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                ### 2.1.2 數據類型 在前面的例子中出現了兩種不同形式的數據值,即"Hello World!"和 3.1416,這 告訴我們計算機所處理的數據是多種多樣的,或說具有不同的數據類型。注意,在計算機硬 件層次上并沒有什么數據類型的概念,因為所有數據在計算機底層都是二進制序列。只是到 了高級編程語言層次,才提供了數據類型概念。 為了更精細、更準確地表示現實世界的信息,編程語言提供了多種數據類型(data type) 來區分不同種類的數據。早期的數據類型概念相當于定義一個合法值的集合,如果一個數據(變量)是 T 類型的,就意味著該數據(變量)只能取 T 的值集合中的值。后來,數據類 型概念不僅要考慮合法值是什么,而且還要考慮對這些合法值的合法操作是什么。因此,每 一種數據類型由兩部分構成:全體合法的值(value)以及對這種值能執行的各種操作(operation,或稱運算)。 例如,從小學數學開始,我們逐步認識了自然數、整數、實數、復數等數值集合,并且學會了各數集上的加減乘除等運算方法。除了數值,我們還學習了向量,并且知道向量的運 算方式和數值是不一樣的。 為什么要將數據劃分為各種數據類型?數據類型決定了合法的數據操作,不合法的操作 將導致程序錯誤。因此,數據類型的重要作用是通過類型檢查來發現程序中的錯誤,例如企 圖將一個人的姓名乘以他的年齡顯然是沒有意義的。如果不將現實世界的信息在計算機中分 門別類地表示,計算機就無法幫助我們發現像姓名乘以年齡這樣的無意義操作。這些錯誤將 在程序運行的時候暴露出來,導致程序崩潰。有了數據類型的概念,編譯器或解釋器就能早 早發現程序中的這種錯誤,使程序在運行之前就有機會修改錯誤。在這個意義上,數據類型 起到了“量綱分析”①的作用。 > ① 物理量的量綱可用來分析、檢驗幾個物理量之間的關系,這種方法稱為量綱分析(dimensional analysis)。 學習利用計算機解決實際問題,一般都是從學習各種數據類型入手。學習每一種類型時, 應該考慮兩個問題:該類型的值可以用來表示現實世界的什么信息?現實世界的信息處理任 務可以用該類型的什么操作實現? 編程語言中一般都預定義了一些基本數據類型,或稱內建(built-in)類型,如 Python 語言中的數值(int、long 和 float)、字符串(str)、布爾值(bool)、列表(list)、元組(tuple)、 字典(dict)等。此外,編程語言還允許在基本數據類型的基礎上構造更復雜的數據類型。
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