Python入门教程 | Python 数字(Number)

比眉伴天荒 2024-03-24 23:37 201阅读 0赞

## Python3 数字(Number) ##

Python 数字数据类型用于存储数值。

数据类型是不允许改变的,这就意味着如果改变数字数据类型的值，将重新分配内存空间。

以下实例在变量赋值时 Number 对象将被创建：

var1 = 1
    var2 = 10

您也可以使用del语句删除一些数字对象的引用。

del语句的语法是：

> del var1\[,var2\[,var3\[…,varN\]\]\]

您可以通过使用del语句删除单个或多个对象的引用，例如：

del var
    del var_a, var_b

Python 支持三种不同的数值类型：

*  整型(int) - 通常被称为是整型或整数，是正或负整数，不带小数点。Python3 整型是没有限制大小的，可以当作 Long 类型使用，所以 Python3 没有 Python2 的 Long 类型。布尔(bool)是整型的子类型。
 *  浮点型(float) - 浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示（2.5e2 = 2.5 x 102 = 250）
 *  复数( (complex)) - 复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型。

我们可以使用十六进制和八进制来代表整数：

C:\Users\Lenovo>python
    Python 3.11.4 (tags/v3.11.4:d2340ef, Jun  7 2023, 05:45:37) [MSC v.1934 64 bit (AMD64)] on win32
    Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
    >>> number = 0xA0F # 十六进制
    >>> number
    2575
    >>> number=0o37 # 八进制
    >>> number
    31
    >>>

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>int</th> 
   <th>float</th> 
   <th>complex</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>10</td> 
   <td>0.0</td> 
   <td>3.14j</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>100</td> 
   <td>15.20</td> 
   <td>45.j</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-786</td> 
   <td>-21.9</td> 
   <td>9.322e-36j</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>080</td> 
   <td>32.3e+18</td> 
   <td>.876j</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-0490</td> 
   <td>-90.</td> 
   <td>-.6545+0J</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-0x260</td> 
   <td>-32.54e100</td> 
   <td>3e+26J</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>0x69</td> 
   <td>70.2E-12</td> 
   <td>4.53e-7j</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  Python支持复数，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型。

## Python 数字类型转换 ##

有时候，我们需要对数据内置的类型进行转换，数据类型的转换，你只需要将数据类型作为函数名即可。

*  int(x) 将x转换为一个整数。
 *  float(x) 将x转换到一个浮点数。
 *  complex(x) 将x转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 0。
 *  complex(x, y) 将 x 和 y 转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 y。x 和 y 是数字表达式。

以下实例将浮点数变量 a 转换为整数：

a = 1.0
    int(a)
    #输出结果为1

## Python 数字运算 ##

Python 解释器可以作为一个简单的计算器，您可以在解释器里输入一个表达式，它将输出表达式的值。  
表达式的语法很直白： +, -, \* 和 /, 和其它语言（如Pascal或C）里一样。例如：

>>> 2 + 2
    4
    >>> 50 - 5*6
    20
    >>> (50 - 5*6) / 4
    5.0
    >>> 8 / 5  # 总是返回一个浮点数
    1.6

**注意**：在不同的机器上浮点运算的结果可能会不一样。  
在整数除法中，除法 / 总是返回一个浮点数，如果只想得到整数的结果，丢弃可能的分数部分，可以使用运算符 // ：

>>> 17 / 3  # 整数除法返回浮点型
    5.666666666666667
    >>>
    >>> 17 // 3  # 整数除法返回向下取整后的结果
    5
    >>> 17 % 3  # ％操作符返回除法的余数
    2
    >>> 5 * 3 + 2 
    17

**注意**：// 得到的并不一定是整数类型的数，它与分母分子的数据类型有关系。

>>> 7//2
    3
    >>> 7.0//2
    3.0
    >>> 7//2.0
    3.0

等号 = 用于给变量赋值。赋值之后，除了下一个提示符，解释器不会显示任何结果。

>>> width = 20
    >>> height = 5*9
    >>> width * height
    900

Python 可以使用 \*\* 操作来进行幂运算：

>>> 5 ** 2  # 5 的平方
    25
    >>> 2 ** 7  # 2的7次方
    128

变量在使用前必须先"定义"（即赋予变量一个值），否则会出现错误：

>>> n   # 尝试访问一个未定义的变量
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    NameError: name 'n' is not defined

不同类型的数混合运算时会将整数转换为浮点数：

>>> 3 * 3.75 / 1.5
    7.5
    >>> 7.0 / 2
    3.5

在**交互模式**中，最后被输出的表达式结果被赋值给变量 \_ 。例如：

>>> tax = 12.5 / 100
    >>> price = 100.50
    >>> price * tax
    12.5625
    >>> price + _
    113.0625
    >>> round(_, 2)
    113.06

在 Python 中，变量 \_ 是一个特殊的变量名。它通常被用作一个占位符变量，用于表示不需要使用的临时值或不感兴趣的结果。在交互式环境中，变量 \_ 会保存上一个表达式的结果。第一次变量 \_值是12.5625，第二次变量 \_值是113.0625，第三次变量 \_值是113.06。

## 数学函数 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>返回值 ( 描述 )</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>abs(x)</td> 
   <td>返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ceil(x)</td> 
   <td>返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmp(x, y)</td> 
   <td>如果 x &lt; y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x &gt; y 返回 1。 Python 3 已废弃，使用 (x&gt;y)-(x&lt;y) 替换。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>exp(x)</td> 
   <td>返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>fabs(x)</td> 
   <td>以浮点数形式返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>floor(x)</td> 
   <td>返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>log(x)</td> 
   <td>如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>log10(x)</td> 
   <td>返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>max(x1, x2,…)</td> 
   <td>返回给定参数的最大值，参数可以为序列。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>min(x1, x2,…)</td> 
   <td>返回给定参数的最小值，参数可以为序列。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>modf(x)</td> 
   <td>返回x的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pow(x, y)</td> 
   <td>x**y 运算后的值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>round(x [,n])</td> 
   <td>返回浮点数 x 的四舍五入值，如给出 n 值，则代表舍入到小数点后的位数。其实准确的说是保留值将保留到离上一位更近的一端。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sqrt(x)</td> 
   <td>返回数字x的平方根。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码示例:

>>> abs(-3.14)
    3.14
    >>> import math
    >>> math.exp(1)
    2.718281828459045
    >>> math.floor(4.9)
    4
    >>> round(3.1415926,2)
    3.14
    >>> math.sqrt(4)
    2.0

## 随机数函数 ##

随机数可以用于数学，游戏，安全等领域中，还经常被嵌入到算法中，用以提高算法效率，并提高程序的安全性。

Python包含以下常用随机数函数：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>choice(seq)</td> 
   <td>从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>randrange ([start,] stop [,step])</td> 
   <td>从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数默认值为 1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>random()</td> 
   <td>随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>seed([x])</td> 
   <td>改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理，你不必特别去设定seed，Python会帮你选择seed。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>shuffle(lst)</td> 
   <td>将序列的所有元素随机排序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>uniform(x, y)</td> 
   <td>随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码示例：

>>> import random
    >>> random.random()
    0.2706490710582149
    >>> random.random()
    0.86297192521551
    >>> random.uniform(1, 10)
    2.720386640900577
    >>> random.uniform(1, 10)
    7.854237135368386

## 三角函数 ##

Python包括以下三角函数：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>acos(x)</td> 
   <td>返回x的反余弦弧度值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>asin(x)</td> 
   <td>返回x的反正弦弧度值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>atan(x)</td> 
   <td>返回x的反正切弧度值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>atan2(y, x)</td> 
   <td>返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cos(x)</td> 
   <td>返回x的弧度的余弦值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hypot(x, y)</td> 
   <td>返回欧几里德范数 sqrt(x<em>x + y</em>y)。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sin(x)</td> 
   <td>返回的x弧度的正弦值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>tan(x)</td> 
   <td>返回x弧度的正切值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>degrees(x)</td> 
   <td>将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>radians(x)</td> 
   <td>将角度转换为弧度</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码示例：

>>> import math
    >>>
    >>> # Define a variable for the argument of acos
    >>> argument = 0.5
    >>>
    >>> # Calculate the value of acos using the argument
    >>> result = math.acos(argument)
    >>>
    >>> print(result)
    1.0471975511965979
    >>> math.asin(argument)
    0.5235987755982989
    >>> math.atan(argument)
    0.4636476090008061

## 数学常量 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>常量</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>pi</td> 
   <td>数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>e</td> 
   <td>数学常量 e，e即自然常数（自然常数）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码示例：

>>> import math
    >>> math.pi
    3.141592653589793
    >>> math.e
    2.718281828459045