Python 資料型別：快速指南

本文說明如何有效地使用 Python 的資料類型來建立可擴展且可維護的應用程式。

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Python 提供了豐富的資料類型，這些資料類型是編寫有效且有效率的程式碼的基礎。了解這些資料類型對於任何開發人員都至關重要，因為它允許正確的資料儲存、操作和檢索。在本指南中，我們將探討常見的 Python 資料類型、它們的應用，以及確定在不同場景中使用哪些資料類型的策略。

Python 資料類型的快速解釋。

首先，Python 提供了大量的資料型別。 Python 文件提供了每種資料類型的詳細描述，您可以在以下連結中找到該清單：資料類型。 「Python 也提供了一些內建資料類型，特別是 dict、list、set 和freezeset、tuple。str 類別用於保存Unicode 字串，bytes 和bytearray 類別用於保存二進位資料」(Python 軟體基礎(a)，n.d. ，資料型態）。 Python 中的內建資料類型是 Python 標準的基本資料結構；您不需要匯入任何外部庫即可使用它們。

下表顯示了Python的常見資料類型。

表1
常見資料類型

註：來自 Bailey 的《Python 3 程式設計》，2016 年。

決定資料類型的策略

要確定應用程式所需的資料類型，分析需要收集的資料並了解應用程式的功能需求至關重要。一般來說，這相當於以下四個關鍵步驟：

1. 識別資料：識別應用程式將收集和處理的資料類型，例如文字資訊和數位資料。
2. 了解資料操作：將對資料執行哪些操作，例如排序、搜尋或複雜操作，以確保所選資料類型可以支援這些功能。
3. 建構資料關係：不同的資料片段如何相互關聯，並決定適當的結構（例如巢狀字典或清單）來有效地表示這些關係。
4. 規劃可擴展性和維護：未來對應用程式的擴展或修改，以及選擇允許修改、更新和可擴展性的資料類型和結構。

對於這個特定的應用程序，這轉化為以下步驟：
請注意，所提供的資訊並未明確說明資料是否需要進行操作（排序或修改）。然而，為了使應用程式有用且功能齊全，需要對資料進行一定程度的操作。

根據提供的信息，應用程式功能要求如下：

1. 儲存個人資訊：儲存每個家庭成員的基本個人信息，例如姓名和出生日期。
2. 地址管理：管理和儲存每個家庭成員的目前地址和可能的多個地址。
3. 關係追蹤：追蹤並表徵不同家庭成員（例如親子、配偶、兄弟姊妹）之間的關係。
4. 資料操作：編輯、排序和更新儲存資訊的功能，包括個人詳細資料、地址和家庭關係。

根據提供的信息，需要收集的數據如下：

1. 姓名：包括姓名，家庭成員的姓名為文字資料
2. 出生日期：出生日期可以是文字資料、數字資料或兩者的混合。
3. 地址：地址可能很複雜，可能需要為每個家庭成員儲存多個地址，其中包括街道、城市、州和郵遞區號等組件。它是數字和文字資料的混合。
4. 關係：家庭成員（如親子、配偶、兄弟姊妹）之間的關係是文字資料。

四個資料元素及對應的資料型別

考慮到應用程式的功能需求和資料訊息，以下是四個資料元素及其對應的資料類型。

• 名稱：字串資料類型str。這使我們能夠輕鬆儲存和操作個人姓名。我將使用一個元組來分隔名字和姓氏，name = ('first_name', 'last_name')。元組在這種情況下非常有用，因為它們是不可變的，這意味著一旦創建元組，就無法更改它，以確保保留名字和姓氏的完整性。此外，它們已編入索引，這意味著可以透過索引搜尋它們。例如，可以按姓氏或名字搜尋清單名稱元組。此外，元組比字典或列表佔用更少的記憶體空間。
• 出生日期：從技術上講，它們可以儲存為字串、整數、列表或字典，但是使用 Python 的 datetime 模組中的 datetime.date 物件具有顯著的優勢，例如簡單的日期操作和功能。例如，計算年齡或按出生日期對成員進行排序。在大多數情況下，儲存出生日期需要將輸入字串轉換為 datetime.date 物件。請注意，日期時間是一個類別。此外，在 Python 中，資料型別（floats、str、int、list、tuple、set…）是 Python 物件的實例。換句話說，它們是物件。
• datetime.date 物件使用下列資料型態：

年份：代表年份的整數，例如 2024。
月份：代表月份的整數，從 1（一月）到 12（十二月）。
Day：一個整數，表示該月的第幾天，從 1 到 31，取決於月份和年份。

例如：注意：方法 date.fromisoformat() 將字串轉換為帶有整數參數的 datetime.date() 物件。

from datetime import date 
>>> date.fromisoformat('2019-12-04') 
datetime.date(2019, 12, 4) 
>>> date.fromisoformat('20191204') 
datetime.date(2019, 12, 4) 
>>> date.fromisoformat('2021-W01-1') 
datetime.date(2021, 1, 4)

（Python 軟體基礎 (b)，n.d.，datetime — 基本日期和時間類型）

地址：地址由多個組成部分組成，例如街道、城市、州和郵遞區號。我會使用字典資料類型 dict。字典鍵值對項結構非常適合儲存、修改和存取位址的各個部分。

關係：家庭成員之間的關係，如親子、配偶、兄弟姊妹等。我將使用帶有嵌入式列表和元組資料類型的字典資料類型 dict 。在此結構中，鍵代表關係類型，值是引用其他家庭成員的名稱或識別碼清單。這將允許輕鬆儲存、修改和存取關聯式資料。

user_123 = {
    "name": ("John", "Doe"),  # Using tuple for the name
    "birth_date": date(1974, 6, 5),  # Using datetime for birth dates
    "address": {  # Using a dictionary for the address
        "street": "123 My Street",
        "city": "Mytown",
        "state": "Mystate",
        "zip_code": "12345"
    },
    "relationships": {  # Using a dictionary with embedded lists and tuples
        "spouse": ("Jane", "Doe"),
        "children": [("George", "Doe"), ("Laura", "Doe")],
        "parents": [("Paul", "Doe"), ("Lucy", "Doe")],
    }
}

要在 Python 中建立結構良好且可維護的應用程序，選擇正確的資料類型至關重要。為了確保您的程式碼既高效又可擴展，了解 Python 內建資料類型（例如字串、元組、字典和日期時間物件）之間的差異並有效地實現它們至關重要。

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參考資料：

Bailey, M.（2016 年 8 月）。第 3 章：模式種、Python 程式設計 3. Zyante Inc.

Python 軟體基礎（一）。 （日期不詳）。資料類型。蟒蛇。

python.org。 https://docs.python.org/3/library/datatypes.html連結到外部網站。

Python 軟體基礎 (b)。 （日期不詳）。 datetime — Python 的基本日期和時間類型。 python.org。 https://docs.python.org/3/library/datetime.html

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原發表於 ​​Python 資料類型：快速指南 - Medium 2024 年 8 月 15 日

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