Python cơ bản: biến, kiểu dữ liệu và toán tử

Mọi chương trình đều làm việc với dữ liệu: kích thước ảnh, mã sản phẩm, kết quả OK/NG, nhiệt độ cảm biến. Bài này dạy cách lưu dữ liệu vào biến, bốn kiểu dữ liệu cơ bản và các phép toán. Đây là bộ "từ vựng" bạn dùng trong mọi dòng code về sau.

1. Biến: đặt tên cho dữ liệu

Biến là một cái tên gắn với một giá trị. Dùng dấu = để gán:

chieu_rong = 1920
chieu_cao = 1080
ten_camera = "CAM_01"

so_pixel = chieu_rong * chieu_cao
print(ten_camera, "có", so_pixel, "pixel")

CAM_01 có 2073600 pixel

Dấu = trong lập trình không có nghĩa "bằng nhau" như toán học, mà là "gán giá trị bên phải cho tên bên trái". Vì thế viết dem = dem + 1 là hợp lệ: lấy giá trị cũ cộng 1 rồi gán lại.

Quy tắc đặt tên

• Chỉ gồm chữ cái không dấu, chữ số, dấu gạch dưới; không bắt đầu bằng số: anh_1 đúng, 1_anh sai.
• Phân biệt chữ hoa, chữ thường: Dem và dem là hai biến khác nhau.
• Theo quy ước Python, dùng snake_case: chữ thường nối bằng gạch dưới (so_san_pham_loi).
• Đặt tên có nghĩa: nguong_sang tốt hơn x. Ba tháng sau đọc lại bạn sẽ cảm ơn chính mình.

2. Bốn kiểu dữ liệu cơ bản

Hàm type() cho biết kiểu của một giá trị:

so_san_pham = 1250
duong_kinh = 12.48
ma_lo = "LOT2026-10"
dat_chuan = True

print(type(so_san_pham), type(duong_kinh), type(ma_lo), type(dat_chuan))

<class 'int'> <class 'float'> <class 'str'> <class 'bool'>

3. Toán tử số học

a, b = 17, 5
print(a + b)    # cộng: 22
print(a - b)    # trừ: 12
print(a * b)    # nhân: 85
print(a / b)    # chia: 3.4  (luôn ra float)
print(a // b)   # chia lấy phần nguyên: 3
print(a % b)    # chia lấy dư: 2
print(a ** 2)   # lũy thừa: 289

Hai phép rất hay dùng trong xử lý ảnh:

• // để tìm tâm ảnh: ảnh rộng 641 pixel thì tâm ở cột 641 // 2 = 320 (tọa độ pixel phải là số nguyên).
• % để làm việc theo chu kỳ, ví dụ cứ 100 ảnh thì lưu một ảnh mẫu: if so_anh % 100 == 0.

4. So sánh và logic

Phép so sánh trả về bool. Đây là nền tảng của mọi tiêu chí OK/NG:

duong_kinh = 12.48
dat = 12.40 <= duong_kinh <= 12.60     # Python cho phép viết so sánh liên tiếp
print("Đạt dung sai:", dat)

co_vet_xuoc = False
san_pham_ok = dat and not co_vet_xuoc
print("Sản phẩm OK:", san_pham_ok)

Đạt dung sai: True
Sản phẩm OK: True

Các toán tử: == (bằng), != (khác), <, <=, >, >=; và ba toán tử logic and, or, not.

5. Chuỗi và f-string

Chuỗi đặt trong nháy đơn hoặc nháy kép. Cách tốt nhất để ghép dữ liệu vào chuỗi là f-string: thêm chữ f trước dấu nháy và đặt biến trong {}:

ma_sp = "SP-0042"
duong_kinh = 12.4837
thoi_gian_ms = 38.2

print(f"Sản phẩm {ma_sp}: đường kính {duong_kinh:.2f} mm, xử lý {thoi_gian_ms:.0f} ms")
print(f"Ảnh số {7:05d}")          # thêm số 0 phía trước cho đủ 5 chữ số
print(f"Tỉ lệ lỗi: {0.0123:.1%}")  # định dạng phần trăm

Sản phẩm SP-0042: đường kính 12.48 mm, xử lý 38 ms
Ảnh số 00007
Tỉ lệ lỗi: 1.2%

Ba định dạng cần nhớ: :.2f (2 chữ số thập phân), :05d (số nguyên đủ 5 chữ số, thêm 0 phía trước, rất hợp để đặt tên file ảnh anh_00007.png), :.1% (phần trăm).

Một số thao tác chuỗi hay dùng:

ten_file = "  SP-0042_NG.PNG  "
ten = ten_file.strip().lower()        # bỏ khoảng trắng hai đầu, đổi chữ thường
print(ten)                            # sp-0042_ng.png
print(ten.endswith(".png"))           # True
print(ten.split("_"))                 # ['sp-0042', 'ng.png']
print("_ng" in ten)                   # True: kiểm tra chuỗi con
print(ten.replace(".png", ".jpg"))    # sp-0042_ng.jpg
print(len(ten))                       # độ dài chuỗi: 14

6. Ép kiểu và nhập dữ liệu

Hàm input() luôn trả về chuỗi, kể cả khi người dùng gõ số. Muốn tính toán phải ép kiểu bằng int() hoặc float():

so_luong = int(input("Số sản phẩm đã kiểm: "))
ty_le_loi = float(input("Tỉ lệ lỗi (%): "))
so_loi = so_luong * ty_le_loi / 100
print(f"Số sản phẩm lỗi ước tính: {so_loi:.0f}")

Số sản phẩm đã kiểm: 25
Tỉ lệ lỗi (%): 3.5
Số sản phẩm lỗi ước tính: 1

Ép kiểu còn dùng khi đọc dữ liệu từ file, từ PLC hay từ tên file ảnh: int("0042") cho ra 42, str(42) cho ra "42". Gõ chữ vào chỗ cần số sẽ gây ValueError; bài 6 sẽ dạy cách bắt lỗi này.

7. Hai cái bẫy về số

Số thực không chính xác tuyệt đối

print(0.1 + 0.2)              # 0.30000000000000004
print(0.1 + 0.2 == 0.3)       # False!

import math
print(math.isclose(0.1 + 0.2, 0.3))   # True: so sánh số thực đúng cách
print(round(12.4837, 2))              # 12.48

Máy tính lưu số thực dạng nhị phân nên có sai số rất nhỏ. Khi so sánh kích thước đo được, không dùng == với số thực, hãy dùng khoảng dung sai như ví dụ ở mục 4 hoặc math.isclose().

round() làm tròn "về số chẵn"

print(round(2.5), round(3.5))   # 2 4  (không phải 3 4)

Python dùng quy tắc làm tròn của ngân hàng: số .5 làm tròn về số chẵn gần nhất để giảm sai lệch tích lũy. Khi hiển thị, dùng f-string :.2f; khi tính toán, giữ nguyên độ chính xác đến bước cuối.

Tóm tắt

• Biến gán bằng =, đặt tên snake_case có nghĩa.
• Bốn kiểu cơ bản: int, float, str, bool.
• / luôn ra float, // lấy phần nguyên, % lấy dư.
• So sánh trả về bool; kết hợp bằng and, or, not.
• Dùng f-string với :.2f, :05d, :.1% để in đẹp.
• input() trả về chuỗi; không so sánh số thực bằng ==.

Bài tập

rong_px = 2448
rong_mm = 122.4
mm_moi_px = rong_mm / rong_px
print(f"{mm_moi_px:.3f} mm/pixel")
print(f"{1 / mm_moi_px:.3f} pixel/mm")

0.050 mm/pixel
20.000 pixel/mm

danh_nghia = 25.00
dung_sai = 0.05
do = 25.062
dat = danh_nghia - dung_sai <= do <= danh_nghia + dung_sai
print("OK" if dat else "NG")   # biểu thức điều kiện một dòng, bài sau sẽ học kỹ

NG

ma_tram = "ST3"
so_thu_tu = 128
ket_qua = "NG"
ten_file = f"{ma_tram}_{so_thu_tu:06d}_{ket_qua}.png"
print(ten_file)

ST3_000128_NG.png

ten = "ST3_000128_NG.png"
phan = ten.replace(".png", "").split("_")
ma_tram = phan[0]
so_thu_tu = int(phan[1])
ket_qua = phan[2]
print(ma_tram, so_thu_tu, ket_qua)

ST3 128 NG