Python中的数值类型总结

本文参考书：《Learning Python》中文版——《Python 学习手册》第四版

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Python中包含大量的数值类型，他们中的大部分与其他编程语言保持一致，因此学习他们就显得尤为容易了。现在我将完整的Python数据类型总结如下，以供大家参考：

• 整数和浮点对象
• 复数对象
• 小数：固定精度对象
• 分数：有理数对象
• 集合：带有数值计算的集合体
• 布尔值：真和假
• 内置函数和模块：round、math、random等
• 表达式、八进制、二进制等
• 第三方扩展：向量、库、可视化、作图等

下面我将就常用的数值类型为大家做具体的总结。

数值字面量

1. 整数：Python3 中将Python2.X的长整型和整形合二为一，他支持内存空间允许的无限精度
2. 浮点型：浮点型的标志就是小数点.或者科学技术标志e或E，浮点型在标准CPython中采用C语言的“双精度”来实现，其精度与用来构建Python编辑器的C编译器所给定的精度一致。
3. 十六进制数：0x或0X开头，后面接0-9或A-F或a-f。
4. 八进制数：0O或0o开头（数字0＋字母o），后面接0-7。
5. 二进制数：0b或0B开头，后面接0-1。
6. 复数：Python中复数字面量用实部+虚部的方式表示，虚部以j或J结尾，如3+4j等。

Python常见的运算符

常见运算符的总结

运算符	描述
lambda args: expression	创建匿名函数
x in y, x not in y	判断成员关系（可迭代对象、集合）
x is y, x is not y	测试对象内存地址是否一致，严格意义上的等价性
==, !=	判断值等价性
`	`
^	按位异或、集合的对称差集
&	按位与、集合交集
x << y, x >> y	将x左移或右移y位
%	取余
//	整除
~	按位非（取反码）
**	幂运算（指数运算）
( )	元组、表达式、生成式表达式
[ ]	列表
{ }	字典、集合

运算符的优先级

上表中从上往下运算符优先级依次增加，即：

()>[]>**> ~>-(取负)>/ // >%>*>+ -...

括号的优先级最高，在复杂的表达式中，建议增加括号以避免混淆。

数字的实际应用

变量与表达式

• 变量在第一次被赋值时创建
• 变量在表达式使用之前，必须已被赋值（创建）
• 变量不需要提前声明

各种除法方式的比较

经典除法

在Python2.X中，用/表示。对于整数操作会省去小数部分，但对于浮点数则会保留小数部分。但Python3中，/已经变为真除法。Python3中无经典除法。

真除法

在Python3中，用/表示真除法，即最后的结果是一个浮点数。

整除法

用//表示，也称为向下取整除法。即算出结果后舍去小数部分，仅仅保留整数部分。注意，向下取整除法≠截断除法。对于正数而言，向下取整即舍去小数部分，可以看做截断。但是对于负数而言，向下取整不等于截断。如-5 // 2 = -3 ≠ -2，截断除法则为-2。

进制转换

• oct()函数：将十进制转换为八进制
• hex()函数：将十进制转换为十六进制
• bin()函数：将十进制转换为二进制
• int(num, n)函数：可将字符串从n进制的num转换成十进制，如int('0xabc', 16)

其他内置数值工具

内置函数

pow(x, n)  #x的n次方
abs(x), sum((1,2,3,4))  #绝对值和求和
min(1, 2, 3), max(1, 2, 3)  #求最大最小值

math模块

import math
math.pi, math.e  #常数pi和e
math.sin  #三角函数
math.sqrt(n)  #开方
math.floor(x)  #向下取整，floor（2.30）=2， floor（-2.30）=-3
math.trunc(x)  #截断，trunc(2.3)=2, trunc(-2.3)=-2

random模块

import random
random.random()  #随机生成0-1的随机数
random.randint(x, y)  #在x~y之间随机生成一个整数
random.choice([list])  #随机在列表list中选择一项
random.shuffle([list])  #随机打乱列表中的元素

小数类型（Decimal）

小数类型的功能与浮点数很接近，但是小数有固定的位数和小数点，因此，小数可以看做固定精度的浮点数。

小数的创建

#浮点数的计算缺乏精确性，这是因为用来存储数值的空间有限，例如0.1+0.1+0.1-0.3应该等于0，但是用浮点数计算的结果却不等于0，用小数可以完美的解决这个问题
0.1 + 0.1 + 0.1 -0.3 
#输出：5.551115123125783e-17

from decimal import Decimal #使用小数之前需要先导入模块
Decimal('0.1') + Decimal('0.1') + Decimal('0.1') - Decimal('0.3')
#输出：Decimal('0.0')
#可以直接使用浮点数创建小数，但是有时候会产生默认且庞大的小数位数

设置全局小数精度

import decimal
decimal.getcontext().prec = 4  #设置精度（小数位数）

分数类型

分数与小数类似，可以用来处理浮点数类型的不精确性。它显式的保持了一个分子和一个分母。

import fractions
x = fractions.Fraction(1, 4)
y = fractions.Fraction(1, 2)
x + y  #输出Fraction(4, 3)