Об’єкти, імена та типи даних

Об’єкти, імена та динамічна типізація

Програма опрацьовує об’єкти (objects). Кожний об’єкт має тип, значення та ідентичність. Тип визначає дозволені операції: числа можна додавати, рядки можна з’єднувати. Ім’я (name) зв’язується з об’єктом під час присвоєння. Запис count = 5 не оголошує комірку, яка назавжди має тип int: він зв’язує ім’я count із цілим числом.

Динамічна типізація означає, що типи об’єктів перевіряються під час виконання. У наступному присвоєнні те саме ім’я може посилатися на рядок. Це дозволено мовою, але часто погіршує зрозумілість програми. Для змінної кількості студентів краще зберігати ціле число протягом усього алгоритму.

a = 42
b = a
c = "Лондон"
c = 3.14
print(type(a).__name__, type(c).__name__)
print(a == b, a is b)

Результат: int float, а в наступному рядку True True. Присвоєння b = a створило ще один зв’язок із тим самим об’єктом (рис. 2.1). Воно не копіює об’єкт. Після a = 43 ім’я b усе ще позначатиме число 42: цілі числа незмінні, а присвоєння лише змінює зв’язок імені.

Рис. 2.1. Імена та об’єкти після повторного присвоєння

Функція type(x) повертає тип об’єкта, а id(x) – ціле число, яке ідентифікує об’єкт протягом його життя. Значення id не є порядковим номером змінної і не повинно входити до очікуваного результату тесту. У різних запусках воно може змінюватися; після видалення об’єкта його ідентифікатор може бути використаний знову.

Оператор == порівнює значення, а is – ідентичність об’єктів. Для чисел і тексту зазвичай потрібен ==. Не перевіряйте score is 100: можливе повторне використання об’єктів інтерпретатором не є правилом вашого алгоритму. Для спеціального значення None прийнято x is None.

Python не додає автоматично рядок до числа: вираз "5" + 2 спричинить TypeError. Треба явно обрати зміст: int("5") + 2 дає 7, а "5" + str(2) дає рядок "52". Саме відсутність довільних неявних перетворень мають на увазі, називаючи типізацію Python строгою.

Назви та стиль

Ідентифікатор не починається з цифри, не містить пробілів і не збігається з ключовим словом. Регістр важливий: total і Total – різні імена. Використовуйте англомовні назви student_count, unit_price, is_ready. Константи за домовленістю записують як MAX_ATTEMPTS; це стиль, а не заборона змінювати значення. Не називайте змінні str, sum або input, щоб не затіняти потрібні вбудовані функції.

Модуль keyword містить kwlist і softkwlist. Слова match та case є м’якими ключовими словами: спеціальне значення вони мають у певному контексті. Поради щодо назв і чотирьох пробілів для відступу: https://peps.python.org/pep-0008/.

Числові типи та точність

Убудовані числові типи – int, float, complex; bool є підтипом int. На рис. 2.2 показано навчальне групування, а не дерево абстрактних класів модуля numbers. Зокрема, Decimal не потрібно помилково малювати як підклас float.

Рис. 2.2. Вбудовані та додаткові числові типи

int зберігає цілі числа довільної точності в межах доступної пам’яті. Число 2 ** 100 обчислюється точно. Для читабельності дозволені підкреслення: 1_000_000. Літерали 0b1010, 0o12, 0xA позначають те саме десяткове число 10 в різних системах числення.

float у звичайній збірці CPython використовує двійкове подання подвійної точності. Число 0.5 подається точно, але десяткове 0.1 – наближено. Не кожне велике ціле число зберігається у float без втрат. Для точного лічильника або ідентифікатора використовуйте int, не float.

import math

value = 0.1 + 0.2
print(value)
print(value == 0.3)
print(math.isclose(value, 0.3))
print(math.isclose(1e-12, 0.0, abs_tol=1e-9))

Результат:

0.30000000000000004
False
True
True

math.isclose перевіряє близькість із відносним і абсолютним допусками. Поблизу нуля зазвичай потрібен додатний abs_tol. Допуск обирають за змістом задачі й одиницями вимірювання, а не копіюють довільну константу. Форматування .2f приховує зайві цифри під час друку, але не змінює спосіб зберігання числа.

Значення float("inf") і float("nan") теж дозволені. Для фізичних величин перевіряйте math.isfinite(x). nan не дорівнює навіть самому собі; тому одна перевірка x <= 0 не відхилить усі непридатні значення.

complex має дійсну й уявну частини: z = 2 + 3j, z.real, z.imag. Для комплексних чисел визначено арифметику й рівність, але не порядок < або >. Корінь із від’ємного числа можна обчислити через cmath.sqrt; math.sqrt працює з дійсними числами і відхиляє від’ємний аргумент.

bool має два значення: True та False. У числовому контексті вони поводяться як 1 і 0. Проте ознаку is_valid слід використовувати як логічну величину, а не як прихований лічильник без пояснення.

Decimal і Fraction

Для грошей можна зберігати цілі копійки або застосувати Decimal. Створюйте десяткові числа з рядків: Decimal("0.1"). Конструктор Decimal(0.1) перенесе вже наявне двійкове наближення. Операції Decimal теж залежать від точності контексту; нескінченний дріб не стає точним тільки завдяки зміні типу.

Fraction(1, 3) з модуля fractions зберігає раціональне число як дріб. Воно доречне для точних відношень цілих чисел. Ці два типи належать стандартній бібліотеці, тому встановлювати їх через pip не потрібно. Опис типів: https://docs.python.org/3.14/library/stdtypes.html.

Рядки, None та перетворення

str – незмінна послідовність символів Unicode. Лапки 'Лондон' і "Лондон" рівнозначні. У рядку "\n" записано символ нового рядка, а "\\" позначає один зворотний слеш. Окремого символьного типу немає: "А" – теж рядок. Детально рядки розглядатимуться в темі 6.

Значення None позначає відсутність результату. Воно відрізняється від нуля та порожнього рядка. Наприклад, мінімум ще не введеної серії можна початково позначити None; нуль міг би бути справжнім результатом.

Таблиця 2.1. Приклади явних перетворень

Вираз	Результат	Пояснення
int("12")	12	Рядок містить ціле число
int(-3.9)	-3	Відкидання дробової частини до нуля
float("12.5")	12.5	Десяткова крапка, не кома
str(12)	"12"	Текстове подання
bool(0)	False	Нуль є хибним
bool("False")	True	Непорожній рядок є істинним

int("12.5") не перетворить десятковий рядок на ціле число. Не слід мовчки робити int(float(text)), якщо задача вимагає саме цілого: так студент може приховати неправильне введення. Спочатку визначте формат допустимих даних, потім виконуйте відповідне перетворення.

Істинність (truthiness) дозволяє використовувати значення в умовах. Хибними є None, False, числові нулі та порожні рядки й колекції. Рядки "0", "False" та " " є істинними. Щоб перевірити відповідь «так», порівнюйте текст, наприклад answer.strip().lower() == "так".