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變數 variable

「變數」是什麼?簡單來說,就是一個「內容會改變」的數,舉凡文字、數字、布林值 ( 邏輯 )、陣列...等內容格式,都可以是變數所包含的內容,變數常見於數學公式,例如 xyz 座標、width 寬度或 height 高度,都是一種數字型態的變數。

快速導覽:認識 Python 的變數設定多個變數設定多個變數的陷阱重新設定變數交換變數內容變數後方的逗號選擇好的變數名稱

本篇使用的 Python 版本為 3.7.12,所有範例可使用 Google Colab 實作,不用安裝任何軟體 ( 參考:使用 Google Colab )

認識 Python 的變數

Python 裡的變數,表示的是「某個物件」的「名稱」,當給予某個變數內容時,其實是將內容放入一個物件「容器」中儲存,然後「給予這個物件一個變數名稱」

舉例來說,下面的程式碼,執行後會印出數字 1。

a = 1
print(a) # 得到結果 1

程式執行順序為:

  • 第一步:將數字 1 放入一個物件容器。
  • 第二步:指定這個物件的名稱為 a ( 變數 a = 1 )。
  • 第三步:印出變數 a 的物件內容。

Python 教學 - 變數

設定多個變數

因為 Python 變數的特性,同樣一個物件可以賦予多個變數名稱 ( 就像一個盒子上面,貼了各種不同標籤 ),下面的程式碼,執行後,變數 a、b、c 都會是 1。

a = 1
b = c = a
print(a) # 得到結果 1
print(b) # 得到結果 1
print(c) # 得到結果 1

程式執行順序為:

  • 第一步:將數字 1 放入一個物件容器。
  • 第二步:指定這個物件的名稱為 a ( 變數 a = 1 )。
  • 第三步:讓這個物件名稱也有 b 和 c。
  • 第四步:印出變數 a、b、c 的內容。

Python 教學 - 變數

如果要一次設定多個變數的名稱和內容,可以使用逗號分隔名稱和內容 ( 注意變數的數量要和賦值的數量相同 ),下面的程式,只用了一行就設定了 a、b、c 三變數。

a, b, c = 1, 2, 3
print(a)   # 1
print(b)   # 2
print(c)   # 3

設定多個變數的陷阱

如果變數的內容是串列、字典或集合,在處理「多個變數同時賦值」時容易會遇到陷阱,因為變數只是「標籤」,當多個變數同時指向一個串列、字典或集合時,只要變數內容被修改 ( 並非使用等號賦值 ),不論這個變數是全域還是區域變數,另外一個變數內容也會跟著更動

下方例子的變數 a 使用 append 的方式「修改」串列內容,就會造成 a 和 b 的內容同時被修改,但如果 c 是使用等號再次「宣告賦值」,c 和 d 就會指向不同的內容。

a = []
b = a
a.append(1)
print(a)    # [1]
print(b)    # [1]   # 被影響

c = []
d = c
c = [1]
print(c)    # [1]
print(d)    # []    # 不受影響

同樣的原理也可以應用在會被「全域變數和區域變數」影響的函式,下方的例子執行後,f1 函式的 a 不受作用域的影響,使用 append 發生「改變」後,不論 a 在何處都會被影響,連帶 b 也被影響,但 c 因為是使用等號「宣告賦值」,就會轉變成「區域變數」,因此在 f1 函式作用域之外的 c 就不會被影響,d 也不會被影響

a = []
b = a
c = []
d = c

def f1():
    a.append(1)
    c = [1]
    print(a)  # [1]
    print(b)  # [1]   # 被影響
    print(c)  # [1]
    print(d)  # []    # 不受影響

def f2():
    print(a)  # [1]   # 被影響
    print(b)  # [1]   # 被影響
    print(c)  # []    # 不受影響
    print(d)  # []    # 不受影響

f1()
f2()

重新設定變數

在同一層的程式裡,變數名稱都是不會重複的,如果重複使用了變數名稱,則會將名稱指派給另外一個物件 ( 就像從某個盒子上撕下標籤,貼到另外一個盒子上 ),下面的程式碼,執行後會印出數字 2 和 1。

a = 1
b = a
a = 2
print(a) # 得到結果 2
print(b) # 得到結果 1

執行順序為:

  • 第一步:將數字 1 放入一個物件容器。
  • 第二步:指定這個物件的名稱為 a ( 變數 a = 1 )。
  • 第三步:讓指定名稱為 a 的物件也有另外一個名稱 b ( 變數 b = 變數 a )。
  • 第四步:將數字 2 放入一個物件容器,指定這個物件的名稱為 a ( 將標籤 a 從數字 1 的盒子上撕下來,貼到數字 2 的盒子上 )。
  • 第五步:印出變數 a 和名稱 b 的物件內容。

Python 教學 - 變數

交換變數名稱

在其他程式語言裡,如果想要交換兩個變數的值,通常會用另外一個變數暫存要交換的數值,在 Python 裡可以一次進行多個變數的交換名稱,下方的例子會將 a、b、c 的數值換成 b、c、a。

a = 1
b = 2
c = 3
print(a, b, c)     # 1, 2, 3
a, b, c = b, c, a  # 交換內容
print(a, b, c)     # 2, 3, 1

同理,如果在變數賦值時,有變數的內容有做運算,同樣會按照交換變數名稱的方法,以當下的變數內容為主,下方的例子雖然按起來很類似,但因為 a 和 b 使用交換變數名稱的方式,因此 a+b 運算時 a 等於 1,而 c 和 d 是按照順序賦值,所以 c+d 時 c 的內容已經改變了。

a = 1
b = 2
a, b = b, a+b
print(a, b)    # 2, 3

c = 1
d = 2
c = d
d = c + d
print(c, d)    # 2, 4

變數後方的逗號

有時候在瀏覽一些程式時,會遇到宣告變數的後方多了一個「逗號」,在變數後方加上逗號,表示「tuple 的型別轉換」,當 tuple 中「只有一個元素」的時候,變數後方加上逗號,就能將元組型別轉換成文字或數字

a = (1,)
b = ('b',)
c1 = a
c2, = a    # 宣告時加上逗號
d1 = b
d2, = b    # 宣告時加上逗號
print(c1)  # (1,)    # 還是 tuple
print(c2)  # 1       # 變成數字
print(d1)  # ('b',)  # 還是 tuple
print(d2)  # b       # 變成文字

好的變數名稱

幫變數命名的時候,需要把握一個重點:「看到變數的名稱,就知道是儲存什麼資料」,因此變數名稱如果取得不好,程式就會難以理解,Python 官方網站提供了以下幾個變數名稱的建議:

  • 建議使用小寫英文字母,例如 score。如果需要組合多個英文單字,可以在單字之間加上底線,例如:english_score。
  • 如果變數的內容不要被修改( 其他程式語言稱為「常數」,也就是內容不會改變的數 ),變數名稱建議全部用大寫英文字母,例如 MAX_NUMBER。
  • 如果變數名稱包含專有名詞,例如 HTTP、APP,就使用原來的大小寫格式,例如 HTTP_port、APP_port。

意見回饋

如果有任何建議或問題,可傳送「意見表單」給我,謝謝~

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基本介紹

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資料型別

變數 variable 變數 ( 全域、區域 ) 數字 number 文字與字串 string 文字與字串 ( 常用方法 ) 文字與字串 ( 格式化 ) 串列 list 串列 ( 常用方法 ) 元組/數組 tuple 字典 dictionary 集合 set

語法觀念

縮排和註解 運算子 operator 邏輯判斷 ( if、elif、else ) 邏輯判斷 ( and 和 or ) 重複迴圈 ( for、while ) 例外處理 ( try、except ) 生成式 comprehension 物件類別 class 物件繼承 inheritance 匯入模組 import

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內建函式/方法

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標準函式庫/模組

隨機數 random 數學 math 數學統計函式 statistics 時間與日期 datetime 時間處理 time 日曆 calendar 使用正規表達式 re 檔案操作 os 查找匹配檔案 glob 高階檔案操作 shutil 高效迭代器 itertools 容器資料型態 collections CSV 檔案操作 JSON 檔案操作 concurrent.futures

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數學範例

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