Python基础之类型与运算-数字

Python的类型与运算-数字

数字类型

整数

在Python 2.x版本中整数分为一般整数和长整数。

>>> 2**63
9223372036854775808L
>>> 2**62-1+2**62
9223372036854775807L

这个是在Python 2.7.15版本的结果。每个版本会有一些不同。

在这个版本中一般整数是64bit的(符号位占1bit)。

当超过64bit,会在后面加L

之前的一些版本 有可能是32bit,这个看具体的版本。

但是在Python 3.x就没有这种区分,整数只有一个类型。

整数-二进制、八进制、十六进制

在Python里整数可以输入或输出成二进制,八进制或者十六进制数。

二进制数表示方式为0b或者0B开头。例如:0b10110010,0B11001001 
八进制数表述方式为0o或者0O开头。例如:0o632765,0O223174 十六进制数表述方式为0x或者0X开头。例如:0xff,0X3A,0xAC,0Xb7

需要把整数输出成非十进制数的时候,需要使用一下函数:

bin(i), oct(i), hex(i) 在这里i是十进制数字,输出的是文本形式。

我们需要把一个非十进制数的文本转化为整数

int(str,base) 在这里,str是文本形式的数字,base为2,8,16 数字。各自代表 二进制,八进制,十六进制。

注:Python提供从2进制到36进制数的输入。

浮点数

在Python里浮点数是用64bit来存储的。精度大约能达到17位。
Python 2.7

>>> print(1.0/6.0)
0.166666666667
>>> 1.0/6.0
0.16666666666666666
>>> repr(1.0/6.0)
'0.16666666666666666'

repr模式就是交互模式时的显示模式

复数

在Python里复数的现实方式跟现实稍微有点区别:

现实:3+5i - 在这里3是实数部分,5i为虚数部分

Python:3+5j - 现实里的i换成“j”或者“J”来表示。

在Python里还有一种表示方式是函数格式:complex(3,5)

>>> a = 3+5j
>>> b = 3+5J
>>> c = complex(3,5)
>>> a==b
True
>>> c==b
True
>>> c==a
True

其他

在一些特殊场景,我们会需要特殊的数字类型:
分数
在Python里使用Fraction函数来表示分数:

>>> from fractions import *
>>> print(Fraction(4,5))
4/5

无穷大,无穷小

float(‘inf’)是无穷大

float(‘-inf’)是无穷小

>>> 1/float('inf')
0.0
>>> 1/float('-inf')
-0.0

各类运算符

各类运算符

算数运算符:+,-,*,/,%,//,** 
比较运算符:==,!=,>,<,>=,<= 
赋值运算符:=,+=,-=,*=,/=,%=,//=,**= 
位运算符:&,|,^,~,<<,>> 
逻辑运算符:and,or,not 
成员运算符:in, not in 
身份运算符:is, is not

运算符优先级:

• ** 
• ~,+,-    #这里的加和减是一元运算符 
• *,/,%,// 
• +,-
• <<,>> 
• & 
• ^,| 
• <=,>=,<,> 
• ==,!= 
• =,+=,-=,*=,/=,%=,//=,**= 
-----------------------------------------
• is, is not 
• in, not in 
• and, or, not

运算符应用

类型升级
>>> a = 10
>>> b = 3.14
>>> c = 1+2j
>>> d = Fraction(3,4)
>>> a+b
13.14
>>> a+c
(11+2j)
>>> a+d
Fraction(43, 4)
>>> b+c
(4.140000000000001+2j)
>>> b+d
3.89
>>> c+d
(1.75+2j)
>>>

基本数学函数

基本数学函数

pow:幂函数 
abs:绝对值 
fabs:绝对值(与abs稍微有区别)(math) round:四舍五入(2.x和3.x结果略不同) 
ceil,floor:取整(math) 
int,bin,oct,hex,float等:格式转换 
random:随机函数(random) 
cmp:比较函数(*2.x) 
log:算出自然对数(math) 
log10:算出底数为10的对数(math) 
max,min:选出最大,最小值 
modf:对浮点数分成小数部分和整数部分(math) 
sqrt:算出平方根

数学函数的应用

int,bin,oct,hex,float:

从10进制转化为其他进制:

bin,oct,hex 这些函数是需要转换进制的时候使用

 >>> bin(10)    //二进制
'0b1010'
>>> oct(10)     //八进制
'012'
>>> hex(10)     //十六进制
'0xa'
把整数转化为浮点数 float
>>> float(1)
1.0
int 非十进制的文本转化为Python里的十进制数值时使用:
>>> int('0b10000000',2)
128
>>> int('0o777',8)
511
>>> int('0xffff',16)
65535
也支持浮点数转化为整数,是把小数部分去掉
>>> int(2.8)
2
>>> int(-2.2)
-2
pow,sqrt,max,min,abs,fabs

pow:幂函数,功能与运算符**一样

>>> pow(2,10)
1024

sqrt:区当前数的平方根

>>> math.sqrt(16)
4.0

max:最大值与min:最小值

>>> max(5,33,52,75,22)
75
>>> min(2,3,66,44,1,88,65)
1

abs与fabs:取绝对值

>>> abs(-1)
1
>>> math.fabs(-1)
1.0

同样是取绝对值,但是fabs函数取出来的 是浮点数,abs可以保持原有的数字类型

ound,ceil,floor

round:四舍五入?

这个函数在2.x和3.x版本有区别

Python2.x上的结果: 
>>> round(2.5) 
3 

Python 3.x上的结果 
>>> round(2.5) 
2

在3.x里这个函数有变化,当要舍弃的数值正好为5(中间)时,会取接近的偶数 值。但你要是取小数点以下几位时可能结果并不是你想象的。后面解释。

ceil:取最小的大于该值的最大整数(向上取整)

>>> math.ceil(3.7)
4.0

floor() 向下取整

>>> math.floor(3.7)
3.0

注意:floor()是不能直接访问的,需要导入 math 模块,通过静态对象调用该方法。

cmp:

在Python 2.x里提供了很好的比较函数:cmp(),当前面的数值小,结果是-1;一样的时 候结果为0,前面的数值大的时候结果为1。但是Python 3.x里很可惜舍弃了这个函数

>>> cmp(1,2)
-1
>>> cmp(2,2)
0
>>> cmp(3,2)
1

random:
在Python 里提供了很好的随机函数使用的模块:random。其使用方法如下:

1、取0-1之间的随机小数:

>>> random.random()
0.6138605923784588

2、取自定义数里的随机数(多个元素):

>>> random.choice((1,2,3,4,5))
4
>>> random.choice((1,2,3,4,5))
5
>>> random.sample((1,2,3,4,5),2)
[5, 4]

3、随机打乱顺序

>>> a = [1,2,3,4,5]
>>> random.shuffle(a)
>>> a
[4, 3, 2, 1, 5]

4、获取N位随机数(二进制):

random.getrandbits(5)
31L

modf:
此函数是把浮点数的整数位和小数位

单独取出来:

>>> math.modf(2.5) 
(0.5, 2.0)

在这里会发现整数部分也是浮点数,而不是整数

log:
此函数为指数函数。

默认e为底数, 结果为浮点数。

log10以10为底数。可 以自定义底数。

>>> math.log(2) 
0.6931471805599453 
>>> math.log(4,2) 
2.0 
>>> math.log10(100) 
2.0

round与格式化输出: 当输出以一定的格式来输出的时候,比如:a的值是2.5和2.335,2.345的时候,我们 只需要小数点之后两位,这个时候不会使用round函数来进行所谓的“四舍五入”, 两者也会有点区别。

Python 2.x: 
>>> round(2.5) 
3.0 
>>> format(2.5,'0.0f') 
'2' 
>>> round(2.335,2) 
2.33 
>>> format(2.335,'0.2f') 
'2.33' 
>>> round(2.345,2) 
2.35 
>>> format(2.345,'0.2f') 
'2.35'


Python 3.x: 
>>> round(2.5) 
2.0 
>>> format(2.5,'0.0f') 
'2' 
>>> round(2.335,2) 
2.33 
>>> format(2.335,'0.2f') 
'2.33' 
>>> round(2.345,2) 
2.35 
>>> format(2.345,'0.2f') 
'2.35'

Decimal模块:
在使用浮点数的时候,因为计算机里是使用二进制来表示,所以会出现精度问题, 当金融行业等不许出现一丝问题的时候,我们会使用Decimal模块来解决精度问题。

>>> a=2.1 
>>> b=4.2 
>>> a+b 
6.300000000000001 
>>> a=Decimal('2.1') 
>>> b=Decimal('4.2') 
>>> a+b 
Decimal('6.3')

格式化输出-format:

使用bin(),oct(),hex()的时候会发现前面会加0b,0o,0x。

我们不想要前缀的时候可以 使用format函数来解决:

>>> a=13 
>>> bin(a) 
'0b1101' 
>>> oct(a) 
'0o15' 
>>> hex(a) 
'0xd' 
>>> format(a,'b') 
'1101' 
>>> format(a,'o') 
'15' 
>>> format(a,'x') 
'd'