浅谈python中的数字类型与处理工具

python中的数字类型工具

python中为更高级的工作提供很多高级数字编程支持和对象,其中数字类型的完整工具包括:

1.整数与浮点型,

2.复数,

3.固定精度十进制数,

4.有理分数,

5.集合,

6.布尔类型

7.无穷的整数精度

8.各种数字内置函数及模块。

基本数字类型

python中提供了两种基本类型:整数(正整数金额负整数)和浮点数(注:带有小数部分的数字),其中python中我们可以使用多种进制的整数。并且整数可以用有无穷精度。

整数的表现形式以十进制数字字符串写法出现,浮点数带一个小数点或者使用科学计数法e来表示。在python2版本中,整数还分为一般整数(32位)和长整数(无穷精度),长整数以l结尾。带了python3中整数就只有一种形式了,具有无尽精度。

当然,在Python中整数还有二进制(0bxxxxxxxx),八进制(0oxxxxxxxx),和十六进制(0x xxxxxxxx)的形式出现。

十进制数与其他进制的转换:

s=16
print(bin(s))
print(oct(s))
print(hex(s))

运行结果:
0b10000
0o20
0x10
print('{0:o},{1:x},{2:b}'.format(16,16,16))
print('%o,%x,%X'%(16,16,16))
运行结果:
20,10,10000
20,10,10

其他进制转化为十进制:

a=int('0b10000',2)
b=int('0o20',8)
c=int('0x10',16)
print(a)
print(b)
print(c)
运行结果:
16
16
16
print(eval('16'))
print(eval('0b10000'))
print(eval('0o20'))
print(eval('0x10'))
运行结果:
16
16
16
16

python表达式操作符

表达式是数学符号和操作符号写出来的,下表为python表达式操作符与程序:

操作符 描叙
yield 生成 器函数发送协议
lambda args:expression 生成匿名函数
x if y else z 三元表达式
x or y 逻辑或(存在短路算法)
x and y 逻辑与(存在短路算法)
not x 逻辑非
x in y , x not in y 成员关系
x is y ,x is not y 对象实体測试
x<y,x<=y,x>y,x>=y,x==y,x!=y 比較大小
x|y 位或,集合并集
x^y 位异或,集合对称差
x&y 位与,集合交集
x<<y,x>>y 左移或者右移y位
x+y,x-y 加减法、合并删除
x*y,x%y,x/y,x//y 乘,取余数,除,地板除
-x,+x 一元减法
~x 按位求补(取反)
x**y 幂运算
x[i] 索引,函数调用
x[i:j:k] 分片
x(...) 调用函数
x.attr 调用属性
(...) 元组,表达式,生成器
[...] 列表,列表解析
{...} 字典,集合,集合和字典解析

:操作符在python2和python3中略有不同,python2中不等于用!=或》<>来表示,在python3中<>方法被取消,不等于就用!=来表示。

x<y<z等同于x<y and y<z,

在python2中可以使用混合类型,在python3中比较混合类型大小是会报错的,

python2
a = 1 > 'a'
print a
运行结果:
False
python3<br>a=1 > 'a'
print(a)
运行结果:
Traceback (most recent call last):
 File "C:/Users/jeff/PycharmProjects/python_file/practice/prac2.py", line 92, in <module>
 a=1 > 'a'
TypeError: unorderable types: int() > str()

上面的表格也是程序运行的优先级表格,自上而下,优先级越来越高,当然如果想要改变优先级,要是用括号来做。括号在python数字操作中经常会使用到,他不仅强制程序按照你想要的顺序运行,同时也增加了程序的可读性。

混合类型

这里指的是混合数字类型,比如整数和浮点数相加的结果是什么呢?

其实在python中首先将备操作对象转换成其中最复杂的操作对象的类型,然后再进行相同类型的对象进行数学运算。

print(1+0.2)

运行结果:
1.2

注:除此之外,在python中还存在着运算符重载功能比如‘+',除了做数字加法运算,在字符串拼接时也适用‘+'。

数字显示格式

由于一些硬件限制,数字显示有时看起来会很奇怪,例如:

在命令行中操作
>>>num = 1 / 3.0
>>>num
0.333333333333333333331
在pycharm中print操作
num = 1/3.0
print(num)
运行结果:
0.3333333333333333
num = 1/3.0
print('{0:4.2f}'.format(num))#4是前面空格格数,2是保留小数位
运行结果:
0.33

在命令行中显示的形式叫做默认的交互式回显,而print打印的叫做友好式回显,与reper和str的显示是一致的:

>>>num = 1/3.0
>>>repr(num)
0.333333333333333333331
>>>str(num)
0.3333333333333333

除法:传统除法,floor除法,真除法和截断除法

除法是python2与python3之间非常重要的一个变化。

一、除法操作符

python有两种除法操作符‘x/y'与‘x//y',其中‘/'在python2中是传统除法,即省略浮点数小数部分,然而显示整数,在python3中,除法就是真除法,即无论什么类型都会保留小数部分;‘//'也叫作floor除法,在python3中省略小数部分,剩下最小的能整除的整数部分,操作数如果是浮点数则结果显示浮点数,python2中整数截取整数,浮点数执行保留浮点数。

例:在python2中:

在python3中:

在python2中若是想要使用python3中的'/'则需要调用模块来完成,在python2中调用division模块:

截断除法与floor除法一样都是取最接近整数向下取整,这使得在负数时也生效,即-2.5则为-3,而不是-2,想要得到真正的截取需要调用math模块:

python还支持复数的计算:

还支持compliex(real,imag)来创建复数。

更多复数计算参考模块cmath的参考手册。

位操作

x=1
print(x<<2)
print(x|2)
print(x&2)
print(x^2)
运行结果:
3
3

python3中使用bit_length查看二进制位数:

x=99
print(bin(x))
print(x.bit_length())
print(len(bin(x))-2)
运行结果:
0b1100011
7
7

内置数学工具

math模块

import math
print(math.pi)
print(math.e)
print(math.sin(110))
print(math.sqrt(144))
print(pow(2,3))
print(abs(-50))
print(sum((1,2,3)))
print(max(1,2,3))
print(min(1,2,3))
运行结果:
3.141592653589793
2.718281828459045
-0.044242678085070965
12.0
8
50
6
3
1

对于截取浮点数的操作有四种方式:

print(math.floor(2.577))
print(math.trunc(2.577))
print(round(2.577))
print(int(2.577))
运行结果:
2
2
3
2

random模块

获取随机数

import random
print(random.random())
print(random.randint(1,100))
运行结果:
0.9534845221467178
79

其他数字类型介绍

除了常见的整型与浮点数,还有一些其他较为常见的数字类型。

一、小数数字

虽然学习python有一段时间了,但是确实没有太明白浮点数与小数的区别,其实小数在某种程度上就是浮点数,只不过他有固定的位数和小数点,在python中有专门的模块导入小数,from decimal import Decimal。

注:浮点数缺乏精确性。

print(0.1+0.1+0.1-0.3)
输出结果:
5.551115123125783e-17

我想看到这里的兄弟可能已经慌了,然后使用python解释器试了一下,果然结果就是5.551115123125783e-17虽然很接近0,但是不是0。所以说浮点型本质是缺乏精确性。要精确就需要调用from decimal import Decimal。

from decimal import Decimal
print(Decimal('0.1')+Decimal('0.10')+Decimal('0.10')-Decimal('0.30'))
运行结果:
0.00

可以看出来小数相加也是自动升级为位数最多的。

注:浮点数创建小数对象,由于浮点数本身可能就不精确所以转换会产生较多的位数。

from decimal import Decimal
print(Decimal.from_float(1.88))
print(Decimal.from_float(1.25))
输出结果:
1.87999999999999989341858963598497211933135986328125
1.25

这里只是简单介绍一下小数,更多关于小数在以后看过Python标准库手册后再来总结。

二、分数

分数类型与小数极为相似,他们都是通过固定小数位数和指定舍入或截取策略控制精度。分数使用Fraction模块导入。

from fractions import Fraction
x=Fraction(1,3)
y=Fraction(2,3)
print(x+y)
输出结果:
1

注:对于内存给定有限位数无法精确表示的值,浮点数的局限尤为明显。分数和小数都比浮点数更为准确。

三、集合

集合是无序元素组成,打印时顺序也是无序的,但是集合中没有重复的元素,所以我们常使用集合去重,尤其是在涉及数字和数据库的工作中。

我们有两个集合a与b:

a与b的交集为a.intersection(b)或者a & b。

a与b的差集为a.difference(b)或者a-b。

a与b的并集为a.union(b)或者a|b。

反向差集与对称差集(并集减去交集)为a.symmetric_difference(b)或者a^b。

合并为a.update(b),a.difference_update(b)求差集并赋值给a集合

删除元素可用discard(元素)或者remove(元素),pop()是随机删除一个元素,add插入一个项目。

注:set是可变数据类型,但是set里面的元素一定是不可变数据类型。

x={'a','c','b'}
y={'a','g','b'}
z={'a'}
print('a' in x)
print(x-y)
print(x|y)
print(x&y)
print(x^y)
print(z<y)
x={'a','c','b'}
y={'a','g','b'}
z={'a'}
print(x.intersection(y))
print(x.union(y))
x.add('s')
print(x)
print(x.pop())
x.update({'w','e','o'})
print(x)
print(x)
运行结果:
{'a', 'b'}
{'c', 'a', 'b', 'g'}
{'a', 'b', 'c', 's'}
a
{'o', 'c', 's', 'w', 'b', 'e'}
{'o', 'c', 's', 'w', 'b', 'e'}

注:在python中{}是空字典,如果想要定义空集合要用set()。

集合要是添加列表等可变类型则会报错。

x={'a','c','b'}
l=[1,2,3]
x.add(l)
print(x)
运行结果:
Traceback (most recent call last):
 File "C:/Users/jeff/PycharmProjects/python_file/practice/prac2.py", line 111, in <module>
 print(x.add(l))
TypeError: unhashable type: 'list'

正确的添加序列方式为添加元组。

x={'a','c','b'}
l=(1,2,3)
x.add(l)
print(x)
运行结果:
{'c', 'b', 'a', (1, 2, 3)}

定义不可操作的集合使用frozenset定义集合。

字典解析:

与列表解析相类似,集合也是可迭代对象,所以可以使用for循环遍历。

x={1,2,3}
print({i ** 2 for i in x})
运行结果:
{1, 9, 4}

四、布尔值

python的一个数据类型,有两个值Ture 与 False。

print(type(True))
print(True == 1)
print(True is 1)
print(True + 1)
运行结果:
<class 'bool'>
True
False
2

集合和bool值,还是比较常见的类型,在基础学习里也有涉及,在这里就不多写了。

python中的数字在程序编写时广泛使用,今后还会更深层次的学习python的扩展库。

以上这篇浅谈python中的数字类型与处理工具就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持我们。

时间: 2017-08-01

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