Урок 3. Змінні та базові типи даних¶

Програма працює з даними: віком, ціною, назвою міста, кодом посилки. У цьому уроці ти навчишся бачити за кожним значенням чотири речі:

які дані маємо → як Python їх представляє → які операції для них дозволені → який результат отримуємо.

Після уроку ти зможеш:

пояснити, що присвоювання a = 5 зв'язує ім'я з об'єктом, а b = a нічого не копіює;
назвати тип значення (int, float, str, bool, NoneType) і перевірити його через type();
передбачити, коли операція спрацює, а коли Python зупиниться з TypeError;
свідомо вибрати перетворення: "42" як число 42 чи як текст.

Передумови: урок 2 — запуск .py-файлу, print(), читання простого SyntaxError.

Ноутбук заняття: note_lesson_variables.ipynb

Пригадай урок 2¶

Дай відповідь подумки або на папері, не підглядаючи й нічого не запускаючи. Потім відкрий відповідь.

Якою командою в терміналі запустити файл hello.py?
Що виведе print("a", "b", sep="-")?
Що станеться, якщо запустити рядок print("Hello"?

Відповіді

python hello.py (на macOS/Linux інколи python3 hello.py).
a-b — параметр sep задає, чим розділяти значення.
Програма не запуститься: SyntaxError: '(' was never closed. Python помітив незакриту дужку ще до виконання.

Імена та об'єкти¶

Присвоювання зв'язує ім'я з об'єктом¶

a = 5

Це не «покласти 5 у коробку a». Python бере об'єкт — ціле число 5 — і зв'язує з ним ім'я a. Ім'я — це ярлик, який вказує на об'єкт.

Уточнення

Python не зобов'язаний щоразу створювати новий об'єкт для 5. Він може повторно використати вже наявний об'єкт із таким самим значенням. Для твого коду це не має значення: важливо лише, на який об'єкт вказує ім'я.

Що відбувається при `b = a`?¶

Передбач результат, перш ніж відкривати відповідь:

a = 5
b = a
a = 10
print(b)

Що виведе print(b): 5 чи 10? Чому?

Спершу сформулюй свою відповідь одним реченням, потім відкрий пояснення нижче.

Відповідь і пояснення

Результат:

b = a не копіює об'єкт. Воно прив'язує ще одне ім'я, b, до того самого об'єкта 5.
a = 10 переприв'язує тільки ім'я a до іншого об'єкта. Ім'я b про це «не знає» і далі вказує на 5.

Схема показує два стани програми. Стрілка означає «ім'я посилається на об'єкт», а не «значення кудись переїхало».

flowchart TD
    classDef step     fill:#eceff1,stroke:#546e7a,stroke-width:1px,color:#1a1a1a;
    classDef decision fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef success  fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef error    fill:#ffebee,stroke:#c62828,stroke-width:3px,color:#1a1a1a;
    classDef warning  fill:#fff8e1,stroke:#e65100,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;

    subgraph S1["Стан 1: після b = a"]
        direction TB
        A1(["ім'я a"]) -- посилається --> O1["об'єкт 5<br>тип int"]
        B1(["ім'я b"]) -- посилається --> O1
    end

    subgraph S2["Стан 2: після a = 10"]
        direction TB
        A2(["ім'я a"]) -- посилається --> O10["об'єкт 10<br>тип int"]
        B2(["ім'я b"]) -- посилається --> O2["об'єкт 5<br>тип int"]
    end

    S1 --> S2

    class A1,B1,A2,B2 decision
    class O1,O2 step
    class O10 success

Що змінилося: лише стрілка від a. Об'єкт 5 нікуди не зник і не змінився, бо на нього досі посилається b.

Зміни умову: що виведе print(a, b)?

a = 5
b = a
b = b + 1
print(a, b)

Відповідь

5 6

b + 1 обчислює новий результат 6, і присвоювання прив'язує до нього ім'я b. Ім'я a як вказувало на 5, так і вказує.

Як називати змінні¶

Правила мови (порушиш — отримаєш SyntaxError):

ім'я складається з літер, цифр і _, але не починається з цифри: total_1 — можна, 1total — ні;
пробілів у імені немає: user age — помилка, user_age — так;
ключові слова зайняті мовою: if, for, class, None, True тощо. Повний список — import keyword; print(keyword.kwlist).

class = 5
# SyntaxError: invalid syntax

Python розрізняє регістр: spam і Spam — два різні імена, і кожне може вказувати на своє значення.

spam = 1
Spam = 2
print(spam, Spam)

1 2

Домовленість PEP 8: імена змінних — малими літерами, слова через підкреслення: user_age, total_sum. Назва має пояснювати зміст: price краще за p.

Не затінюй вбудовані імена

Імена str, int, list, input, print уже зайняті вбудованими функціями. Якщо використати таке ім'я для своєї змінної, стара функція стане недоступною:

str = "hi"
str(5)
# TypeError: 'str' object is not callable

Тепер str вказує на рядок "hi", а рядок викликати не можна. Обирай інші назви: text, numbers, user_input.

Базові вбудовані типи¶

Кожен об'єкт у Python має тип. Тип визначає, що це за дані й що з ними можна робити.

Тип	Приклад значення	Що представляє
`int`	`42`, `-5`, `0`	ціле число
`float`	`3.14`, `-1.2`, `42.0`	число з дробовою частиною
`str`	`"text"`, `'42'`	текст, послідовність символів
`bool`	`True`, `False`	логічне значення: так / ні
`NoneType`	`None`	«значення немає»

Зверни увагу на останній рядок: None — це значення, а NoneType — його тип. Так само як 42 — значення, а int — тип.

Перевірити тип можна функцією type():

print(type(42))
print(type(42.0))
print(type("42"))
print(type(True))
print(type(None))

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

Чому «примітивні» — це спрощення

Ці типи часто називають «примітивними», бо їхні значення прості й записуються прямо в коді. Але в Python усе, включно з 5 і True, — повноцінні об'єкти. А str — не «неподільне» значення, а послідовність символів: до кожного символу можна звернутися за індексом, наприклад "Charkiv"[0] дає 'C'.

Тип визначає, які операції дозволені¶

42, 42.0 і "42" на екрані схожі, але для Python це три різні об'єкти трьох різних типів. Перевір себе:

value = "42"
print(value + 5)

Спрацює чи ні? Що буде виведено?

Подумай, якого типу value і що для цього типу означає +.

Відповідь і пояснення

Програма зупиниться з помилкою:

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

Для рядків + означає склеювання (конкатенацію) і вимагає, щоб обидва операнди були рядками. value — рядок, 5 — число. Python не вгадує, чого ти хотів, і повідомляє про помилку.

Та сама операція + 5 для трьох схожих значень:

flowchart TD
    classDef step     fill:#eceff1,stroke:#546e7a,stroke-width:1px,color:#1a1a1a;
    classDef decision fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef success  fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef error    fill:#ffebee,stroke:#c62828,stroke-width:3px,color:#1a1a1a;
    classDef warning  fill:#fff8e1,stroke:#e65100,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;

    OP{"операція: значення + 5"}
    OP --> I["42<br>тип int"]
    OP --> F["42.0<br>тип float"]
    OP --> S["#quot;42#quot;<br>тип str"]
    I -- числове додавання --> RI["47<br>тип int"]
    F -- числове додавання --> RF["47.0<br>тип float"]
    S -- str + int не визначено --> RS["помилка<br>TypeError"]

    class OP decision
    class I,F,S step
    class RI,RF success
    class RS error

Зміст операції залежить від типів операндів: для чисел + — додавання, для рядків — склеювання, а для пари «рядок + число» дії не визначено.

Динамічна і строга типізація¶

Це дві різні властивості Python.

Динамічна: тип має об'єкт, а не ім'я. Одне ім'я може по черзі вказувати на об'єкти різних типів, і оголошувати тип наперед не треба:

x = 10
x = "hello"
print(x)

hello

Строга: Python не змішує мовчки несумісні типи. Рядок не перетвориться на число сам по собі — саме тому "42" + 5 дає TypeError.

Уточнення

Строгість не означає, що перетворень немає взагалі. Для узгоджених числових типів Python робить їх сам: 1 + 2.5 дає 3.5 — ціле число бере участь в обчисленні як float. Автоматичного перетворення між текстом і числом немає.

Для порівняння: у JavaScript "spam" + 5 мовчки дає рядок "spam5". Python у такій ситуації зупиняється, щоб помилка не пішла далі програмою непоміченою.

Явне перетворення: ти обираєш намір¶

Рядок "42" можна використати двома способами, і лише ти знаєш, який потрібен:

flowchart TD
    classDef step     fill:#eceff1,stroke:#546e7a,stroke-width:1px,color:#1a1a1a;
    classDef decision fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef success  fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef error    fill:#ffebee,stroke:#c62828,stroke-width:3px,color:#1a1a1a;
    classDef warning  fill:#fff8e1,stroke:#e65100,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;

    V["value = #quot;42#quot;<br>тип str"] --> Q{"що потрібно?"}
    Q -- числова сума --> N["int(value) + 5"]
    Q -- дописати текст --> T["value + #quot;5#quot;"]
    N --> RN["47<br>тип int"]
    T --> RT["#quot;425#quot;<br>тип str"]

    class V step
    class Q decision
    class N,T warning
    class RN,RT success

value = "42"
print(int(value) + 5)   # намір: число
print(value + "5")      # намір: текст

47
425

Це приклад принципу з Zen of Python: явне краще за неявне. Перетворення записане в коді, і кожен читач бачить твій намір.

Функції перетворення: int(), float(), str().

print(int(3.9))     # відкидає дробову частину
print(float("3.9"))
print(str(25) + " років")

3
3.9
25 років

Типові помилки перетворення

int(3.9) дає 3, а не 4: int() відкидає дробову частину (у бік нуля, тому int(-3.9) дає -3). Для округлення є round().
int("3.9") дає ValueError: invalid literal for int() with base 10: '3.9'. Рядок із крапкою спершу перетворюють через float().

Рядки незмінні¶

Рядок — незмінний (immutable) об'єкт: після створення його не можна змінити на місці.

s = "abc"
s[0] = "x"
# TypeError: 'str' object does not support item assignment

Як тоді працює код, який ніби «змінює» рядок?

s = "hello"
original = s
s = s + " world"
print(original)
print(s)

Що виведе print(original)?

Згадай, що робить присвоювання і чи може змінитися сам рядок "hello".

Відповідь і пояснення

hello
hello world

Вираз s + " world" не змінює рядок "hello", а обчислює результат — рядок "hello world". Присвоювання прив'язує до нього ім'я s. Ім'я original і далі вказує на незмінний "hello".

flowchart TD
    classDef step     fill:#eceff1,stroke:#546e7a,stroke-width:1px,color:#1a1a1a;
    classDef decision fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef success  fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef error    fill:#ffebee,stroke:#c62828,stroke-width:3px,color:#1a1a1a;
    classDef warning  fill:#fff8e1,stroke:#e65100,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;

    subgraph S1["Стан 1: після original = s"]
        direction TB
        s1(["ім'я s"]) -- посилається --> H1["#quot;hello#quot;<br>тип str"]
        o1(["ім'я original"]) -- посилається --> H1
    end

    subgraph S2["Стан 2: після s = s + #quot; world#quot;"]
        direction TB
        s2(["ім'я s"]) -- посилається --> HW["#quot;hello world#quot;<br>тип str"]
        o2(["ім'я original"]) -- посилається --> H2["#quot;hello#quot;<br>не змінився"]
    end

    S1 --> S2

    class s1,o1,s2,o2 decision
    class H1,H2 step
    class HW success

Висновок

Операції над рядками не змінюють рядок на місці — вони повертають результат, а присвоювання вирішує, яке ім'я на нього вказуватиме.

Оператори¶

Для чисел int і float:

Оператор	Що робить	Приклад → результат
`+`, `-`, `*`	додавання, віднімання, множення	`2 * 3` → `6`
`**`	піднесення до степеня	`2 ** 10` → `1024`
`/`	ділення	`10 / 4` → `2.5`
`//`	ділення з округленням униз	`10 // 4` → `2`
`%`	остача від ділення	`10 % 4` → `2`

Для рядків:

Оператор	Що робить	Приклад → результат
`+`	склеювання	`"Hi" + "!"` → `'Hi!'`
`*`	повторення	`"Hi" * 3` → `'HiHiHi'`

Уточнення про / і //

Для int і float оператор / завжди дає float, навіть якщо ділиться націло: 4 / 2 дає 2.0.
// округлює частку вниз, а не «відкидає хвіст». Для від'ємних чисел це помітно: -7 / 2 дає -3.5, а -7 // 2 дає -4.
// не завжди повертає int: 7.5 // 2 дає 3.0, бо один з операндів — float.

Порядок операцій. Передбач результат:

print(1 + 2 * 3)

Відповідь

Множення виконується раніше за додавання, як у математиці. Щоб отримати 9, потрібні дужки: (1 + 2) * 3.

Символи і їхні коди¶

Кожен символ у Unicode має номер — кодову точку. ord() повертає номер символу, chr() — символ за номером:

print(ord("A"))
print(chr(66))
print(chr(ord("a") + 3))
print(ord("ї"))

Кодова точка — це не байти

ord() і chr() працюють з номерами символів у Unicode, а не з тим, як текст записується в пам'ять чи файл. Наприклад, "ї" — один символ з кодовою точкою 1111, а в кодуванні UTF-8 він займає два байти: "ї".encode("utf-8") дає b'\xd1\x97'.

Це основа роботи з текстом на рівні символів. Повна вправа на шифр Цезаря — на практикумі П1 (урок 9); тут достатньо зрозуміти механіку ord() і chr().

Більше прикладів з індексами символів, ord() і chr() — у ноутбуці lesson_ord_chr.ipynb .

Міні-проєкт «Таємнича посилка Нової Пошти»¶

На склад приїхала коробка без зворотної адреси. Склад відкриє її, лише коли кожен із чотирьох відділів перевірить свою частину даних і поставить пломбу. Якщо хоч один відділ помилиться, коробка лишиться закритою.

Ноутбук: Відкрити вправи в Colab Переглянути розв’язки

Група	Відділ	Про що задача
1	Адресний	прив'язування імен: на що вказує ім'я після переприсвоювання
2	Ваговий	вага прийшла рядком, а система приймає тільки `int`
3	Логістика	обчислення ціни, де важливий порядок операцій
4	Відправлення	назва міста прийшла кодами символів — прочитати її через `chr()`

Як це проходить на занятті. Усі групи відкривають той самий ноутбук і розв'язують свій відділ. За правильну відповідь система видає двоцифровий код пломби, за типову помилку — підказку. Лідер групи називає код викладачу, а викладач вписує чотири коди в клітинку «Склад» на проєкторі. Для самої гри інтернет-сервіси не потрібні, і нічиї імена ніде не зберігаються. Коли всі чотири пломби правильні, коробка відкривається, а в ній — кнопка «📚 Матеріали уроку» з посиланням на папку з матеріалами в Google Drive. Удома той самий ноутбук можна пройти самостійно — усі чотири відділи по черзі.

Кожна задача проходить той самий шлях даних:

flowchart TD
    classDef step     fill:#eceff1,stroke:#546e7a,stroke-width:1px,color:#1a1a1a;
    classDef decision fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef success  fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;
    classDef error    fill:#ffebee,stroke:#c62828,stroke-width:3px,color:#1a1a1a;
    classDef warning  fill:#fff8e1,stroke:#e65100,stroke-width:2px,color:#1a1a1a;

    D["дані з посилки<br>значення в коді"] --> M{"що вони означають?<br>число, текст, код?"}
    M --> T["який у них тип зараз<br>перевір type()"]
    T --> C{"потрібне<br>перетворення?"}
    C -- так --> X["int(), ord() …<br>або порядок операцій"]
    C -- ні --> R
    X --> R["результат потрібного типу"]
    R --> S["перевірка відділу<br>і код пломби"]

    class D,T step
    class M,C decision
    class X warning
    class R,S success

Критерії успіху — твоя група готова до перевірки, коли може:

визначити, які дані отримала і якого вони типу зараз;
перетворити їх у тип, який вимагає система, — або пояснити, чому перетворення не потрібне;
пояснити результат одним реченням: чому Python повернув саме це значення;
вивести результат і перевірити його тип через type() перед перевіркою.

Перенеси навичку¶

Нова ситуація — каса магазину. Кількість товару прийшла з форми як текст, ціна — число:

quantity = "3"
price = 45.5

Напиши код, який виведе:

Разом: 136.5 грн

Підказка 1

Спершу визнач тип кожного значення. Що станеться, якщо одразу написати quantity * price?

Підказка 2

Кількість — ціле число. Перетвори її явно, а потім обчисли суму. Для виводу згадай, як print() розділяє кілька значень.

Самоперевірка¶

Якого типу значення "3.0"?
Після x = 7, y = x, x = 8 — на яке значення вказує y?
Чому s[0] = "x" для рядка дає помилку?
Що дадуть 7 // 2 і -7 // 2?
Чим відрізняються None і NoneType?

Відповіді

str — лапки роблять його текстом, навіть якщо всередині число.
7. y = x прив'язало y до об'єкта 7; x = 8 переприв'язало тільки x.
Рядки незмінні: об'єкт рядка не можна змінити на місці. Можна лише отримати новий результат і прив'язати до нього ім'я.
3 і -4: // округлює частку вниз.
None — значення «нічого немає», NoneType — його тип: type(None) дає <class 'NoneType'>.

Поглиблення (необов'язково)¶

Ці теми не потрібні для задач уроку. Повернися до них, коли основне стане зрозумілим.

id() та is: ідентичність об'єкта

id(obj) повертає ціле число — ідентифікатор об'єкта, унікальний, поки об'єкт існує. Це не значення об'єкта: 42 і 42.0 рівні за значенням (42 == 42.0 дає True), але це різні об'єкти різних типів.

a = 5
b = a
print(id(a) == id(b))   # True — одне й те саме
print(a is b)           # True — оператор is порівнює ідентичність

У CPython (найпоширенішій реалізації Python) id() збігається з адресою об'єкта в пам'яті, але це деталь реалізації, а не гарантія мови.

Повторне використання об'єктів

Python може повторно використовувати незмінні об'єкти: наприклад, CPython тримає готові об'єкти для малих цілих чисел і може «інтернувати» деякі рядки. Тому id() двох однакових значень іноді збігається, а іноді ні. Покладатися на це не можна: для порівняння значень використовуй ==, а не is.

Як + дізнається, що робити

Коли Python виконує x + y, він питає тип лівого операнда, чи вміє той додати y (спеціальний метод __add__). Якщо ні — питає правий (__radd__). Якщо жоден не вміє — виникає TypeError. Тому числа додаються, рядки склеюються, а "42" + 5 дає помилку. Власні класи й спеціальні методи — тема модуля 2.

Duck typing

Python часто цікавить не «якого класу об'єкт», а «чи підтримує він потрібну операцію». Циклу for item in obj: підходить будь-який об'єкт, по якому можна ітерувати: list, str, range чи власний клас. Цей підхід називають duck typing. Перевірка при цьому є: якщо операція не підтримується, Python повідомить про помилку, як-от TypeError для for x in 5:.

Незмінність і ключі словника

Незмінні об'єкти, як-от рядки й числа, можуть бути ключами dict і елементами set: їхнє значення, а отже й хеш, не зміниться, поки об'єкт живий. Словники й множини — у наступних уроках.

Практика¶

Спробуйте самі — де практикуватись: note_lesson_variables.ipynb — передбачення з перевіркою на кожному кроці, тест на розуміння перетворення типів і міні-проєкт «Нова Пошта».

Довідник-практикум методів: Відкрити вправи в Colab Переглянути розв’язки — f-рядки й форматування чисел (f"{x:.2f}", ширина, вирівнювання), індекси й зрізи, найуживаніші методи str, операції й функції для int і float, безпечне перетворення типів; 7 вправ з перевірками.

Документація¶

Іменування і зв'язування (naming and binding)
Ідентифікатори і ключові слова
Вбудовані типи: числові типи, рядки str, None
Методи рядків, f-рядки, міні-мова форматування, math.isclose
Вбудовані функції: type(), int(), id(), ord(), chr()
Арифметичні оператори і пріоритет операторів
Глосарій: immutable, duck-typing
PEP 8 — іменування, PEP 20 — Zen of Python

Урок 3. Змінні та базові типи даних¶

Пригадай урок 2¶

Імена та об'єкти¶

Присвоювання зв'язує ім'я з об'єктом¶

Що відбувається при b = a?¶

Як називати змінні¶

Базові вбудовані типи¶

Тип визначає, які операції дозволені¶

Динамічна і строга типізація¶

Явне перетворення: ти обираєш намір¶

Рядки незмінні¶

Оператори¶

Символи і їхні коди¶

Міні-проєкт «Таємнича посилка Нової Пошти»¶

Перенеси навичку¶

Самоперевірка¶

Поглиблення (необов'язково)¶

Практика¶

Документація¶

Що відбувається при `b = a`?¶