Переменные и типы данных

Теория

Любая программа работает с данными: названиями, ценами, количествами, флагами «да/нет». Чтобы обращаться к данным, им дают имена — это переменные. Переменная — это имя, привязанное к значению.

У каждого значения есть тип, и тип определяет, что с этим значением можно делать: числа складываются арифметически, строки склеиваются, логические значения участвуют в условиях. Типизация в Python динамическая: тип принадлежит значению, а не переменной, и заранее не объявляется. И одновременно строгая: Python сам не смешивает типы, поэтому строку с числом он не сложит, а выдаст ошибку. В этой теме — пять базовых типов, с которых начинается любая программа, и правила обращения с ними.

Наглядно

Таблица 1. Пять базовых типов Python: что хранят, как записываются, где встречаются в магазине и что с ними можно делать.

Рисунок 1. Слева — имена переменных, в центре — значения, на которые они указывают, справа — тип каждого значения. Обратите внимание: тип подписан у значения, а не у имени.

На практике

Задача: описать в коде карточку товара — название, цену, остаток на складе, рейтинг, признак «в продаже» и скидку, которую менеджер ещё не назначил, — и посчитать стоимость покупки.

Шаг 1. Описываем товар

Создаём по переменной на каждое поле карточки и выводим три из них:

name = "Беспроводная мышь"
price = 1499
stock = 12
rating = 4.7
is_active = True
discount = None

print(name, price, stock)

Результат:

Беспроводная мышь 1499 12

= — это присваивание, а не «равно»: Python вычисляет значение справа и привязывает к нему имя слева. Сравнение на равенство — другой оператор, ==.

Шаг 2. Проверяем типы

Функция type() возвращает тип значения — выведем типы всех полей:

print(type(name), type(price), type(rating), type(is_active), type(discount))

Результат:

<class 'str'> <class 'int'> <class 'float'> <class 'bool'> <class 'NoneType'>

Тип Python определил сам — по тому, как записано значение: кавычки дают str, точка — float, True — bool.

Шаг 3. Меняем значение

Продали одну мышь — привязываем имя stock к новому значению:

stock = 12
stock = 11
print(stock)

Результат:

11

Можно даже привязать то же имя к значению другого типа: stock = "двенадцать". Python не запретит — тип принадлежит значению, а не имени. Но код, который дальше ждёт число, сломается. Договорённость: у переменной один смысл и один тип на всю программу.

Шаг 4. Считаем стоимость

Умножаем цену на количество — для двух чисел * работает как обычное умножение:

quantity = 2
total = price * quantity
print(total)

Результат:

2998

Тот же * со строкой работает иначе — повторяет её: "-" * 10 даёт ----------. А разные типы Python сам не смешивает — попробуем сложить строку с числом:

"10" + 5

Результат:

TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

Это и есть строгая типизация. Чтобы сложить, тип меняют явно: int("10") + 5 даёт 15 (подробно — в теме «Приведение типов»).

Шаг 5. Отмечаем отсутствие значения

У товара нет скидки, но это можно записать двумя способами с разным смыслом:

discount = None   # скидку ещё не назначали — значения нет
discount = 0      # скидку назначили, и она нулевая

Для программы это разные факты. С остатком так же: stock = 0 — товар закончился, а stock = None — остаток неизвестен, склад не ответил. Проверка на отсутствие значения пишется так: discount is None (почему is, а не ==, — в курсе «Python под капотом»).

Шаг 6. Даём хорошие имена

• snake_case: free_delivery_from, а не FreeDeliveryFrom (так принято в Python, стандарт PEP 8).
• Имя говорит, что внутри: stock, а не x или data2.
• Нельзя начинать с цифры и использовать ключевые слова (class, for, None…) — это SyntaxError.
• Регистр важен: price и Price — разные имена.
• Значения, которые не меняются во время работы программы, по договорённости пишут UPPER_CASE: FREE_DELIVERY_FROM = 3000. Python их не защищает — это сигнал для читателя кода.

Частые ошибки

• Число пришло строкой. Всё, что приходит из формы, URL, файла или переменной окружения, — строки. "1499" + "1499" даёт "14991499", а 1499 * "3" вообще не падает — получится строка из 1499 троек. Перед расчётом — явное преобразование: int(quantity).
• true вместо True. У True, False, None первая буква заглавная, иначе — NameError: name 'true' is not defined. Did you mean: 'True'?.
• Перекрытие встроенных имён. str = "Мышь", list = [...], id = 5, sum = 0 — имя встроенной функции привязывается к вашему значению, и функция ломается: str(1499) → TypeError: 'str' object is not callable. Ошибка всплывает далеко от места, где имя перекрыли.
• 0 вместо None (и наоборот). «Неизвестно» превращается в «ноль» — товар считается закончившимся, хотя склад просто не ответил.
• float для денег. 0.1 + 0.2 даёт 0.30000000000000004. Для денег используют int (в копейках) или Decimal — тема «Числа и арифметика».

Итог

Переменные

• Переменная — имя, привязанное к значению; = — присваивание, == — сравнение.
• Повторное присваивание перепривязывает имя, старое значение «отвязывается».
• Имена — snake_case, по смыслу; константы — UPPER_CASE; встроенные имена (str, list, id, sum, type) не занимаем.

Типы

• Пять базовых: str, int, float, bool, NoneType. Узнать тип — type(x).
• Тип задаётся записью значения: "1" — str, 1 — int, 1.0 — float.
• Тип определяет операции: 2 * 3 даёт 6, а "2" * 3 — "222".

Типизация

• Динамическая: тип у значения, не у переменной, заранее не объявляется.
• Строгая: "10" + 5 — TypeError; преобразуем явно: int("10") + 5.

None

• «Значения нет» — отдельный тип, не 0, не "", не False.
• Проверка — x is None.

Вопросы на собеседовании

Глубже

Переменная в Python — ярлык на объекте, а не коробка. Отсюда растут многие «странности»: два имени меняют один список, is и == дают разный результат, функция «случайно» меняет переданные ей данные. Подробно — в курсе «Python под капотом»: темы «Всё — объект» и «is vs ==».