Python基本类型详解与应用场景（2）-- 数字

背景

对于很多 Python 初学者来说，搞懂我们每个数据的结构与作用是一件非常困难的事。

因此了解我们程序中各个基本类型的结构，表现方式，使用方法与应用是一件非常有必要的事。本文致力通过简单明了的语言来阐述基本类型数字的相关信息

介绍

数字又称Number，是 Python 中最常见的基本类型之一，在 python，数字类型有以下三种

整数（int） 通常被称为整型数或整数，由正整数，零和负整数组成
浮点数（float） 通常由整数部分和小数部分组成，同时也可以使用科学计数法表示
复数（complex） 复数由实数部分和虚数部分组成

整数

和数学中的整数概念一样，我们python中的整数是由正整数，零和负整数组成的集合，用integer的简写int表示。与此同时整数有四种进制表现方式二进制、八进制、十进制、十六进制，如下表所示

进制	引导符	描述	备注
二进制	0b或0B	由字符0和1组成的一串数字	2 -> 0b10
八进制	0o或0O	由字符0到7组成的一串数字	9 - > 0o11
十进制	无	由字符0到9组成的一串数字	无
十六进制	0x或0X	由字符0到9，a到f（不分大小写）组成	15 -> 0xf

与其它计算机语言不同，在 python 中整数的取值范围没有限制，仅受限于计算机的内存大小

进制转换

	二进制	八进制	十进制	十六进制
二进制	-	bin(x, 8)	bin(x, 10)	bin(x, 16)
八进制	otc(x, 2)	-	otc(x, 10)	otc(x, 16)
十进制	int(x, 2)	int(x, 8)	-	int(x, 16)
十六进制	hex(x, 2)	hex(x, 8)	hex(x, 10)	-

整数的创建

在python中使用int()可以创建一个值为0的整数，我们也可以在等号右边直接输入0到9任意的数字组合即可赋值整数给变量，如下方代码所示

num = int()
print(num)
print(type(num))

# 输出：
# 0
# <class 'int'>

num = 10
print(num)
print(type(num))

# 输出：
# 10
# <class 'int'>

浮点数

在python中浮点数和数学中的小数是同一种东西，用float表示，浮点数有两种赋值方法：正常小数赋值和科学技术法赋值。如下方代码所示

# 正常小数赋值
num = 0.0006606
print(num)
print(type(num))

# 输出：
# 0.0006606
# <class 'float'>


# 科学计数法赋值
num = 6.606e-4
print(num)
print(type(num))

# 输出：
# 0.0006606
# <class 'float'>

需要注意，在python中浮点数是有精度的，且通常精度有损失，这是由于浮点数是使用二进制计算导致的。如下方代码所示

print(0.3-0.2)
print(0.3-0.2==0.1)

# 输出：
# 0.09999999999999998
# False

如果读者对于python的精度损失感到好奇的话，可以阅读文章：

Python浮点数误差与解决方法

复数

同整数浮点数一样，python中复数也与数学中的复数概念一致，用英文complex表示。与数学中不同的是，数学中虚部用字母i表示，而python中虚部用字母j或J表示。如下方代码所示

num = 1 + 2j
print(num)
print(type(num))

# 输出：
# (1+2j)
# <class 'complex'>

注：复数的实部和虚部都是由浮点数组成的

获取实部

复数可以通过complex.real获取它的实部，如下方代码所示

num = 1 + 2j
print(num.real)

# 输出：
# 1.0

获取虚部

复数可以通过complex.imag获取它的虚部，如下方代码缩回

num = 1 + 2j
print(num.imag)

# 输出：
# 2.0

数字类型转换

有些时候我们会遇到数字是不同类型的情况，我们需要将它们转换成一致的类型才能更好的计算，python 为我们提供了如下几种方法来进行类型转换

int(x)，将x转换为一个整数（x为字符串整数或其他类型的数字）

num1 = 1.2
num2 = int(num1)
print(num2)
print(type(num2))

# 输出：
# 1
# <class 'int'>

float(x)，将x转换为一个浮点数

num1 = 1
num2 = float(num1)
print(num2)
print(type(num2))

# 输出：
# 1.0
# <class 'float'>

complex(x)，将x转换到一个复数，实数部分为x，虚数部分为0

num1 = 1
num2 = complex(num1)
print(num2)
print(type(num2))

# 输出：
# (1+0j)
# <class 'complex'>

complex(x, y)，将x和y转换到一个复数，实数部分为x，虚数为y

num1 = 1
num2 = 2
num3 = complex(num1, num2)
print(num3)
print(type(num3))

# 输出：
# (1+2j)
# <class 'complex'>

运算

在python中你可以使用数字进行各种数学运算，加法+，减法-，乘法*，除法/等

基础运算符

运算符	描述	举例
+	加号	>>> print(1 + 2) 3
-	减号	>>> print(3 - 1) 2
*	乘号	>>> print(2 * 3) 6
/	除号	>>> print(4 / 2) 2
//	地板除（无论结果是否有小数，总是返回整数部分）	>>> print(7 // 3) 2
%	取余	>>> print(7 / 3) 1
**	幂运算（即次方）	>>> print(2 ** 3) 8

赋值运算符

运算符	描述	举例
+=	加赋值	x += y 等价于 x = x + y
-=	减赋值	x -= y 等价于 x = x - y
*=	乘赋值	x = y 等价于 x = x y
/=	除赋值	x /= y 等价于 x = x / y
%=	余赋值	x %= y 等价于 x = x % y
**=	幂赋值	x = y 等价于 x = x y

位运算符

运算符	描述	举例
&	按位与	>>> print(4 & 5) 4
\|	按位或	>>> print(4 \| 5) 5
^	按位异或	>>> print(4 ^ 5) 1
~	按位取反	>>> print(~5) -6
<<	按位左移	>>> print(4 << 5) 128
>>	按位右移	>>> print(4 >> 5) 0

比较运算符

比较运算符用来判断布尔值，根据条件满足与否返回True或False

运算符	描述	举例
>	大于	>>> print(2 > 3) False
<	小于	>>> print(2 < 3) True
>=	大于等于	>>> print(2 >= 3) False
<=	小于等于	>>> print(2 <= 3) True
==	全等于	>>> print(2 == 3) False
!=	不等于	>>> print(2 != 3) True

逻辑运算符

运算符	描述	举例
and	逻辑与运算，等价于数学中的且	>>> print(1 and False) False
or	逻辑或运算，等价于数学中的或	>>> print(1 or False) True
not	逻辑非运算，等价于数学中的非	>>> print(not False) True