005.Python数字

Python 数字

1. 概述

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。

a = 10
print("a =",a,"ip(a)=",hex(id(a)))#a= 10 ip(a)= 0x7ff9059dd540
a = 20
print("a =",a,"ip(a)=",hex(id(a)))#a= 20 ip(a)= 0x7ff9059dd680
b = 20
print("a和b引用相等？",a is b )#这里python做了优化，没有为b申请新的内存，而且将a和b指向相同的内存地址
del a #删除对象的引用
print("b =",b,"ip(b)=",hex(id(b)))#b= 20 ip(b)= 0x7ff9059dd680

2. 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。

a,b = 10.4,10.8
print("a =",int(a),"b = ",int(b))#output:a = 10 b =  10
#其他数字类型转换类似，不再演示

3. 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 /。

a,b = 9,3
print("a/b =",a/b)#output:a/b = 3.0
c,d = 9,4.0
print("c/d =",c/d)#output:c/d = 2.25

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 // ：

a,b = 9,3
print("a//b =",a//b)#output:a//b = 3
c,d = 9,4.0
print("c//d =",c//d)#output:c//d = 2.0

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。

4. 数学函数

• 该部分函数需要 import math

函数	返回值 ( 描述 )
abs(x)	返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10
ceil(x)	返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5
cmp(x, y)	如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1。 Python 3 已废弃 。使用 operator 替换。
exp(x)	返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045
fabs(x)	返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0
floor(x)	返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4
log(x)	如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0
log10(x)	返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0
max(x1, x2,...)	返回给定参数的最大值，参数可以为序列。
min(x1, x2,...)	返回给定参数的最小值，参数可以为序列。
modf(x)	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。
pow(x, y)	x**y 运算后的值。
round(x [,n])	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。
sqrt(x)	返回数字x的平方根。

5. 随机数函数

• 该部分函数需要 import random

Python包含以下常用随机数函数：

函数	描述
choice(seq)	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。
randrange ([start,] stop [,step])	从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数缺省值为1
random()	随机生成一个实数，它在[0,1)范围内。
random(x,y)	随机生成一个实数，它在[x,y]范围内。
seed([x])	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。
shuffle(lst)	将序列的所有元素随机排序
uniform(x, y)	随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内。

6. 三角函数

• 该部分函数需要 import math

Python包括以下三角函数：

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

7. 数学常量

常量	描述
pi	数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示）
e	数学常量 e，e即自然常数（自然常数）。

8. 补充说明

8.1. Decimal

from decimal import *
b = 2.333
c = Decimal.from_float(b)
#2.3330000000000001847411112976260483264923095703125
print(c)# 浮点数据本身就不准确

d = 2
e = "2.333"
print(Decimal.from_float(d))
print(Decimal(e))
#通过设定有效数字，限定结果样式：
getcontext().prec = 4
print(Decimal(1)/Decimal(3))

f = Decimal('50.5679').quantize(Decimal('0.00'))
# 结果为Decimal('50.57')，结果四舍五入保留了两位小数
print(f)

g = str(Decimal('3.40').quantize(Decimal('0.0')))
# 结果为'3.40'，字符串类型
print(g)

8.2. cmp()函数已废弃

Python3中已经不能使用cmp()函数了，被如下五个函数替代:

import operator       #首先要导入运算符模块

operator.gt(1,2)      #意思是greater than（大于）
operator.ge(1,2)      #意思是greater and equal（大于等于）
operator.eq(1,2)      #意思是equal（等于）
operator.le(1,2)      #意思是less and equal（小于等于）
operator.lt(1,2)      #意思是less than（小于）

8.3. 分数

利用标准库fractions模块让Python支持分数类型

import fractions
x = fractions.Fraction(1,3)
print(x)#output:1/3
otherX = fractions.Fraction(0.5)
print(otherX)#output:1/2
#值得注意的是，Python会自动进行约分
y = fractions.Fraction(2,6)
print(y)#output:1/3
#运算
a = fractions.Fraction(1,2) + fractions.Fraction(3,4)
print(a)#output:5/4

b = fractions.Fraction(1,2) - fractions.Fraction(3,4)
print(b)#output:-1/4

c = fractions.Fraction(1,2) * fractions.Fraction(3,4)
print(c)#output:3/8

d = fractions.Fraction(1,2) / fractions.Fraction(3,4)
print(d)#output:2/3