[Python] 数字类型的操作

电玩女神 2023-10-02 19:11 16阅读 0赞

#### 目录 ####

*  内置的数值运算操作符
 *  内置的数值运算函数
 *  内置的数字类型转换函数

## 内置的数值运算操作符 ##

**Python** 提供了 **9** 个基本的数值运算操作符。这些操作符由 **Python** 解释器直接提供，不需要引用标准或第三方函数库，也叫做内置操作符。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>操作符</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>x + y</td> 
   <td>x 与 y 之和</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x - y</td> 
   <td>x 与 y 之差</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x * y</td> 
   <td>x 与 y 之积</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x / y</td> 
   <td>x 与 y 之商</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x // y</td> 
   <td>x 与 y 之整数商，即不大于 <strong>x</strong> 与 <strong>y</strong> 之商的最大整数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x % y</td> 
   <td>x 与 y 之商的余数，也称为模运算</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-x</td> 
   <td>x 的负值，即 x * (-1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>+x</td> 
   <td>x 本身</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x ** y</td> 
   <td>x的y次幂，即 x<sup>y</sup></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

这**9**个操作符与数学习惯一致，运算结果也符合数学意义。操作符运算的结果可能改变数字类型，**3**种数字类型之间存在一种逐渐扩展的关系，具体如下：  
**整数 -> 浮点数 -> 复数**

基于上述扩展关系，数字类型之间相互运算所生成的结果是”**更宽**“的类型，基本规则如下：  
(1) 整数之间运算，如果数学意义上的结果是小数，那么结果是浮点数  
(2) 整数之间运算，如果数学意义上的结果是整数，那么结果是整数  
(3) 整数和浮点数混合运算，输出结果是浮点数  
(4) 整数或浮点数与复数运算，输出结果是复数

print(100 / 3)

> 33.333333333333336

print(100 // 3)

> 33

print(123 + 4.0 )

> 127.0

print(10.0 - 1 + 2j)        # 等价于 （10.0 - 1）+ 2j

> (9+2j)

所有的二元数学操作（+、-、*、/、//、%、\*\* ）都有与之对应的增强赋值操作符（+=、-=、*=、/=、//=、%=、 \*\*=）。如果用 **op**表示这些二元数学操作符，则下面两个赋值操作等价，注意， **op** 和二元操作符之间没有空格：  
x op= y  
等价于  
x = x op y  
增强赋值操作符获得的结果写入变量 **x** 中，简化了代码表达，例如：

x=3.0
    x **= 3     # 等价于 x = x ** 3
    print(x)

> 27.0

## 内置的数值运算函数 ##

**Python** 解释器提供了一些内置函数。其中，有 **6** 个函数与数值运算相关。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>abs(x)</td> 
   <td><strong>x</strong> 的绝对值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>divmod(x,y)</td> 
   <td><strong>（x//y,x%y)</strong>，输出为二元组形式（也称为元组类型）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pow(x,y[,z])</td> 
   <td>（x**y)%z，[…]表示该参数可以省略，即 pow(x,y) ，它与 x<sup>y</sup> 相同</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>round(x[, ndigits])</td> 
   <td>对 <strong>x</strong> 四舍五入，保留 <strong>ndigits</strong> 位小数。<strong>round(x)</strong> 返回四舍五入的整数值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>max(x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>n</sub>)</td> 
   <td>x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>n</sub> 的最大值，<strong>n</strong> 没有限定</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>min(x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>n</sub>)</td> 
   <td>x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>n</sub> 的最小值，<strong>n</strong> 没有限定</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**abs()** 可以计算复数的绝对值。复数的绝对值是二维坐标系中复数位置到坐标原点的长度。例如：

a=abs(-3 + 4j)
    print(a)

> 5.0

**pow()** 函数第三个参数 **z** 是可选的，使用该参数时，模运算与幂运算同时进行，速度很快。例如，求 **3** 的 **3999** 次幂结果的最后 **4** 位。从 **Python** 语法角度，\*\*pow(3,pow(3,999))%10000 \*\* (请不要在计算机中尝试该语句）和 **pow(3,pow(3,999),10000)** 都能完成计算需求。但是，前者是先求幂运算结果再进行模运算，由于幂运算结果数值巨大，上述计算在一般计算机上无法完成；而第二条语句则在幂运算同时进行模运算，可以很快计算出结果。例如：

a=pow(3,pow(3,999),10000)       # 幂运算和模运算同时进行，速度快
    print(a)

> 4587

**模运算**  
模运算（%）在编程中十分常用，主要应用于具有周期规律的场景。例如，一个星期 **7**天，用 **day** 代表日期，则 **day%7** 可以表示星期；对于一个整数 **n**，**n%2** 的取值是 **0** 或者 **1**，可以判断整数 **n** d 奇偶。本质上，整数的模运算 **n%m** 能够将整数 **n** 映射到 **\[0, m-1\]** 的区间中。

## 内置的数字类型转换函数 ##

数值运算操作符可以隐式地转换输出结果的数字类型，例如，两个整数采用运算符 **“/”** 的除法将可能输出浮点数结果。此外，通过内置的数字类型转换函数可以显式地在数字类型之间进行转换。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>int(x)</td> 
   <td>将 <strong>x</strong> 转换为整数，<strong>x</strong> 可以是浮点数或字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float(x)</td> 
   <td>返回整数 <strong>x</strong> 或者字符串 <strong>x</strong> 所对应的浮点数类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>complex(re[, im])</td> 
   <td>生成一个复数，实部为 <strong>re</strong>，虚部为 <strong>im</strong>，<strong>re</strong> 可以是整数、浮点数或字符串，<strong>im</strong> 可以是整数或浮点数<strong>但不能为字符串</strong></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例如：

a=int(10.99)
    print(a)

> 10

b=complex(10.99)
    print(b)

> (10.99+0j)

c=float(10 + 99j)	# 解释器会报 TypeError 错误，并给出该错误的基本描述
    print(c)

> Traceback (most recent call last):  
> File “D:\\pythonProject\\venv\\src\\test.py”, line 1, in <module>  
> c=float(10 + 99j)  
> TypeError: float() argument must be a string or a real number, not ‘complex’

d=float((10 + 99j).imag)
    print(d)

> 99.0

这次的分享就到这里啦，要继续加油哦~