2.1 变量
变量是高级语言中的一个概念，在高级语言中，它是一个符号，可以通过给它赋予不同的值，让它在程序中参与运算，而且其命名应该遵循一定的规则，具备良好的可读性。
注意 什么是可读性？
可读性是程序设计的一个概念，表示开发者理解代码片段的难易程度。在我参加工作后，第一个项目经理说过这样一段话，让我至今印象深刻。他说：“在保证程序正确的情况下，应该尽量保证程序代码的可读性，除非你写出的代码能够提升几十倍的性能，否则就不要考虑破坏代码可读性。真正的高手写的代码应该是容易读懂的，如果写了一大堆代码，功能虽然实现了，但令人费解，那么这些就是垃圾代码，他的水平也不怎么样，而这些代码对日后的维护和扩展也是非常棘手的。”
可读性是程序编码在保证正确性的基础上的首要原则，是每个开发者都应该遵循的原则。要写出简单且容易理解的代码，就需要开发者在实践中不断地积累和探索。当然，还需要按照一定的规范编写代码，不同的公司可能存在不同的规范。本书会尽可能按照一般程序设计规范编写代码，以保证程序的可读性。
约翰·克鲁伊夫曾经说过：“踢足球非常简单，难的是踢简单的足球。”而我要说的是：“写程序非常简单，难的是写简单的程序。”
2.1.1 变量的使用
前面提及Python是一种弱类型的语言，不需要声明变量的类型。这里的变量在Python中是一个符号，可以先为其赋予不同类型的值，然后存储在内存中，如代码清单2-1所示。
代码清单2-1：变量的使用
在这段代码中，首先声明了一个变量x，接着赋值为字符串“人生苦短，我用Python”，并使用print函数将其输出；然后赋值为字符串“hello world!!”，并使用print函数将其输出；最后将其赋值为整数1，这是不同数据类型的赋值。由此说明Python是一种弱类型的语言，比较灵活。运行这段代码，可以看到以下输出结果：
在代码中，可以重新为变量赋值，而这些值都存储在内存中，所以变量的值会随着程序运行而发生变化。
2.1.2 变量的命名
在命名变量时应该遵循一些规则，这样可以有效提高程序的可读性。将两个产品的名称定义为变量，如代码清单2-2所示。
代码清单2-2：变量的命名
代码清单2-2中的两个变量为“x”和“product_name_2”。在看到“x”时，我们并不知道它表达的是什么意思，需要看到注释才能明白它代表产品1的名称。但是在看到“product_name_2”时，通过命名就可以知道它是产品2的名称。显然“product_name_2”具备更高的可读性，更容易读懂，所以应该优先选择这样的方式对变量进行命名。
在保证正确性的前提下为了提高可读性，Python中变量的命名应该遵循以下规则。
• 变量名称只能包含字符、下画线和数字，并且变量名称只允许以字母或下画线作为开头，如上述变量可以命名为“product_name_2”，不可以命名为“2_product_name”。
• 变量名之间不能存在空格，否则会引发错误，如果需要使用多个单词命名，一般以下画线“_”代替空格。
• 不要使用Python的关键字和内置函数名称命名变量，使用关键字会导致错误，使用内置函数名称会覆盖原有的内置函数，具体的关键字和内置函数的名称可以参考附录B。
• 变量名称应该简短并且可以描述其表达的含义。例如，上面命名的“product_name_2”还可以命名为“prd_name_2”，这里的“prd”是“product”的简写，但不能简写为“p_n_2”，因为这样就无法理解其表达的业务含义。
• 命名时慎用数字“1”和大写字母“O”，因为在代码中数字“1”和字母“l”与数字“0”和大写字母“O”经常是难以分辨的。
需要注意的是，在Python中变量的命名是严格区分大小写的，如变量“a”和“A”是完全不同的。建立良好的命名规则有利于自己和其他开发者对代码的阅读，一段命名糟糕的代码，在多日以后自己可能都不愿意读，其他的开发者就更难读懂。那些命名混乱的代码往往也是很难维护的，在实际开发中，这些难以维护的代码被称为垃圾代码。即使代码是正确且可运行的，也可能会被要求重写，以提高代码的可读性。
说明 其他变量的命令方法
上面介绍了Python中变量的命名方法，事实上，在程序开发中还有一种被广泛使用的驼峰式命名方法。例如，“prd_name_2”的驼峰式命名可以写成“prdName2”，可以看到第一个单词的首字母为小写，第二个单词的首字母为大写，这样一高一低，就如同驼峰一般，因此人们把这样的命名方式称为驼峰式命名。驼峰式命名也是一种可读性高的命名方法，在C/C++、Java等主流语言中广泛使用。
只是在Python中，由于早期开发库都广泛使用下画线作为多个单词的分隔符，因此Python官方也建议使用下画线作为分隔符，以保持一致。而在多个单词的命名中，应该尽可能使用小写字母进行命名，并且将下画线作为分隔符，避免使用大写字母。
2.1.3 变量的存储
在计算机中的变量是存放在内存中的，而计算机会通过地址返回变量的值。在Python解释器工作的过程中，它会创建一张表来存放变量符号及其相关内容，每个变量都存放在这张表中，并且表中还保存变量所指向的地址。在Python中存在一个内置函数id，其功能是返回变量的内存地址，下面通过代码清单2-3展开介绍。
代码清单2-3：变量存放的地址
上述代码中定义了变量a、b、c和d，其中a=b=1，运行这段代码输出的结果如下：
可以看到，a和b的地址是相同的，因为它们的值都是1。因此，有必要解释Python中变量的内存情况。
a和b在Python中都是变量符号，Python解释器在运行时会创建一张变量表来管理它们。在这张表中，除了存放变量符号，还会存放变量指向的地址，如图2-1所示。
在图2-1中，左边的变量表存放的是变量符号和指向的内存地址，这样在Python解释器的运行过程中，就可以通过指向的内存地址访问到具体的变量值。而变量a和b的值都是1，所以它们存放的内存地址是相同的，都指向了内存中的1。这里需要注意的是，在Python中，变量表存放的不是值本身，而是一个内存地址，程序可以通过这个内存地址找到它的值，把这样的变量称为引用。从这个角度来说，Python的变量都是引用，引用相当于一个别名。例如，假设有一位小伙子的名字叫作张全，他母亲叫他阿全，而隔壁邻居叫他小张，阿全和小张都是他的别名，都是指这位名为张全的小伙子。
图2-1 代码清单2-3中各个变量的存放情况
说明 引用和指针
在C/C++中，除了引用，还存在指针的概念。正如上述所言，引用相当于一个别名，多个引用可以都指向同一个对象。而指针是一个内存地址，它将直接指向内存的某个区域，这样开发者就可以通过地址来操作对象。为了追求简单和安全，很多语言（如Java和Python）就把C++中的指针进行屏蔽，这是因为指针操作起来是复杂和难以理解的，同时直接使用地址操作变量也容易失误，并且引发严重的错误，因此指针也是危险的。
在Python中修改变量只是修改变量的引用，如代码清单2-4所示。
代码清单2-4：修改变量的值
运行上述代码得到的输出结果如下：
下面用图来展示这个过程，如图2-2所示。
图2-2 修改变量的过程
变量表中x的内存地址发生了变化，最初赋值为1时，它的内存地址为140708783511200，执行代码x=100后，它的内存地址变为140708783514368，这个时候它引用的是100这个数字。而此时变量y的内存地址仍旧是140708783511200，所以内存中的1并未被删除。由此可知，修改变量只是修改内存地址指向新的对象，而不是修改对象本身。
还可以将变量删除，如代码清单2-5所示。
代码清单2-5：删除变量
这里的“del”是Python的关键字，代表删除这个变量的引用。运行上述代码得到的输出结果如下：
需要注意加粗的输出，说明变量“prd_name”没有定义，因为del关键字已经把它删除了。
注意 正确理解del关键字
del是Python的关键字，表示删除变量表的某个变量符号，而不是删除对象本身。正如代码清单2-5中，是将“prd_name”这个变量符号从变量表中删除的，这样后续就不能再使用“prd_name”这个变量符号，而“产品名称”这个字符串依旧在内存中，并未被删除，将由Python解释器进行处理。
实际上，变量还可以使用如下代码进行定义：
只是这样可读性较低，所以本书不采用这样的方式来定义和使用变量，毕竟在保证正确性的前提下，还应该保证可读性。
除此之外，还可以通过“is”或“is not”运算符来判定两个对象是否引用了同一个对象，如下所示：
运行上述代码得到的输出结果如下：
Python中存在多种数据类型，所以读者有必要进行学习，而本章只是介绍那些简单的数据类型，这是编写Python程序的基础。