变量、类型与运算

先理解一个动作：name = value 把名字绑定到对象。对象有类型、值和身份；变量名本身没有固定类型。把这一点想清楚，再看可变性、函数传参和内存回收，会容易很多。

# 可独立运行
first = [1, 2]
second = first
second.append(3)
assert first == [1, 2, 3]
second = [9]
assert first == [1, 2, 3]
assert second == [9]

重新绑定 second 不会改写 first。这个例子只涉及名字和对象，还没有发生对象复制。Python 对象的身份、类型与值可参阅数据模型。

名字与对象的关系

Python 的变量是名字（标签），绑定到对象上；赋值是让名字指向另一个对象，不是把值拷进一个盒子。a = [1]; b = a 后 a 和 b 指向同一个列表。

常用数据类型

类别	类型	可变？	说明
数值	int	不可变	任意精度，不会溢出（Java 的 int 是 32 位）
	float	不可变	双精度浮点（IEEE 754），等同 Java 的 double
	complex	不可变	复数 1+2j，基本不用
	bool	不可变	True / False，是 int 的子类（True + 1 == 2）
文本	str	不可变	Unicode 字符串
二进制	bytes	不可变	字节序列
	bytearray	可变	可变字节序列
空值	NoneType	—	只有一个值 None（单例）
容器	list、dict、set	可变
	tuple、frozenset	不可变

强类型与动态类型

强类型 + 动态类型。

• 动态：变量没有类型，值才有类型，运行时才确定（Java 是静态类型）；
• 强类型：不会隐式乱转换，"1" + 1 直接报错（JavaScript 是弱类型，"1" + 1 == "11"）。

可变性与可哈希性

• 不可变对象「修改」时是创建新对象，id 会变：s = "a"; s += "b" 后 s 是一个新字符串。
• 可变对象原地修改，id 不变：lst.append(1)。
• 重要性：
  1. 只有可哈希的对象能做 dict 的键、放进 set；tuple 还要求每个元素可哈希，不能把「不可变」直接当作充分条件；
  2. 函数参数传可变对象，函数里原地修改外面能看到；
  3. 默认参数用可变对象是经典坑。

整数与任意精度

Python 的 int 底层是变长的「数字数组」，数字大了就多用几个单元存，只受内存限制。代价是比固定长度的整数慢。所以 Python 里 2 ** 1000 能直接算出来。

浮点数与十进制金额

浮点数用二进制存储，0.1 在二进制里是无限循环小数，只能近似存储，0.1 + 0.2 实际是 0.30000000000000004。

• 比较用 math.isclose(a, b)；
• 金额计算用 decimal.Decimal（用字符串构造：Decimal("0.1")，用 float 构造会把误差带进去）；数据库里用 numeric。
• 这个问题所有语言都有（Java 的 double 一样），金额 Java 用 BigDecimal。

除法、整除与取余

/ 永远返回 float（4 / 2 == 2.0）；// 是向下取整除（-7 // 2 == -4，注意是向下不是向零）；% 取余，结果符号跟除数一致（-7 % 2 == 1）。Java 的 / 对整数是向零截断，-7 / 2 == -3。

文本与字节

• str 是 Unicode 字符序列（人看的文本），bytes 是原始字节（网络传输、文件存储用的）。
• "中文".encode("utf-8") → b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'；b.decode("utf-8") → "中文"。
• 常见基本汉字在 UTF-8 中通常占 3 个字节；有些扩展汉字需要 4 个字节：len("中") == 1，len("中".encode()) == 3。
• 网络、文件、Redis 拿到的默认是 bytes（redis-py 设 decode_responses=True 自动解码）。

字符串的不可变性

不可变的好处：可以哈希（做 dict 键）、线程安全、可以缓存和复用（字符串驻留）。 拼接大量字符串：用 "".join(list)，不要在循环里 s += x（每次都创建新字符串，O(n²)；CPython 对某些情况有优化，但不能依赖）。Java 里对应用 StringBuilder。

字符串操作

split、join、strip（去两端空白）、replace、startswith / endswith、find（找不到返回 -1）/ index（找不到抛异常）、upper / lower、isdigit、format / f-string、切片 s[::-1]（反转）。

真值判断

None、False、0、0.0、""、[]、{}、set()、()，以及定义了 __bool__ 返回 False 或 __len__ 返回 0 的对象。其余都是 True。 所以 if not lst: 判断空列表；但判断「是不是 None」要写 if x is None（因为 0 和空字符串也是 False）。

身份与值的比较

is 比较身份（是不是同一个对象，id() 相同）；== 比较值（调用 __eq__）。判断缺失值通常用 x is None；布尔条件直接使用真值，不要用 is True 替代一般的真值判断。

缓存与驻留的边界

-5 ~ 256 的整数预先创建好、全局复用；短的、像标识符的字符串会被驻留。所以 a = 256; b = 256; a is b 是 True，257 就不一定。结论：比较值永远用 ==。

类型转换

int("12")、float("1.5")、str(12)、list("abc") → ['a','b','c']、tuple([1,2])、set([1,1,2]) → {1,2}、dict([("a",1)])、bool(x)。int("1.5") 会报错，要先 float 再 int。

小练习

尝试解释：两个相等列表为什么不一定 is 相同；为什么 if value is None 不会把合法的 0 当作缺参。然后进入 容器与数据操作。

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