Python là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ, dễ học và rất phổ biến hiện nay. Một trong những khái niệm cơ bản nhưng quan trọng nhất mà bất kỳ lập trình viên nào cũng cần nắm vững là kiểu dữ liệu trong Python. Việc hiểu rõ về các kiểu dữ liệu sẽ giúp bạn lập trình hiệu quả hơn, tối ưu hóa mã và tránh những lỗi không mong muốn. 

Kiểu dữ liệu trong Python là gì?

Định nghĩa kiểu dữ liệu

Kiểu dữ liệu (data type) là một khái niệm quan trọng trong lập trình, dùng để xác định loại và cấu trúc của dữ liệu mà một biến có thể lưu trữ và cách nó có thể được thao tác. 

Mỗi giá trị trong Python đều có một kiểu dữ liệu cụ thể, chẳng hạn như số nguyên (integer), số thực (float), chuỗi (string), hoặc các cấu trúc phức tạp như list, dictionary. Python là một ngôn ngữ có kiểu dữ liệu động (dynamically typed), nghĩa là bạn không cần khai báo kiểu dữ liệu khi tạo biến, Python tự động gán kiểu dựa trên giá trị.

Ví dụ:

x = 10  # kiểu dữ liệu số nguyên (integer)

y = 3.14  # kiểu dữ liệu số thực (float)

name = "Python"  # kiểu dữ liệu chuỗi (string)

Tầm quan trọng của kiểu dữ liệu trong Python

Kiểu dữ liệu trong Python đóng vai trò quan trọng trong việc xác định cách dữ liệu được lưu trữ và xử lý trong các chương trình. Chúng giúp:

1. Quản lý bộ nhớ hiệu quả: Python sử dụng các kiểu dữ liệu để tối ưu hóa việc lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ. Ví dụ, số nguyên và số thực có cách lưu trữ khác nhau, điều này giúp tiết kiệm tài nguyên.
2. Kiểm soát các phép toán: Mỗi kiểu dữ liệu hỗ trợ một tập hợp các phép toán khác nhau. Ví dụ, bạn có thể cộng hai số nguyên hoặc nối hai chuỗi, nhưng không thể thực hiện phép cộng giữa số và chuỗi mà không chuyển đổi kiểu dữ liệu.
3. Giảm lỗi trong lập trình: Hiểu rõ các kiểu dữ liệu giúp bạn tránh các lỗi phổ biến khi xử lý dữ liệu, đặc biệt là khi chuyển đổi giữa các kiểu khác nhau.

Việc hiểu rõ và sử dụng đúng các kiểu dữ liệu sẽ giúp lập trình viên dễ dàng kiểm soát dòng dữ liệu, tối ưu hóa hiệu suất và viết mã nguồn dễ bảo trì, đặc biệt khi làm việc với các dự án lớn.

Kiểu dữ liệu trong Python

Các kiểu dữ liệu trong Python 

Kiểu dữ liệu số (Numbers)

Python hỗ trợ hai kiểu dữ liệu số cơ bản: số nguyên (integer) và số thực (float). 

• Integer (số nguyên): Đây là kiểu dữ liệu dùng để lưu trữ các số nguyên. Bạn có thể sử dụng các số nguyên cho những phép toán đơn giản như cộng, trừ, nhân, chia mà không cần lo lắng về phần thập phân.

Ví dụ:

x = 10  # x là số nguyên (integer)

y = -5  # y cũng là số nguyên

• Float (số thực): Nếu bạn cần làm việc với những con số có phần thập phân, kiểu dữ liệu số thực (float) sẽ là lựa chọn phù hợp. Python tự động hiểu rằng mọi số có dấu chấm thập phân đều là float.

Ví dụ:

a = 3.14  # a là số thực (float)

b = -7.5  # b là số thực

Cách sử dụng 

Khi bạn làm việc với các phép toán trong Python, bạn có thể kết hợp cả số nguyên và số thực trong cùng một phép tính. Python sẽ tự động chuyển đổi kiểu dữ liệu khi cần, và kết quả của phép tính sẽ phụ thuộc vào kiểu dữ liệu của các biến tham gia.

Ví dụ:

result = 10 + 3.5  # kết quả sẽ là số thực: 13.5

Python cung cấp nhiều phép toán khác nhau để làm việc với số nguyên và số thực, như:

• Cộng (+)
• Trừ (-)
• Nhân (*)
• Chia (/)
• Lũy thừa (**)

Lưu ý: Kiểu số thực trong Python có thể gây ra lỗi làm tròn (rounding errors) khi xử lý những con số rất nhỏ hoặc rất lớn, điều này cần lưu ý khi làm việc với các ứng dụng tài chính hoặc khoa học.

Kiểu dữ liệu Number

Kiểu dữ liệu chuỗi (Strings) 

Chuỗi (string) là kiểu dữ liệu dùng để lưu trữ văn bản trong Python. Một chuỗi được đặt trong dấu ngoặc đơn ' ' hoặc dấu ngoặc kép " ". Bất kỳ đoạn văn bản nào, từ một chữ cái đến cả một câu dài, đều có thể được coi là chuỗi trong Python.

Ví dụ:

name = "Python là ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ"

Làm việc với chuỗi trong Python rất đơn giản. Bạn có thể nối chuỗi, lấy độ dài, hoặc thậm chí trích xuất một phần của chuỗi. Điều đặc biệt là chuỗi trong Python là bất biến (immutable), nghĩa là khi đã tạo ra, nó không thể thay đổi nội dung. Nếu cần chỉnh sửa, bạn phải tạo một chuỗi mới.

Ví dụ về nối chuỗi:

greeting = "Chào mừng " + "bạn đến với Python!"

print(greeting)

# Output: Chào mừng bạn đến với Python!

Các phương thức phổ biến của chuỗi

Python cung cấp nhiều công cụ hỗ trợ, giúp bạn làm việc với chuỗi một cách hiệu quả hơn. Sau đây là các phương thức thường dùng khi thao tác với chuỗi trong Python:

• len(): Trả về độ dài của chuỗi.
• lower(): Chuyển toàn bộ chuỗi thành chữ thường.
• upper(): Chuyển toàn bộ chuỗi thành chữ in hoa.
• replace(): Thay thế một phần của chuỗi bằng một chuỗi khác.
• split(): Chia chuỗi thành danh sách các phần tử nhỏ hơn, dựa trên một ký tự phân cách.

Ví dụ:

text = "Học lập trình Python rất thú vị"

print(text.lower())  # Kết quả: học lập trình python rất thú vị

print(text.replace("Python", "Java"))  # Kết quả: Học lập trình Java rất thú vị

Kiểu dữ liệu boolean (Booleans) 

Kiểu dữ liệu boolean chỉ có hai giá trị: True (đúng) và False (sai). Trong Python, boolean thường được sử dụng trong các điều kiện, vòng lặp, và các câu lệnh quyết định. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra và điều khiển dòng chảy của chương trình.

Ví dụ:

is_python_fun = True

is_java_hard = False

Boolean cũng có thể là kết quả của các phép so sánh, như so sánh bằng (==), lớn hơn (>), nhỏ hơn (<), v.v.

Ví dụ:

print(5 > 3)  # Kết quả: True

print(10 == 2)  # Kết quả: False

Điểm cần lưu ý

• Một số giá trị mặc định trong Python sẽ được coi là False, chẳng hạn như số 0, chuỗi rỗng "", hoặc giá trị None.
• Boolean giúp tối ưu hóa logic trong lập trình, giúp chương trình chạy hiệu quả hơn.

>> Xem thêm: 

• Tìm hiểu: quy tắc đặt tên biến trong Python

• Python và phân tích dữ liệu: Một sự kết hợp hoàn hảo

Kiểu dữ liệu phức hợp (Complex numbers)

Số phức (complex numbers) là một kiểu dữ liệu đặc biệt trong Python, dùng để biểu diễn các số có phần thực và phần ảo. Số phức thường có dạng a + bj, trong đó a là phần thực và b là phần ảo. Ký tự j đại diện cho đơn vị ảo, với giá trị j² = -1.

Ví dụ:

z = 3 + 4j

Trong ví dụ trên, 3 là phần thực, còn 4j là phần ảo. Số phức chủ yếu được sử dụng trong các bài toán liên quan đến số học phức tạp, chẳng hạn như các bài toán trong lĩnh vực điện tử, vật lý, hoặc kỹ thuật mà liên quan đến tần số, điện trường, hoặc tín hiệu.

Khi nào nên sử dụng số phức?

• Khi bạn làm việc với các phương trình phức tạp liên quan đến các giá trị âm dưới căn bậc hai, chẳng hạn như trong phương pháp phân tích Fourier hoặc lý thuyết tín hiệu.
• Trong điện tử, số phức giúp biểu diễn dòng điện và điện áp dưới dạng biểu diễn pha và biên độ.
• Sử dụng trong xử lý hình ảnh và các thuật toán liên quan đến đồ họa 3D.

Booleans trong Python

Kiểu dữ liệu dạng tập hợp trong Python 

List và Tuple 

Sự khác nhau giữa List và Tuple

Trong Python, List và Tuple là hai kiểu dữ liệu tập hợp cơ bản, nhưng có một số điểm khác biệt quan trọng mà bạn cần nắm rõ:

• List (Danh sách): Là một tập hợp có thể thay đổi. Bạn có thể thêm, xóa, hoặc sửa đổi các phần tử trong danh sách. List được biểu diễn bằng cặp dấu ngoặc vuông [].
• Tuple (Bộ dữ liệu): Là một tập hợp bất biến, có nghĩa là sau khi tạo ra, bạn không thể thay đổi các phần tử bên trong nó. Tuple được biểu diễn bằng cặp dấu ngoặc đơn ().

Ví dụ 

# List

my_list = [1, 2, 3]

my_list[0] = 5  # Thay đổi giá trị đầu tiên trong danh sách

# Tuple

my_tuple = (1, 2, 3)

# my_tuple[0] = 5  # Lỗi: Tuple không thể thay đổi

Cách sử dụng từng loại trong lập trình:

• List thường được sử dụng khi bạn cần một tập hợp dữ liệu mà có thể thay đổi trong quá trình thực thi chương trình, chẳng hạn như lưu trữ kết quả, danh sách học sinh, hoặc các mục cần xử lý.
• Tuple thích hợp trong các trường hợp bạn cần đảm bảo rằng dữ liệu không bị thay đổi sau khi khởi tạo. Tuple thường được dùng trong các tình huống như trả về nhiều giá trị từ một hàm hoặc lưu trữ các cặp khóa-giá trị bất biến.

List linh hoạt hơn nhưng Tuple lại có hiệu suất tốt hơn trong những trường hợp cần tốc độ truy xuất nhanh và không yêu cầu thay đổi dữ liệu.

Dictionary 

Dictionary (Từ điển) là một kiểu dữ liệu trong Python dùng để lưu trữ các cặp key-value (khóa-giá trị). Mỗi khóa trong dictionary là duy nhất, và nó ánh xạ tới một giá trị cụ thể. Dictionary được biểu diễn bằng dấu ngoặc nhọn {}.

Ví dụ về dictionary:

student = {

    "name": "John",

    "age": 21,

    "major": "Computer Science"

}

Trong ví dụ này, "name", "age", và "major" là các khóa, còn "John", 21, và "Computer Science" là các giá trị tương ứng.

Ứng dụng của Dictionary trong Python:

• Truy xuất dữ liệu nhanh: Bạn có thể dễ dàng truy xuất giá trị của một khóa bất kỳ với độ phức tạp O(1).
• Lưu trữ dữ liệu có cấu trúc: Dictionary thường được dùng để lưu trữ thông tin về một đối tượng hoặc thực thể. Ví dụ, thông tin về một sinh viên, nhân viên, hoặc một sản phẩm.

Ví dụ truy xuất giá trị từ dictionary:

print(student["name"])  # Kết quả: John

Kiểu dữ liệu Dictionary trong Python

>> Tham khảo khóa học: 

• Python Foundation in Data Analytics
• Python for Machine Learning

Cách sử dụng và chuyển đổi giữa các kiểu dữ liệu trong Python 

Trong lập trình, việc chuyển đổi giữa các kiểu dữ liệu là rất quan trọng khi bạn cần điều chỉnh dữ liệu từ kiểu này sang kiểu khác. Python cung cấp nhiều hàm tích hợp sẵn để giúp bạn thực hiện việc này một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Hàm chuyển đổi kiểu dữ liệu cơ bản

int(): Chuyển đổi giá trị sang kiểu số nguyên (integer).

• • Nếu giá trị là một chuỗi hoặc một số thực có thể chuyển đổi hợp lệ, hàm int() sẽ trả về một số nguyên.

Ví dụ:
x = int("10")  # Kết quả: 10

y = int(10.9)  # Kết quả: 10

float(): Chuyển đổi giá trị sang kiểu số thực (float).

• • Hàm float() có thể chuyển một chuỗi hoặc số nguyên thành số thực.

Ví dụ:
a = float("10.5")  # Kết quả: 10.5

b = float(10)      # Kết quả: 10.0

str(): Chuyển đổi giá trị sang kiểu chuỗi (string).

• • Dù là số nguyên, số thực hay bất kỳ kiểu dữ liệu nào, bạn có thể chuyển nó thành chuỗi bằng hàm str().

Ví dụ:
s = str(10)      # Kết quả: '10'

t = str(10.5)    # Kết quả: '10.5'

Lưu ý khi chuyển đổi kiểu dữ liệu

• Không phải lúc nào cũng có thể chuyển đổi trực tiếp giữa các kiểu dữ liệu. Ví dụ, nếu bạn cố gắng chuyển đổi một chuỗi không hợp lệ thành số nguyên hoặc số thực, Python sẽ tạo ra lỗi.
• Trong một số tình huống, bạn có thể cần phải kiểm tra và xác nhận dữ liệu trước khi chuyển đổi để tránh lỗi trong quá trình thực thi.

Khi nào cần sử dụng chuyển đổi kiểu dữ liệu

• Khi cần tính toán: Nếu bạn nhận dữ liệu từ người dùng dưới dạng chuỗi và muốn thực hiện các phép toán, bạn phải chuyển đổi nó thành số (số nguyên hoặc số thực).
• Khi cần hiển thị dữ liệu: Bạn có thể cần chuyển đổi số thành chuỗi để kết hợp với các phần tử văn bản trong quá trình xuất ra màn hình hoặc tệp.

Chuyển đổi dữ liệu trong Python

Qua bài viết này, bạn đã nắm được kiến thức cơ bản về các kiểu dữ liệu trong Python cũng như cách sử dụng và chuyển đổi chúng. Đây là một phần rất quan trọng trong hành trình học lập trình với Python, đặc biệt đối với những người mới bắt đầu. Tuy nhiên, để phát triển và thành thạo hơn trong Python, không chỉ dừng lại ở việc hiểu lý thuyết, mà còn cần thực hành và học hỏi các kiến thức nâng cao.

Nếu bạn muốn nâng cao kỹ năng lập trình Python của mình, từ cơ bản đến chuyên sâu, hãy tham gia ngay các khóa học Python tại Học viện MCI. Tại đây, bạn sẽ được hướng dẫn bởi đội ngũ giảng viên chuyên nghiệp, cùng với lộ trình học tập chi tiết, từ các kiến thức nền tảng đến những ứng dụng thực tiễn trong công việc.

👉 Đăng ký ngay để trở thành chuyên gia Python và mở rộng cơ hội nghề nghiệp của bạn! Khám phá khóa học tại MCI và bắt đầu hành trình chinh phục Python của bạn ngay hôm nay.