В программировании есть базовые вещи, на которых строится всё остальное. Мы решили рассказать о них, чтобы тем, кто только хочет начать разбираться в программировании, было проще. Если вы уже это знаете и хотите что-то посерьёзнее, почитайте, как установить облачный офис на свой сервер или что под капотом у ChatGPT и других языковых моделей.
Что такое переменная
Для начала формальное определение. Оно может показаться сложным, но знать его заранее полезно, по ходу рассказа определение будет обретать смысл:
Переменная — поименованная область памяти, в которую можно записать какое-то значение. Поименованная — значит, у неё есть определённое имя.
Представим ситуацию: в крупной компании, где много отделов и все не очень хорошо друг друга знают, проходит корпоратив. Чтобы сотрудникам было проще познакомиться, организаторы всем дают белые пластиковые бейджики, на которых нужно написать своё имя, потом их надо прикрепить на одежду. Бейджи готовились заранее в типографии, которая на обратной стороне каждой карточки проставила в углу номер от 1 до 999.
В нашей истории бейджик — это переменная. Точнее, у нас уже есть 999 переменных, которые мы получили от типографии. У каждого бейджа есть номер, поэтому мы легко отличим первый бейдж от сотого по его номеру на обратной стороне.
Присваивание значения
В самом начале корпоратива все карточки пустые — на них нет имён и можно там написать всё что угодно. С точки зрения переменной это означает, что у неё есть пока только имя (номер бейджика), но нет значения.
Когда приходит очередной сотрудник на корпоратив, он берёт очередной бейдж, например № 95, и пишет на нём маркером своё имя — Алексей, а организаторы помечают, что девяносто пятый бейдж у Алексея. В этот момент переменная № 95 получает значение «Алексей». С этого момента все — и организаторы, и коллеги — знают, что перед ними Алексей, потому что так написано в переменной (на бейджике).
«Алексей» — это значение переменной № 95. Это значение можно всегда посмотреть в табличке организаторов на 95-й строчке. В программировании это называется присваиванием, когда мы в переменную записываем какое-то значение и с этого момента оно там хранится.
Чтение переменной
Когда коллеги видят этого человека на корпоративе, они понимают, что перед ними — Алексей, потому что так написано на его бейдже. Это называется чтением значения переменной, когда другие узнают, что лежит внутри переменной (в нашем случае — бейджа № 95).
Если организаторам понадобится узнать, кто взял бейдж № 95, они посмотрят по своей таблице и тоже увидят, что это был Алексей.
Переменную можно считывать сколько угодно раз — внутри всегда будет одно и то же значение, которое в неё записано.
Запись нового значения
Главная ценность переменной в том, что в неё всегда можно записать другое значение. Например, Алексей увидел, что он единственный, кто написал на бейдже полное имя, а остальные написали попроще: Маша, Коля, Женя и Макс. Алексей подошёл к организаторам и попросил их стереть старую надпись и написать новую — «Лёша», и организаторы заменили имя и на бейдже, и в своей таблице.
В программировании это называется «записать в переменную новое значение». У нас осталась та же самая переменная — бейдж № 95, но вместо старого значения «Алексей» в ней уже хранится новое значение «Лёша». Новые значения в любую переменную можно записывать сколько угодно раз.
Типы переменных (что там можно хранить)
Переменные в компьютере — это просто ноли и единицы, записанные в памяти. Но в зависимости от того, как эти ноли и единицы потом обрабатываются, получаются разные данные.
Самый простой тип данных — это логический, истина или ложь, а на компьютерном языке — ноль или единица (те самые). Если использовать двоичную систему счисления, то в переменной можно хранить положительные числа, а если добавить некоторую хитрость — то и отрицательные. А если совсем применить математику и правила обработки чисел, то можно уже хранить дробные числа.
Но вообще типов переменных (типов данных) много, вот самые простые и популярные из них:
- числа
- строки (наши имена из примеров с корпоративом)
- картинки и любые другие файлы (да, их тоже можно хранить в одной, но очень большой переменной)
- наборы одинаковых (или даже разных) значений: например, в одной переменной можно хранить список всех участников корпоратива. Конечно, с каждым значением из них можно будет работать отдельно, но формально всё это будет одной переменной.
Тип данных может указать программист или компьютер сам может понять, что перед ним — в этом случае он сам выберет нужное количество памяти и то, как их хранить. Не все языки это умеют, но большинство современных — да.
Зачем нужны переменные
Бейджи на корпоративе были нужны для того, чтобы каждый не запоминал, как зовут тысячу коллег, а мог сразу узнать имя, просто посмотрев на бейдж (посмотреть на бейдж = прочитать значение переменной :-)
В программировании переменные нужны для того же: хранить какие-то данные и делиться ими, когда это понадобится. Например, в переменных хранят результаты вычислений, промежуточные данные расчётов, имена пользователей, базы данных, адреса серверов, пароли и всё, что ещё понадобится программисту. А если в переменную нужно положить новое значение, её просто перезаписывают и отправляют туда новые данные.
А можно в переменную записать что-то совсем другое?
В нашем примере на бейджах все писали имена, но если бы кто-то захотел нарисовать там картину или написать ноты к простой мелодии, у них бы возникли сложности. Всё дело в размере и возможностях бейджа. Для картины нужен бейдж из холста на подрамнике большого размера, а для нот — бейдж в виде специально разлинованной тетради.
С переменными в коде всё то же самое: для разных значений (чисел, строк, букв, картинок или музыки) нужны разные переменные с разными внутренними свойствами. В программировании это называется типами данных. Про них — в следующий раз.
