Python / 08 Python 数据类型详细篇:数值

Python 数据类型详细篇:数值

Python 的数值可以表示三种类型的数据:

  • 整数 :可以表示正数,例如 123;可以表示负数,例如 123;使用 0 表示零。

  • 浮点数:浮点数由整数部分与小数部分组成,例如 123.456。

  • 复数:复数由实数部分和虚数部分构成,例如 1 + 2j,实数部分是 1,虚数部分是 2。

1. 基本运算

1.1 加法

  • 整数相加
>>> 1 + 1
2
  • 浮点数相加
>>> 1.2 + 2.3
3.5
  • 复数相加
>>> x = 1 + 2j
>>> y = 2 + 3j
>>> x + y
(3 + 5j)

1.2 减法

  • 整数相减
>>> 2 - 1
1
  • 浮点数相减
>>> 2.3 - 1.2
1.09999999999999

输出结果为 1.09999999999999,而不是 1.1。在计算机内部,有的浮点数无法被精确的表示,在这个例子中,只能使用近似值来表示 1.1。

  • 复数相减
>>> x = 1 + 2j
>>> y = 2 + 3j
>>> y - x
(1 + 1j)

1.3 乘法

  • 整数相乘
>>> 1 * 2
2
  • 浮点数相乘
>>> 1.1 * 1.1
1.21000000000002

输出结果为 1.21000000000002,而不是 1.21。在计算机内部,有的浮点数无法被精确的表示,在这个例子中,只能使用近似值来表示 1.21。

  • 复数乘法
>>> (1 + 2j) * 2
(2 + 4j)

1.4 除法

  • 整数除法
>>> 5 // 2
2

在 Python 中,// 是整数除法运算,运算结果是商的整数部分,是一个整数。

  • 浮点数除法
>>> 5 / 2
2.5

在 Python 中,/ 是浮点数除法运算,运算结果是商,是一个浮点数。

  • 复数除法
>>> (2 + 2j) / 2
(1 + 1j)

1.5 求模

求模运算返回除法的余数。

  • 整数求模
>>> 5 % 2
1
  • 浮点数求模
>>> 5.1 / 2
1.09999999999999

输出结果为 1.09999999999999,而不是 1.1。在计算机内部,有的浮点数无法被精确的表示,在这个例子中,只能使用近似值来表示 1.1。

1.6 幂运算

  • 整数求幂

计算 2 的 3 次方,即 2 * 2 * 2:

>>> 2 ** 3
8
  • 浮点数求幂

计算 1.1 的 3 次方,即 1.1 * 1.1 * 1.1:

>>> 1.1 ** 3
1.33100000000004

1.7 比较运算

Python 提供了 6 种比较运算用于比较数值大小,如下所示:

运算符 功能描述
> 大于
>= 大于或者等于
== 等于
!= 不等于
< 小于
<= 小于等于

比较运算的结果返回 True 或者 False,如下所示:

>>> 2 > 1
True
>>> 2 < 1
False
>>> 2 >= 2
True
>>> 2 <= 2
True
>>> 1 == 1
True
>>> 1 != 1
False

2. 类型转换

2.1 为什么要进行类型转换

假设希望用户输入 2 个整数,然后将用户输入的整数相加,最后打印结果。在 Python 交互模式下输入:

>> a = input()
2
>> b = input()
2
>> a
'2'
>> b
'2'
>> a + b
'22'
  • 在第 1 行,使用 input 读取用户输入的一行文本(字符串),用户输入字符 2;
  • 在第 3 行,使用 input 读取用户输入的一行文本(字符串),用户输入字符 2;
  • 在第 5 行,显示变量 a 的值为字符串 ‘2’;
  • 在第 7 行,显示变量 b 的值,为字符串 ‘2’;
  • 在第 9 行,将两者相加;在第 10 行,得到最终结果 ‘22’。

程序的输出结果和我们的期望不一致,原因是 input 返回的是一个字符串而不是一个整数,在 Python 中两个字符串相加表示把两个字符串连接起来。因此,最终输出结果是一个字符串 ‘22’,而不是一个整数 4。

2.2 将字符串转换为整数

Python 提供函数 int 用于将字符串转换为整数。使用 int 函数重写以上程序如下:

>> a = input()
'1'
>> b = input()
'1'
>> x = int(a)
>> y = int(b)
>> x + y
2
  • 在第 5 行,将字符串 a 转换为整数 x
  • 在第 6 行,将字符串 b 转换为整数 y
  • 在第 7 行,将整数 x 和整数 y 相加,得到结果 2

将 input 返回的结果从将字符串转换为整数后,我们得到了预期的结果。

2.3 将整数转换为字符串

Python 提供函数 str 用于将整数转换为字符串,例如:

>> a = 1
>> b = 1
>> x = str(a)
>> y = str(b)
>> x + y
'11'
  • 在第 3 行,将整数 a 转换为字符串 x
  • 在第 4 行,将整数 b 转换为字符串 y
  • 在第 5 行,将字符串 x 和字符串 y 相加,得到结果 ‘11’

3. 常用的数学函数

在 Python 的 math 模块中包含如下常用的三角函数,在词条 “Python 中常用的标准库系列之 math 模块” 获取详细用法。

函数 功能描述
abs(x) 返回数值的绝对值
ceil(x) 返回数值的上入整数
exp(x) 返回 e 的 x 次幂
fabs(x) 返回浮点数的绝对值
floor(x) 返回浮点数的下舍整数
log(x) 返回 x 的自然对数
log10(x) 返回以 10 为基数的 x 的对数
max(x, y) 返回给定参数的最大值
min(x, y) 返回给定参数的最小值
pow(x, y) 返回以 x 为底数、y 为指数的运算结果
round(x) 返回浮点数 x 的四舍五入值
sqrt(x) 返回数值 x 的平方根

4. 常用的三角函数

在 Python 的 math 模块中包含如下常用的三角函数,在词条 “Python 中常用的标准库系列之 math 模块” 获取详细用法。

函数 功能描述
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
cos(x) 返回x的弧度的余弦值
hypot(x, y) 返回欧几里德范数 sqrt(xx + yy)
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
radians(x) 将角度转换为弧度

5. 小结

这节课我们讲解了 Python 基本数据类型数值的基本运算和类型转换和常用函数等。常用的函数需要大家自己多多使用,毕竟熟能生巧。