 85），复合赋值 /= 同理；而 +=、-=、*= 在两个整数之间运算时仍保持整数。这正是普通除法 / 与整除 // 的关键区别。

4.3 比较运算符

比较运算符（关系运算符）用于比较两个值的大小或相等关系，结果一定是布尔值：关系成立为 True，不成立为 False。

代码示例：

a, b = 10, 20
print(a == b) # False
print(a != b) # True
print(a > b) # False
print(a >= b) # False
print(a < b) # True
print(a <= b) # True
注意：== 是比较是否相等，= 是赋值，两者完全不同

典型应用场景：

# 判断一个数是否为偶数：能被 2 整除（余数为 0）
num = 8
print(num % 2 == 0) # True
电商支付：判断银行卡余额是否足够
balance, price = 99.9, 59.9
print(balance >= price) # True
电商购买：判断货物库存是否足够
stock, quantity = 3, 5
print(stock >= quantity) # False
点餐筛选：价格不超过 100 元
price = 88
print(price <= 100) # True

4.4 逻辑运算符

逻辑运算符用于连接多个布尔表达式（其值为"真"或"假"），并返回一个最终的布尔结果。

代码示例：

print(True and True) # True 两者都成立
print(True and False) # False
print(True or False) # True 有一个成立即可
print(False or False) # False
print(not True) # False 取反
print(not False) # True
age = 25
print(age >= 18 and age <= 60) # True：年龄在 18~60 之间

案例1：键盘输入一个整数，判断它是否在 10~20 之间（含边界）。

num = int(input("请输入一个整数："))
print(f"是否在10-20之间：{num >= 10 and num <= 20}")

案例2：键盘输入一个整数，判断它是否不在 10~20 之间。

num = int(input("请输入一个整数："))
print(f"是否不在10-20之间：{num < 10 or num > 20}")

not 什么时候用？ 当逻辑是"某个条件不成立时才……"，或需要对已有的布尔变量、判断结果整体取反时使用，可以避免写出啰嗦的否定条件：

is_vip = False
if not is_vip: # 不是会员时执行，比 is_vip == False 更规范
print("请开通会员")
"不在 10~20 之间"的另一种写法：先算出"在之间"，再整体取反
print(not (10 <= num <= 20))

典型应用场景：

小结：