好程序员Python教程系列分享之Python语言元素之变量，经常被外行问到两个问题，其一是“什么是（计算机）程序”，其二是“写（计算机）程序能做什么”，这里我们先来回答这两个问题。程序是指令的集合，写程序就是用指令控制计算机做我们想让它做的事情。那么，为什么要用Python语言来写程序呢？因为Python语言简单优雅，相比C、C++、Java这样的语言，Python对初学者更加友好，当然这并不是说Python不像其他语言那样强大，Python几乎是无所不能的，还能用来粘合其他语言开发的系统，所以也被戏称为“胶水语言”。

　　一些计算机常识
计算机的硬件系统通常由五大部件构成，包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。其中，运算器和控制器放在一起就是我们通常所说的中央处理器，它的功能是执行各种运算和控制指令。刚才说过了，程序是指令的集合，写程序就是将一系列的指令按照某种方式组织到一起，然后通过这些指令去控制计算机做我们想让它做的事情。今天我们大多数人使用的计算机都是“冯·诺依曼体系结构”的计算机，这种计算机有两个关键点：一是要将存储设备与中央处理器分开；二是将数据以二进制方式编码。

　　二进制是一种“逢二进一”的计数法，跟我们人类使用的“逢十进一”的计数法没有实质性的区别，人类因为有十根手指所以使用了十进制，因为在数数时十根手指用完之后就只能进位了。当然凡事都有例外，玛雅人可能是因为长年光着脚的原因把脚趾头也算上了，于是他们使用了二十进制的计数法，在这种计数法的指导下，玛雅人的历法就与我们平常使用的历法不一样。按照玛雅人的历法，2012年是上一个所谓的“太阳纪”的最后一年，而2013年则是新的“太阳纪”的开始，后来这件事情被以讹传讹的方式误传为”2012年是玛雅人预言的世界末日“的荒诞说法。今天很多人都在猜测，玛雅文明之所以发展缓慢跟使用了二十进制是有关系的。对于计算机来说，二进制在物理器件上来说是最容易实现的（高电压表示1，低电压表示0）。不是说写程序的人必须都需要知道十进制与二进制如何相互转换，大多数时候我们也用不上这些知识，但是我们必须要知道的是我们的计算机使用二进制，不管什么数据到了计算机内存中都是以二进制形式存在的。

　　变量和类型
在程序设计中，变量是一种存储数据的载体。简单的说，变量是保存数据的一块内存空间，变量的值可以被读取和修改，这是所有计算和控制的基础。计算机能处理的数据有很多种类型，除了数值之外还可以处理文本、图形、音频、视频等各种各样的数据。虽然最终数据都是以二进制的形态存在的，但是我们可以用不同类型的变量来表示数据类型的差异。Python中的数据类型很多，而且也允许我们自定义新的数据类型（这一点在后面会讲到），我们先介绍几种常用的数据类型。

• 　　整型（int）：Python中可以处理任意大小的整数，而且支持二进制（如0b100，换算成十进制是4）、八进制（如0o100，换算成十进制是64）、十进制（100）和十六进制（0x100，换算成十进制是256）的表示法。
• 　　浮点型（float）：浮点数也就是小数，之所以称为浮点数，是因为按照科学记数法表示时，一个浮点数的小数点位置是可变的，浮点数除了数学写法（如123.456）之外还支持科学计数法（如1.23456e2）。
• 　　字符串型（str）：字符串是以单引号或双引号括起来的任意文本，比如'hello'和`"hello"。
• 　　布尔型（bool）：布尔值只有True、False两种值，要么是True，要么是False。
• 　　变量名由字母（广义的Unicode字符，不包括特殊字符）、数字和下划线构成，数字不能开头。
• 　　大小写敏感（大写的a和小写的A是两个不同的变量）。
• 　　不要跟关键字（有特殊含义的单词，后面会讲到）和系统保留字（如函数、模块等的名字）冲突。

　　变量命名
对于每个变量我们需要给它取一个名字，就如同我们每个人都有属于自己的响亮的名字一样。在Python中，变量命名需要遵循以下这些规则和注意事项。

　　当然，作为一个专业的程序员，给变量命名时做到见名知意也是非常重要的。

　　变量的使用
下面通过几个例子来说明变量的类型和变量使用。

　　"""

　　使用变量保存数据并进行加减乘除运算

　　Version: 0.1

　　Author: 骆昊

　　"""

　　a = 321

　　b = 12

　　print(a + b)    # 333

　　print(a - b)    # 309

　　print(a * b)    # 3852

　　print(a / b)    # 26.75

　　在Python中可以使用type函数对变量的类型进行检查。程序设计中函数的概念跟数学上函数的概念是一致的，数学上的函数相信大家并不陌生，它包括了函数名、自变量和因变量。如果暂时不理解这个概念也不要紧，我们会在后续的内容中专门讲解函数的定义和使用。

　　"""

　　使用type()检查变量的类型

　　Version: 0.1

　　Author: 骆昊

　　"""

　　a = 100

　　b = 12.345

　　c = 'hello, world'

　　d = True

　　print(type(a))  # <class 'int'>

　　print(type(b))  # <class 'float'>

　　print(type(c))  # <class 'str'>

　　print(type(d))  # <class 'bool'>

　　可以使用Python中内置的函数对变量类型进行转换。

• 　　int()：将一个数值或字符串转换成整数，可以指定进制。
• 　　float()：将一个字符串转换成浮点数。
• 　　str()：将指定的对象转换成字符串形式，可以指定编码。
• 　　chr()：将整数转换成该编码对应的字符串（一个字符）。
• 　　ord()：将字符串（一个字符）转换成对应的编码（整数）。

　　下面的例子为大家演示了Python中的类型转换。

　　"""

　　Python中的类型转换

　　Version: 0.1

　　Author: 骆昊

　　"""

　　a = 100

　　b = 12.345

　　c = 'hello, world'

　　d = True

　　# 整数转成浮点数

　　print(float(a)) # 100.0

　　# 浮点型转成字符串 (输出字符串时不会看到引号哟)

　　print(str(b))   # 12.345

　　# 字符串转成布尔型 (有内容的字符串都会变成True)

　　print(bool(c))  # True

　　# 布尔型转成整数 (True会转成1，False会转成0)

　　print(int(d))   # 1

　　# 将整数变成对应的字符(97刚好对应字符表中的字母a)

　　print(chr(97))  # a

　　# 将字符转成整数(Python中字符和字符串表示法相同)

　　print(ord('a')) # 97

　　总结
在Python程序中，我们可以使用变量来保存数据，变量有不同的类型，变量可以做运算（下一课会有详细的讲解），变量还可以进行类型转换。