变量

这世界唯一不改变是不停的改变。

在计算机中，我们使用变量 来描述在不停变化中的世界，比如房间的温度、湿度，同学的身高、年龄，国家的人口和GDP，然后才能在程序里被再次提起、修改，或交给下一步处理。

每一个变量在某个特定时刻，都会有一个特定的值，可能是数字，也可能是字符。值属于何种 数据类型，决定了哪些运算是合法的，比如数字可以加减，但字符就不行。

本节课你将学会：如何给变量起名字、赋值意味着什么、四种基本类型。

运行环境仍是本平台的 在线 IDE。

观察世界时，我们会发现周围的一切都会改变。

温度计「此刻的读数」随着时间上下变化，座位上同学也会随着毕业发生变化，我们在生活里已经在用「变量」来理解世界了。

在代数中，变量更为常见。方程 $s = vt$ 里，$s$、$v$、$t$ 不是某一个固定的数，而是占位：路程、速度、时间各自可以取不同的值，关系却保持不变。解方程时写「设未知数为 $x$」，也是先给「待求的那一项」一个名字，再谈它等于多少。代数之所以有力，正在于它允许我们谈论可变的量！

在 Python 里，我们可以很容易的声明一个变量。

如下代码所示，在一个空白的行，直接输入你意向中的变量名字，并且通过=给它一个初始值，你就得到了一个变量。

# 声明一个名为x的变量，并把初始值设为1
x = 1
# 将变量x当前的值输出显示
print(x)

然后，我们可以使用类似的方式，对变量的值进行修改：

x = 3
print(x)
x = 8
print(x)

是的！在Python里，如果需要修改变量的值，你需要通过代码自行进行修改，如果没有代码要求修改变量的值，它自己是不会变的。

你并不能随意的给变量起名字，如果你使用了某一些名字，会导致程序不能正常工作，比如：

# 将变量命名为print
print = 1
# 导致原本print的输出能力失效
print('hello, world!')

事实上，我们通常会在命名时遵守一定的规范，比如在Python领域影响最大的规范为 PEP 8。

根据PEP 8中的规定，我们应该尽量使用有实际含义的单词或缩写来命名，如果有多个单词，可以使用下划线进行区隔。

# 不推荐：看不出在记什么
a = 21.5
d1 = 3
n = '林安'

# 推荐：有意义的名字（下划线法）
temperature_c = 21.5
trial_id = 3
student_name = '林安'
is_valid = True

在科研领域，为了正确的处理数据，通常也会把单位或范围写进名字，减少误会：

height_cm = 168
speed_m_per_s = 3.0
sample_count = 12

Python在语法层面上支持使用中文来命名变量，可以使得代码的阅读体验对我们更为友好。但并不是所有的设备和系统都支持中文，如果使用中文可能会导致代码的可用性变差，并不推荐使用。

在给变量进行赋值时，我们使用了=，貌似没有问题，但它并没有看起来这么简单，我们需要展开来聊一下。

名字 = 表达式 的意思是：先算出右边的值（也许不需要计算），再让左边的变量的值修改为新的值。也就是说，=的两边只有在这一刻是相等的，之后可就不一定了。

举例来说：

# 变量x的值为3
x = 3
# 变量y的值设定为x的当前值，也就是3
y = x
# 将变量x的值改为4
x = 4
# 输出x，值为4
print(x)
# 输出y，值为3，与x不相同
print(y)

这样的机制，会让代码出现一些在数学课上看起来会奇怪的式子，比如 a = a + 1 ，在程序里非常常见：

# 变量x的值设定为3
a = 3
# 先计算=右边的值3+1=4，再把4这个计算结果给到变量a，更新a的值为4
a = a + 1
# 输出a
print(a)

也因为这样，用于根据变量原值来更新的语句经常使用，Python中还有一类复合了「计算与赋值」的特殊符号——赋值运算符，比如+=：

# 变量x的值设定为3
a = 3
# 意思为将变量a的当前值加一，相当于a=a+1
a += 1
# 输出a
print(a)

类似这样的运算符还有很多，我们会在下节课了解更多的基本运算后再探索。

你可以对数字做加法，但不能对一段文字做加法。每个变量所拥有的值，也决定了它的数据类型，从而影响到后续的计算。

在Python中最常见的四种数据类型，分别对应四种对世界的描述方式：

请注意：True 与 False 的首字母必须大写。

使用 type() 查看一个值属于哪种类型：

# 查询3、'3'、1.5、True的数据类型，并将结果输出显示
print(type(3))
print(type('3'))
print(type(1.5))
print(type(True))

上一课已经见过：print(2 + 3) 与 print('2 + 3') 结果不同。引号把内容声明为字符串。

count = 3
label = '3'
print(type(count))
print(type(label))
print(count + 1)
print(label + '1')

count 是整数；label 是字符串。count + 1 将被计算为4，但label + '1' 将得到 '31'，因为在字符串类型里，+表示两段文字的拼接，不是进行加法运算。

这是程序非常容易出Bug的地方，错误的使用类型，程序不一定立刻报错，而可能安静地给出不符合预期的答案。

在 在线 IDE 里用下面这组数据记下一次钟摆观测：名称 '单摆A'（字符串）、次数 12（整数）、周期 2.0（浮点数）、是否可用 True（布尔值）。先打印这四个值和它们的 type，再把次数加上 1 后重新打印。次数应变为 13，类型仍是整数。

• 变量用于表示一个可变的量，可以理解为一种装了数值的容器。
• 变量的赋值先算右边，再让左边指向结果；再次赋值是覆盖，不是数学上的恒等。
• 四种基本类型对应四种提问：个数（int）、连续量（float）、文本（str）、真假（bool）。
• 不同的数据类型会影响运算规则。'3' + '1' 得到 '31'，不是 4。