# 大綱
- 基礎 Python **資料類型** (data type)
- 整數：`integers`
- 浮點數：`floats`
- 布林：`booleans`
- 什麼是 **物件** (object)?
- 什麼是 **變數** (variable)?
- 基本的 **運算子** (operator)
- `arithmetic operators`
- `integer division and modulus`
- `comparison operators`
- `Boolean operators`
- `operator precedence` (introduced on next section)

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# 基礎 Python **資料類型** (data types)

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## Types
- 在程式裡的每一個 個體/實體 (entity) 都會有一個對應的類型

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## Integer
- 

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## Float
- 

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## Number Representation

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### Float Representations
- [人類算數採用十進制](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%8D%81%E8%BF%9B%E5%88%B6) (decimal system): e.g. $1.234$

- 十進位是以**10**爲底數的數字系統，是在世界上應用最廣泛的進位制。
- 係利用 `10` 的冪 (powers of `10`) 的倍數來表示： $1 + {2 \over 10} + {3 \over 100} + {4 \over 1000}$

- 但浮點數有`有限小數`跟`無限小數`，不是所有實數都可以被有限的位數表示： e.g., $1/3$
- ${1 \over 3} = 0.333 = {3 \over 10} + {3 \over 100} + {3 \over 1000} + ...$

--> 電腦記憶體有限，無法紀錄無限的位數

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### Integer Representation
- [二進制（英語：binary）在數學和數位電路中指以2為底數的記數系統，以2為基數代表系統是二進位制的。](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E4%BA%8C%E8%BF%9B%E5%88%B6)
- `0` or `1`

- 在電腦裡的數字是用 `2` 的冪來表示；如一個二進位的數字：`'b1011`，對應的十進位數字為：
- 1 x 2^0^ + 1 x 2^1^ + 0 x 2^0^ + 1 x 2^3^
= 1 + 2 + 0 + 8
= `11`
= 1 x 10^0^ + 1 x 10^1^

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### Float Binary Representation

- **浮點數** `二進制` 表示的原理與 `十進制` ㄧ樣，只是 **基數** 不同。如：
- ${1 \over 2^1} + {0 \over 2^2} + {1 \over 2^3}$ = ${1 \over 2} + {0 \over 4} + {1 \over 8} = 0.5 + 0 + 0.125 = 0.625$

- `二進制` 依然有無法表示的無限小數，如 `0.1`
- 

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### Float are not always exact

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#### :warning: be careful when comparing floats to one another

# Defining a positive infinite integer
positive_infinity = float('inf')

# Defining a negative infinite integer
negative_infinity = float('-inf')

print(positive_infinity + negative_infinity)

--> The result is `nan`

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## Coding
:information_source: Let's move to the `02 - Basic Data Types` juptyer notebook

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# **物件** (object)

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## 物件是什麼？
- Python 定義的實體
- 包含 `state` (data): 狀態 or 資料
- 包含 `method` (functionality): 功能
--> 封裝在 類別 (`class`) 中: **encapsulation**
- 範例: 不同牌子，但同為「車子」的類別

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## :star: Everything in Python is an object
- 每個物件有自己的屬性 (`attributes`)
- 不同屬性分別用來表示 `state` 或 `functionality`

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### 例如：`Integers` or `Floats`

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## 如何存取（一個）物件的屬性
- 利用 **dot notation(標記）**: `.`


- 利用 **call(呼叫)** 來執行表示功能的屬性：
- 通常會需要提供額外的參數：

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## Mutability ([可變性](https://terms.naer.edu.tw/detail/f1b7873c5e007f669f688cb02e2c8879/?seq=6)) and Immutability (Im-mutability [不可變](https://terms.naer.edu.tw/detail/d0119d4a1f4a2b87b94f97172a064faa/?seq=1))
用來形容一個物件，端看他的狀態是否可以被改變；如：

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## Coding
:information_source: Let's move to the `03 - Objects` juptyer notebook

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# Variables (「變」數)
## --> 替不同的物件命名 (name or label an object)
:information_source: 在一個程式裡，時常會存在多個相同類別的物件；如：他開Toyota, 你開Benz... 等。

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## 如何命名一個物件？
利用 `assignment` ([賦值](https://terms.naer.edu.tw/search/?query_term=assignment&query_field=title&query_op=&match_type=phrase&filter_bool=and&filter_term='%E9%9B%BB%E5%AD%90%E8%A8%88%E7%AE%97%E6%A9%9F%E5%90%8D%E8%A9%9E'&filter_field=subcategory_1.raw&filter_op=term&tabaction=browse)) operator: `=`
--> :warning: 不是指數學的"等於" 呦！

- 而是將物件 **指定** 給一個變數
- 此時，變數就是該物件的一個 reference (參考)：透過變數來存取該物件
- 如：

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## Referenes 與 Variables 的關係

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### 為什麼叫「變」數？
- 不同執行時間，同一個變數可以用於參考不同的物件；如：


- 亦可用於改變物件的狀態 (mutate)

- 新增 '4' 到 `a` 指向的 list

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## Assignment (賦值) 是如何發生的呢？
- Python 會先求出 RHS 的值，再將該值「賦」
- :::info
LHS: Left-hand side
RHS: Right-hand side
:::

- 一般來說，`RHS` 會是一個比文字更複雜的表示式；如：

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## 變數命名的方式
- case sensitive: 相同英文字母但大小寫不同，被視為"不同"的變數
- `必須` 遵從特定的規格：否則編譯器會回報錯誤
- `應該` 遵從特定的慣例：編譯器不一定會回報錯誤，主要用意是讓不同的人都能理解相同的程式

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### "必須" 遵從特定的規格

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### "應該" 遵從特定的慣例

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- PEP 8 Style Guide: https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/
:thinking_face: 為什麼是 `8`?
[PEP](https://peps.python.org/pep-0000/#introduction) 是 *Python Enhancement Proposal* 的縮寫；`PEP` 有多個主題，而主題是用後面的數字來索引。

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- 慣例是拿來打破的，只要有好的原因且ㄧ致
- 在 PEP 8 Style Guide 裡提到：
`A foolish consistency is the hobgoblin of little minds. (Emerson)`
- *hobgoblin*: 妖怪
- ChatGPT:
- "愚蠢的一致性是小心靈的小妖精。"
- 不要 "墨守成規"
> https://chat.openai.com/c/c9b538d3-006c-45bf-b28a-33ff0262d2a6

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## Coding
:information_source: Let's move to the `04 - Variables` juptyer notebook

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# Arithmetic Operators

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## Terminology (術語)
- `Operator` (運算子)：一種符號，表示運算時所執行的作業，例如`＋，－，*，╱`等。
> https://terms.naer.edu.tw/detail/4e2bee0417cd8aba1d954e5d756b385b/

- 運算子的類型
- `arithmetic operators`: 算數運算子
- `comparison (or relational) operators`: 關連式運算子
- `logical operators`：邏輯運算子

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- 用於運算子上的數個值稱為 `operands`: 運算**元**
依據運算元的數目，運算子可再分為：
- `unary operator`: 一元運算子； 'u' 意指 "單一"，指只有一個運算元的運算子，如代表負數的「－」號。
- `binary operator`: 二元運算子
- `ternary operator`: 三元運算子
- ...

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## Arithmetic Operators

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## Operand Types
- 運算子的類型決定運算子的運算內容

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## The **Power** Operator
某基數`冪`的操作，如：
- 基數為**整數**搭配正或負的冪次

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- 基數為**浮點數**
- Python 亦有支援[複數 (實部 + 虛部)](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=15136)

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## Python 如何實作算數運算子？
- :thinking_face: 數字實際上就是物件
- 物件就會有 `狀態` 跟 `功能`，其中一個常用的功能就是 `__add__` 函式
- 如：

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### 任何一個類型都可以實作自己的 __add__ 函式
- 當我們使用 "+" 運算元時，Python 會呼叫該類型的 `__add__` 函式，如：

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## Coding
:information_source: Let's move to the `05 - Arithmetic Operator` juptyer notebook