02 语法、类型与数据模型

大约 3 分钟编程语言Python类型数据模型语法

02 语法、类型与数据模型

Python 变量不是装着值的盒子，而是指向对象的名称。理解对象、名称绑定和可变性，比背语法更重要。

1. 动态类型与运行时对象

value = 42
print(type(value))
print(isinstance(value, int))

value = "42"
print(type(value))

名称可以重新绑定到不同类型，但类型注解和静态检查会帮助大型代码保持约束。

关键行为：

参数传递采用对象引用。
函数默认参数只在定义时求值一次。
可变对象进入多个名称或容器时，需要明确所有权。
is 判断对象身份，== 判断值相等。

first = [1, 2]
second = first
third = first.copy()

print(first is second)
print(first is third)
print(first == third)

2. 数值与浮点误差

from decimal import Decimal
from fractions import Fraction

print(0.1 + 0.2)
print(Decimal("0.1") + Decimal("0.2"))
print(Fraction(1, 10) + Fraction(2, 10))

金额和精确小数不要直接用二进制浮点做累计。若必须使用 float，用误差范围比较：

import math

print(math.isclose(0.1 + 0.2, 0.3, rel_tol=1e-9, abs_tol=1e-12))

3. 真值、空值与默认值

以下值在布尔上下文中为假：False、None、0、0.0、空字符串、空容器。

def display_name(name: str | None) -> str:
    if name is None:
        return "anonymous"
    if not name.strip():
        return "anonymous"
    return name.strip()

判断 None 使用 is None；判断空容器使用 if not items。不要把 0 或空字符串误当成缺失值，除非业务语义确实相同。

4. 字符串、字节和编码

text = "中文"
payload = text.encode("utf-8")

print(payload)
print(payload.decode("utf-8"))

常用边界：

文件和网络协议明确指定编码，跨系统优先 UTF-8。
str 表示文本，bytes 表示字节序列。
读取第三方数据时使用 errors="replace" 或严格错误处理前，先确认数据质量要求。
正则表达式和界面宽度不是同一个问题，中文排版不能只按字符数截断。

5. 比较与排序

from dataclasses import dataclass

@dataclass(frozen=True, order=True)
class Version:
    major: int
    minor: int

versions = [Version(3, 13), Version(3, 14), Version(3, 12)]
print(sorted(versions))

复杂对象使用 key，不要在比较函数里混合类型：

records = [
    {"name": "api", "latency_ms": 42},
    {"name": "db", "latency_ms": 12},
]
print(sorted(records, key=lambda item: item["latency_ms"]))

6. 类型注解是接口

from collections.abc import Iterable

def total(values: Iterable[int]) -> int:
    return sum(values)

注解不会自动阻止错误，但会被 IDE、mypy、pyright 和运行时工具使用。关键接口优先标注；内部短小代码不必为了形式而堆满复杂类型。

7. 不可变与可变

不可变对象通常包括 int、float、str、bytes、tuple、frozenset。可变对象包括 list、dict、set 和大多数自定义实例。

config = {"timeout": 5}
config["timeout"] = 10

coordinates = (30.1, 120.2)
new_coordinates = coordinates + (10.0,)

设计配置和函数返回值时，优先把共享可变状态收窄到最小范围。

8. 常见陷阱

def append_bad(item, target=[]):
    target.append(item)
    return target

def append_good(item, target=None):
    if target is None:
        target = []
    target.append(item)
    return target

其他高频问题：

用 == 比较 None。
用可变对象做默认参数。
混淆浅拷贝和深拷贝。
把能够为空的字符串和空字符串当成同一种状态。
用浮点数做金额累计。