Data types and structures

歡迎來到數據類型與結構的世界！

在本章中，我們將學習電腦如何儲存和組織資訊。將程式想像成一位正在準備食譜的大廚：指令就是程式碼 (code)，而食材則是數據 (data)。要成為一名出色的程式設計師，你需要精確地了解你正在處理哪些「食材」，並學會如何妥善儲存它們，以免造成混亂！

1. 變數與常數

在探討具體的數據類型之前，我們必須知道該將它們放在哪裡。在程式設計中，我們使用「容器」來存放資訊。

變數 (Variables)

變數是電腦記憶體中的一個位置，用來儲存數據。變數最重要的特點是，其數值在程式執行期間可以更改。
例子：在電子遊戲中，你的「分數」就是一個變數。它從 0 開始，並隨著你的遊玩而增加。

常數 (Constants)

常數同樣是記憶體中的一個位置，但一旦你存入數值，它就無法更改。在整個程式執行過程中，它將保持不變。
例子：圓周率 (\( \pi \)) 的數值，或遊戲中的關卡總數。

快速重溫：
變數 (Variable) = 可以改變（就像你的年齡）。
常數 (Constant) = 保持不變（就像你的出生日期）。

2. 基本數據類型 (Primitive Data Types)

每一項數據都有一個「類型」，告訴電腦如何處理它。以下是你需要掌握的四種「基本」類型：

1. 整數 (Integer)： 沒有小數點的整數。它們可以是正數或負數。
例子：10, -5, 0, 42

2. 實數 (Real 或 Float)： 帶有小數點的數字。
例子：3.14, -0.5, 10.0

3. 布林值 (Boolean)： 此類型只有兩個值：True（真）或 False（假）。可以把它想像成電燈開關。
例子：IsGameOver = True

4. 字元 (Character 或 Char)： 單一字母、數字或符號。
例子：'A', '!', '3'

記憶小撇步：記住 I.R.B.C.（I Read Big Comics），即 Integer（整數）、Real（實數）、Boolean（布林值）、Character（字元）！

關鍵重點：選擇正確的數據類型可以節省記憶體並防止錯誤。你不會試圖對一個布林值進行數學運算，也不會用整數來儲存像 £1.99 這樣的價格！

3. 結構化數據類型 (Structured Data Types)

有時候，單一數據項是不夠的，我們需要方法將數據組合在一起。這些被稱為結構化數據類型。

字串 (Strings)

字串是一組連結在一起的字元集合。我們通常將它們放在引號內。雖然它們看起來像單詞，但電腦將其視為一串連續的字元「鏈」。
例子："Hello World" 或 "Computer Science123"

陣列 (Arrays - 一維)

陣列是一個列表，其中的項目全都是相同的數據類型，並儲存在同一個名稱下。
比喻：將一維陣列想像成一個雞蛋盒。每個格子都有一個索引編號（從 0 開始！），而你可以在每個格子裡放一個項目。

陣列 (Arrays - 二維)

二維陣列就像一個包含行和列的表格。要找到某個數據，你需要兩個坐標。
比喻：將二維陣列想像成電影院座位表或棋盤。要找到一個座位，你需要行號和座位編號。

記錄 (Records)

記錄允許你儲存一組相關的數據項，它們可以屬於不同的數據類型。
例子：「學生 (Student)」記錄可能包含：
- FirstName (字串)
- Age (整數)
- AttendancePercent (實數)

常見錯誤：忘記陣列通常是從 0 開始計算，而不是 1！這被稱為從零開始索引 (zero-indexing)。

4. 字串操作 (String Manipulation)

程式經常需要更改或「操作」字串。以下是你在 Paper 2 中會用到的四種主要工具：

1. 長度 (Length)： 找出字串中有多少個字元（包括空格！）。
例子："Cat" 的長度是 3。

2. 位置 (Position)： 找出特定字元在哪裡。記得從 0 開始數！
例子：在字串 "Apple" 中，'p' 的位置是 1。

3. 子字串 (Substring)： 從較長的字串中提取較小的一部分。
例子：從 "Strawberry" 提取子字串以得到 "Berry"。

4. 大小寫轉換 (Case Conversion)： 將文字全部改為大寫 (UPPERCASE) 或全部改為小寫 (lowercase)。
用途：檢查用戶輸入的是 "YES"、"yes" 還是 "Yes"——你可以先將它們全部轉換為小寫，這樣就很容易檢查了！

你知道嗎？電腦將 'A' 和 'a' 視為完全不同的東西，因為它們擁有不同的底層二進位代碼！

章節總結

檢查清單：你能否...

- 解釋變數與常數的區別？
- 識別 Integer（整數）、Real（實數）、Boolean（布林值） 和 Char（字元） 類型？
- 解釋陣列存放相同類型的項目，而記錄可以存放不同類型？
- 計算一段文字的長度或找到其子字串？

如果覺得要記的東西太多，別擔心。練習編寫更多使用這些類型的程式，你會慢慢感到得心應手！