ตัวแปรและประเภทข้อมูล

ในบทนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับตัวแปรและประข้อมูลในภาษา Python เราจะพูดถึงการประกาศตัวแปรและการนำตัวแปรไปใช้งานในโปรแกรม และเราจะอธิบายถึงข้อมูลประเภทต่างๆ ที่เป็นประเภทข้อมูลพื้นฐาน (Primitive data type) ในภาษา Python และรวมทั้งฟังก์ชันสำหรับการใช้งานกับตัวแปร

ตัวแปร

ตัวแปร (Variable) คือชื่อหรือเครื่องหมายที่กำหนดขึ้นสำหรับใช้อ้างถึงค่าที่เก็บในหน่วยความจำ ตัวแปรจะมีชื่อ (Identifier) สำหรับใช้ในการอ้างถึงข้อมูลของมัน ในการเขียนโปรแกรม ค่าของตัวแปรสามารถที่จะกำหนดได้ใน run-time หรือเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาในขณะที่โปรแกรมทำงาน (Executing)

ในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์นั้น ตัวแปรจะแตกต่างจากตัวแปรในทางคณิตศาสตร์ ค่าของตัวแปรนั้นไม่จำเป็นต้องประกอบไปด้วยสูตรหรือสมการที่สมบูรณ์เหมือนกับในคณิตศาสตร์ ในคอมพิวเตอร์ ตัวแปรนั้นอาจจะมีการทำงานซ้ำๆ เช่น การกำหนดค่าในที่หนึ่ง และนำไปใช้อีกที่หนึ่งในโปรแกรม และนอกจากนี้ยังสามารถกำหนดค่าใหม่ให้กับตัวแปรได้ตลอดเวลา ต่อไปเป็นตัวอย่างของการประกาศตัวแปรในภาษา Python

a = 3
b = 4.92
c = "marcuscode.com"
c = 10.5

ในตัวอย่าง เราได้ทำการประกาศ 3 ตัวแปร ในการประกาศตัวแปรในภาษา Python คุณไม่จำเป็นต้องระบุประเภทของตัวแปรในตอนที่ประกาศเหมือนในภาษา C ในตัวแปร a มีค่าเป็น 3 และมีประเภทเป็น Integer ตัวแปร b มีค่าเป็น 4.92 และมีประเภทเป็น Float และตัวแปร c มีค่าเป็น "marcuscode.com" และเป็นประเภท String ภายหลังเราได้เปลี่ยนค่าของตัวแปร c เป็น 10.5 และตัวแปรกลายเป็นประเภท Float แทน

a, b = 1, 2
x = y = z = 10
print("a = " , a)
print("b = " , b)
print("x = " , x)
print("y = " , y)
print("z = " , z)

ในภาษา Python นั้นสนับสนุนการกำหนดค่าให้กับตัวแปรหลายค่าในคำสั่งเดียว ในตัวอย่าง เป็นการกำหนดค่า 1 และ 2 กับตัวแปร a และ b ตามลำดับ และในคำสั่งต่อมาเป็นการกำหนดค่า 10 ให้กับตัวแปร x y และ z ซึ่งทำให้การเขียนโปรแกรมสะดวกและรวดเร็วมากขึ้น

a =  1
b =  2
x =  10
y =  10
z =  10

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรม

ต่อไปจะเป็นการพูดถึงประเภทข้อมูลชนิดต่างๆ ที่ภาษา Python สนับสนุน ซึ่งจะมีอยู่สามประเภทใหญ่ๆ คือ ข้อมูลแบบตัวเลข นั้นจะแบ่งย่อยออกเป็น Integer และ Float ข้อมูลประเภท String และข้อมูลแบบลำดับ เช่น List และ Tuple ประเภทข้อมูลทั้งหมดนี้เป็น Built-in type ในภาษา Python

Numbers

ในภาษา Python นั้นสนับสนุนข้อมูลแบบตัวเลข ซึ่งข้อมูลประเภทนี้จะแบ่งออกเป็น Integer Float Decimal และ Complex อย่างไรก็ตามเราจะเน้นย้ำใน Integer ซึ่งเป็นการเก็บข้อมูลแบบจำนวนเต็ม และ Float เป็นข้อมูลแบบจำนวนจริง สำหรับประเภทแบบ Decimal นั้นแตกต่างไปจาก Float คือสามารถเก็บความละเอียดของจุดทศนิยมได้มากกว่า นอกจากนี้ Python ยังสนับสนุนตัวเลขในรูปแบบ Complex ที่แสดงในแบบ a +bj ต่อไปเป็นตัวอย่างในการประกาศและใช้งานตัวแปรแบบตัวเลขในภาษา Python

# Integer
a = 7
b = 3
c = a + b
d = a / b

print ('a = %d' % a)
print ('b = %d' % b)
print ('c = %d' % c)
print ('d = ', d)

ในตัวอย่าง เป็นการประกาศและใช้งานตัวแปรประเภท Integer เราได้ทำการประกาศตัวแปรและกำหนดค่าให้กับ a และ b ในการแสดงผลในรูปแบบของ String format กับฟังก์ชัน print() นั้นจะใช้ specifier เป็น %d เราสามารถกำหนดค่าให้กับตัวแปรได้โดย Literal หรือ Expression

สิ่งหนึ่งที่น่าสังเกตในการหารตัวเลขในภาษา Python การหารตัวเลขนั้นจะได้ค่าเป็น Float เสมอ ถึงแม้ตัวเลขทั้งสองจะเป็น Integer ก็ตาม เช่นในตัวแปร d ซึ่งแตกต่างจากภาษา C ที่เมื่อตัวเลขทั้งสองเป็นแบบ Integer จะได้ผลลัพธ์เป็น Integer

a = 7
b = 3
c = 10
d =  2.3333333333333335

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรม

# Floating point number
speed = 34.12
pi = 22 / 7
height = 2.31E5
length = 1.3E-3

print ('speed = %f' % speed)
print ('pi = %f' % pi)
print ('height = %f' % height)
print ('length = %f' % length)
print (pi)

ต่อไปเป็นการประกาศและใช้งานตัวแปรประเภท Float หรือตัวเลขที่มีจุดทศนิยม ในการกำหนดค่าให้กับตัวแปรนั้น เมื่อคุณกำหนดตัวเลขมีจุดมันจะเป็นประเภท Float อัตโนมัติ เราสามารถกำหนดค่าโดยตรงหรือในรูปแบบของ Expression ได้ และนอกจากนี้ ในภาษา Python ยังสามารถกำหนดในรูปแบบสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ได้เหมือนในตัวแปร height ซึ่งหมายถึง 2.31 x 10 ^ 5 และในตัวแปร length ซึ่งหมายถึง 1.3 x 10 ^ -3

speed = 34.120000
pi = 3.142857
height = 231000.000000
length = 0.001300
3.142857142857143

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรม ซึ่งในการแสดงผลของข้อมูลประเภท Float กับการจัดรูปแบบของตัวเลขนั้นจะใช้ %f และสำหรับการดูค่าเต็มของตัวเลขจริงๆ นั้นเราจะแสดงค่าของตัวเลขผ่านฟังก์ชัน print โดยตรง เหมือนในคำสั่งแสดงผลค่าของ pi ในบรรทัดสุดท้าย

Strings

Strings เป็นประเภทข้อมูลที่สำคัญและใช้งานทั่วไปในการเขียนโปรแกรม ในภาษาเขียนโปรแกรมส่วนมากแล้วจะมีประเภทข้อมูลแบบ String และในภาษา Python เช่นกัน String เป็นลำดับของตัวอักษรหลายตัวเรียงต่อกัน ซึ่งในภาษา Python นั้น String จะอยู่ในเครื่องหมาย Double quote หรือ Single quote เท่านั้น นอกจากนี้ในภาษา Python ยังมีฟังก์ชันในการจัดการกับ String มากมาย ซึ่งเราจะพูดอีกครั้งในบทของ String ในบทนี้มาทำความรู้จักกับ String เบื้องต้นกันก่อน

name = "Mateo"
country = "Ukrain"
language = 'Python'
interest = 'Mountain Everest'

ในตัวอย่าง เป็นการประกาศตัวแปรประเภท String สองตัวแปรแรกเป็นการประโดยการใช้ Double quote และสองตัวแปรต่อมาเป็นการใช้ Single quote ซึ่งคุณสามารถใช้แบบไหนก็ได้ แต่มีสิ่งที่แตกต่างกันเล็กน้อยคือเกี่ยวกับการกำหนดตัวอักษรพิเศษหรือเรียกว่า Escape character

sentent1 = "What's your name?"
sentent2 = 'I\'m Mateo.'
sentent3 = "He said \"I would learn Python first\"."
sentent4 = 'His teach replied "Oh well!"'
print (sentent1)
print (sentent2)
print (sentent3)
print (sentent4)

ในตัวอย่าง เป็นสิ่งที่แตกต่างของการประกาศ String ทั้งสองแบบกับ Escape character ตัวอักษร ' และ " นั้นเป็น Escape character ดังนั้นในการใช้งานตัวอักษรเหล่านี้ เราจะต้องทำการใส่เครื่องหมาย \ ลงไปข้างหน้าเสมอ แต่ในภาษา Python เมื่อคุณใช้ Double quote ในการประกาศ String คุณไม่ต้องทำการ Escape character สำหรับ Single quote และในทางกลับกัน อย่างไรก็ตามเราจะพูดอีกครั้งในบทของ String

What's your name?
I'm Mateo.
He said "I would learn Python first".
His teach replied "Oh well!"

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรมในการใช้งาน Escape character ในภาษา Python

site = 'marcuscode' + '.com'
tutorial = 'Python' ' Language'
print(site)
print(tutorial)

การทำงานอย่างหนึ่งที่สำคัญเกี่ยวกับ String ก็คือการเชื่อมต่อ String ซึ่งเป็นการนำ String ตั้งแต่สองอันขึ้นไปมาต่อกัน ในภาษา Python คุณสามารถต่อ String ได้โดยการใช้เครื่องหมาย + หรือคั่นด้วยช่องว่างหรือบรรทัดใหม่เหมือนในตัวอย่างข้างบน

marcuscode.com
Python Language

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรม

อย่างไรก็ตาม นี่เป็นการแนะนำเกี่ยวกับ String ในเบื้องต้นเท่านั้น เพราะว่า String นั้นมีเนื้อหาเป็นจำนวนมาก คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับ String อย่างละเอียด อีกครั้งในบทของ String

Lists

Lists เป็นประเภทข้อมูลที่เก็บข้อมูลแบบเป็นชุดและลำดับ กล่าวคือมันสามารถเก็บข้อมูลได้หลายค่าในตัวแปรเดียว และมี Index สำหรับเข้าถึงข้อมูล ในภาษา Python นั้น List จะเป็นเหมือนอาเรย์ในภาษา C มันสามารถเก็บข้อมูลได้หลายตัวและยังสามารถเป็นประเภทข้อมูลที่แตกต่างกันได้อีกด้วย มาดูการประกาศและใช้งาน List ในเบื้องต้น

# Declare lists
numbers = [1, 2, 4, 6, 8, 19]
names = ["Mateo", "Danny", "James", "Thomas", "Luke"]
mixed = [-2, 5, 84.2, "Mountain", "Python"]

# Display lists
print(numbers)
print(names)
print(mixed)

# Display lists using the for loops
for n in numbers:
    print(n, end=" ")
print()

for n in names:
    print(n, end=" ")
print()

for n in mixed:
    print(n, end=" ")
print()

ในตัวอย่าง เราได้ทำการประกาศ 3 Lists โดยตัวแปรแรกนั้นเป็น List ของตัวเลข และตัวแปรที่สองเป็น List ของ String และตัวแปรสุดท้ายเป็น List แบบรวมกันของประเภทข้อมูล เราใช้ฟังก์ชัน print() ในการแสดงผลข้อมูลใน List และใช้คำสั่ง For loop ในการอ่านค่าในลิสต์และนำมาแสดงผลเช่นกัน

[1, 2, 4, 6, 8, 19]
['Mateo', 'Danny', 'James', 'Thomas', 'Luke']
[-2, 5, 84.2, 'Mountain', 'Python']
1 2 4 6 8 19 
Mateo Danny James Thomas Luke 
-2 5 84.2 Mountain Python 

นี่เป็นผลการทำงานของโปรแกรม

languages = ["C", "C++", "Java", "Python", "PHP"]

print("Index at 0 = ", languages[0])
print("Index at 3 = ", languages[3])
languages[0] = "Scalar"
print("Index at 0 = ", languages[0])

Lists นั้นทำงานกับ Index ดังนั้นเราสามารถเข้าถึงข้อมูลของ List โดยการใช้ Index ของมันได้ ในตัวอย่างเป็นการเข้าถึงข้อมูลภายใน Index ซึ่ง Index ของ List นั้นจะเริ่มจาก 0 ไปจนถึงจำนวนทั้งหมดของมันลบด้วย 1 ในตัวอย่างเราได้แสดงผลข้อมูลของสอง List ในตำแหน่งแรกและในตำแหน่งที่ 4 ด้วย Index 0 และ 3 ตามลำดับ หลังจากนั้นเราเปลี่ยนค่าของ List ที่ตำแหน่งแรกเป็น "Scalar"

Index 0 =  C
Index 3 =  Python
Index 0 =  Scalar

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรม ซึ่งคุณได้ทำความรู้จักกับ List ในเบื้องต้น คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับ List ในภาษา Python อย่างละเอียดอีกครั้งในบทของ List ซึ่งเราจะพูดเกี่ยวกับการดำเนินการและการใช้ฟังก์ชันของ List นอกจากนี้ Python ยังมีประเภทข้อมูลแบบ Tuple และ Dictionary ซึ่งมีรูปแบบการเก็บข้อมูลคล้ายกับ List จึงคุณจะได้เรียนในบทต่อไป

ฟังก์ชันที่ใช้กับตัวแปร

ในภาษา Python นั้นมีฟังก์ชันที่สร้างมาเพื่อให้ใช้งานกับตัวแปร เช่น ฟังก์ชันสำหรับหาขนาดของตัวแปร ฟังก์ชันในการหาประเภทของตัวแปร ฟังก์ชันลบตัวแปรออกไปจากหน่วยความจำ และฟังก์ชันในการตรวจสอบว่าตัวแปรมีอยู่หรือไม่ ซึ่งในบางครั้งการเขียนโปรแกรมก็จำเป็นที่คุณอาจจะต้องมีการตรวจสอบสิ่งเหล่านี้ในขณะที่โปรแกรมทำงาน นี่เป็นตัวอย่างการใช้งาน

import sys

a = 8
b = 13.4
c = "Python"
d = [1, 2, 3, 4]

print('Size of a = ', sys.getsizeof(a))
print('Type of a = ', type(a))

print('Size of b = ', sys.getsizeof(b))
print('Type of b = ', type(b))

print('Size of c = ', sys.getsizeof(c))
print('Type of c = ', type(c))

print('Size of d = ', sys.getsizeof(d))
print('Type of d = ', type(d))

del a
del b, c, d

if 'a' in locals():
    print("a is exist")
else:
    print("a is not exist")

ในตัวอย่าง เราได้ประกาศตัวแปรประเภทต่างๆ เราได้ฟังก์ชัน getsizeof() สำหรับหาขนาดของตัวแปรที่มีหน่วยเป็น Byte และฟังก์ชัน type() สำหรับดูประเภทของตัวแปรว่าอยู่ในคลาสไหน ฟังก์ชัน del() สำหรับยกเลิกหรือลบการประกาศตัวแปรออกไปจากหน่วยความจำ และสุดท้ายเป็นการตรวจสอบว่าตัวแปรถูกประกาศแล้วหรือยังในฟังก์ชัน locals() สำหรับตรวจสอบตัวแปรในโมดูลปัจจุบัน หรือ globals() สำหรับตรวจสอบตัวแปรในโปรแกรมทั้งหมด

Size of a =  14
Type of a =  <class 'int'>
Size of b =  16
Type of b =  <class 'float'>
Size of c =  31
Type of c =  <class 'str'>
Size of d =  52
Type of d =  <class 'list'>
a is not exist

นี่เป็นผลลัพธ์การทำงานของโปรแกรมในการใช้ฟังก์ชันที่จำเป็นกับตัวแปร

ในบทนี้ คุณได้เรียนรู้เกี่ยวกับตัวแปรและประเภทข้อมูลในภาษา Python เราได้พูดถึงการประกาศและการใช้งานตัวแปร รวมถึงข้อมูลประเภทต่างๆ ในภาษา Python เช่น ตัวเลข String และ List และนอกจากนี้เรายังแนะนำให้คุณรู้จักกับฟังก์ชันที่มีความจำเป็นในการทำงานกับตัวแปร