Praca z zmiennymi

1.1. Co to są zmienne?

W Pythonie zmienne to nazwy przypisane obiektom, które są używane do przechowywania, zmieniania i uzyskiwania dostępu do danych w programie. Python jest językiem dynamicznie typowanym. Oznacza to, że typ zmiennej określa się w momencie przypisania jej wartości, i ten typ może się zmieniać w trakcie wykonania programu.

Podstawowe aspekty zmiennych w Python:

1. Deklaracja i przypisanie:

W Pythonie zmienne nie wymagają deklaracji do rezerwacji pamięci. Przypisanie wartości zmiennym automatycznie rezerwuje pamięć i określa ich typ. Na przykład, x = 10 tworzy zmienną o nazwie x i przypisuje jej wartość 10.

2. Nazewnictwo:

Nazwy zmiennych powinny być opisowe i przestrzegać zasad Python dla identyfikatorów, na przykład, nie mogą zaczynać się od cyfr ani zawierać specjalnych znaków, z wyjątkiem podkreślenia.

Przykłady:

3. Dynamiczne typowanie:

Jak już wspomnieliśmy, typ zmiennej w Pythonie jest określany w czasie wykonania programu, co czyni język elastycznym i wygodnym do tworzenia. Przykład zmiany typu w trakcie programu: kod x = 10 przypisuje x wartość liczbową, a następnie kod x = "hello" przypisuje x wartość tekstową.

Przykłady:

4. Naturalna odwołanie zmiennych:

W Pythonie zmienne są odniesieniami do obiektów. Oznacza to, że kiedy zmiennej przypisuje się wartość, w rzeczywistości tworzy się odniesienie do obiektu o tej wartości. Jeśli zmienne x i y wskazują ten sam obiekt, jakiekolwiek zmiany dokonane za pomocą x, odzwierciedlą się również na y, ponieważ obie zmienne odnoszą się do tego samego obiektu w pamięci.

5. Zakres widoczności:

Zakres widoczności zmiennej określa część programu, w której zmienna jest dostępna. Python wspiera lokalne, globalne i nie-lokalne (w kontekście zagnieżdżonych funkcji) zmienne. Tę i poprzednią kwestię omówimy szczegółowo, ale trochę później. Nie wszystko na raz.

6. Zarządzanie pamięcią:

Python automatycznie zarządza pamięcią zmiennych za pomocą garbage collectora, który śledzi i zwalnia nieużywaną pamięć.

7. Niezmienność obiektów:

Niektóre typy danych w Pythonie, takie jak łańcuchy znaków i krotki, są niezmienne. To znaczy, że ich zawartości nie można zmienić po utworzeniu. Wszelkie próby zmiany takich danych skutkują utworzeniem nowego obiektu.

8. Wielokrotne przypisanie:

W Pythonie można wykonać kilka operacji przypisania w jednej linii. Przykłady:

1.2. Typy danych

Python obsługuje kilka podstawowych typów danych, które są używane do przechowywania i manipulacji danymi w programach. Należą do nich int, str, float, i bool.

int (liczby całkowite)

Typ danych int jest używany do reprezentowania liczb całkowitych bez części ułamkowej. Może przechowywać wartości dodatnie i ujemne. Na przykład, x = 5 przypisuje zmiennej x liczbę całkowitą 5.

str (łańcuchy znaków)

Typ str jest używany do przechowywania informacji tekstowej, lub łańcuchów znaków. Łańcuchy w Pythonie są zawarte w pojedyncze lub podwójne cudzysłowy. Na przykład, name = "John" przypisuje zmiennej name łańcuch "John". Łańcuchy w Pythonie obsługują wiele operacji, takich jak konkatenacja i powielanie, oraz szereg metod do przetwarzania tekstu.

float (liczby zmiennoprzecinkowe)

Typ float w Pythonie jest używany do reprezentowania liczb z przecinkiem, czyli liczb, które zawierają część ułamkową. Te liczby zapisuje się z użyciem kropki dziesiętnej. Na przykład, pi = 3.14 przypisuje zmiennej pi wartość liczby π, zaokrągloną do dwóch miejsc po przecinku.

bool (wartości logiczne)

Typ danych bool przyjmuje jedną z dwóch wartości: True (Prawda) lub False (Fałsz). Jest często używany do kontrolowania wykonania warunków w sytuacjach, takich jak instrukcje warunkowe i pętle. Na przykład, is_valid = True wskazuje, że zmienna is_valid ma wartość logiczną True.

Te typy danych stanowią podstawę do budowy bardziej złożonych struktur danych i algorytmów w Pythonie, pozwalając programistom efektywnie zarządzać danymi i logiką w swoich programach.

1.3. Nazwy zmiennych

W Pythonie, nazwy zmiennych to nie tylko sposób na odniesienie się do danych, są one kluczowym elementem kodu, który czyni go zrozumiałym i łatwym do utrzymania. Właściwy wybór nazw zmiennych może znacznie ułatwić zrozumienie kodu i jego późniejsze debugowanie, a zły wybór może prowadzić do zamieszania i błędów.

Podstawowe zasady nazewnictwa zmiennych w Python:

Używaj zrozumiałych nazw: Nazwa zmiennej powinna odzwierciedlać dane, które zawiera, aby kod był łatwy do odczytu. Na przykład, coun t jest lepsze niż x, jeśli zmienna jest używana do zliczania czegoś.

Przestrzegaj standardów stylu: Powszechnym standardem w Pythonie jest PEP 8, który zaleca używanie małych liter z podkreśleniami w nazwach zmiennych (np. my_variable).

Unikaj konfliktów z słowami kluczowymi: Nie używaj słów, które Python zarezerwował dla swojej składni, takich jak if, else, class, return itp. Może to prowadzić do błędów w wykonaniu.

Używaj krótkich nazw dla zmiennych lokalnych: Dla zmiennych lokalnych, używanych w małych blokach kodu, krótkie nazwy, takie jak i lub j, często pasują i czynią kod bardziej zwarty.

Używaj długich i opisowych nazw dla zmiennych globalnych: Zmienne globalne i stałe, które są używane w wielu częściach programu, powinny mieć dłuższe i bardziej opisowe nazwy, aby ich przeznaczenie było jasne.

Przykłady dobrych nazw zmiennych:

user_age zamiast age (jeśli w kontekście może być kilka wieków)

total_price zamiast total (precyzuje, że to właśnie cena)

max_height lub min_height zamiast max_h lub min_h

Specjalne przypadki:

W wielu algorytmach, zwłaszcza matematycznych i naukowych, często używa się jednowyrazowych zmiennych (np. x, y, z dla współrzędnych). Jest to dopuszczalne, gdy taki styl jest standardem branżowym i zwiększa zrozumienie kodu.

Nazwy zmiennych w Pythonie odgrywają ważną rolę w tworzeniu efektywnego, trwałego i łatwego w utrzymaniu kodu. Dlatego nie bądź leniwy i staraj się wymyślać dobre nazwy. Dzięki temu znacznie uprościsz proces debugowania i utrzymania swojego kodu, a także uczynisz go bardziej dostępnym dla innych programistów.