Python笔记_第一篇_面向过程_第一部分_5.Python数据类型之数字类型(number)

　　Python 数字类型(number)用于存储数值。数据类型是不允许改变的，这就意味着如果改变number数据类型的值，将重新分配内存空间。

 

1.   一个简单的示例：

# 以下实例在变量赋值时数字类型对象将被创建
var1 = 1
var2 = 10

# 也可以额用del语句删除一些胡子类型对象的引用。
# del 语句的语法是：
del var1[,var2[,var3[....,varN]]]]

del var
del var_a, var_b

 

2.   Python支持四种不同的数值类型：

整型（int）：通常被称为是整型或整数，是正或负数，不带小数点。

长整型（long integers）：无限大小的整数，整数最后是一个大写或小写的L。

浮点型（floating point real values）：浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示（2.5e2 = 2.5 × 10² = 250）

复数（complex numbers）：复数是由实数部分和虚数部分构成的，可以用a+bj，或者complex(a, b)表示复数的实部a和虚部b都是浮点型。

 

3.   Python number 类型转换

　　函：int

　　　　语：int(x, base=2/8/10/16)

　　　　　　用：base默认为10进制算法，可以选择二进制、八进制、十六进制等)

 # int
 x = 4852666.12345
 y = int(x)
 print(x, y, sep="***")
 # 输出结果：4852666.12345***4852666
 6  
x = "0b1001"
y = int(x, base=2)  # 二进制算法
print(x, y, sep="***")
# 输出结果：0b1001***9
# 
print(int(1.9)) # 将浮点型转换成整数，获取整数部分，向下取整
print(float(1)) # 将整数转换成为浮点型，向下加上小数位
# 输出结果：1.0
print(int("123")) # 字符串如果是数字字符串的话可以转换效果同eval
# 输出结果：123

print(int("123")) # 字符串如果是数字字符串的话可以转换效果同eval
# 输出结果：123
print(int("+123"))
# 输出结果：123
print(int("-123"))
# 输出结果：-123
# print(int("12+3+3")) # 加号减号，作为正负号才有意义
# 输出结果：错误！

　　函：float

　　　　语：float(x)

　　　　　　用：转换一个浮点型数值，默认为六位四舍五入的方式

# float
x = 4852666.123456789923456789
print(x)
# 输出结果：4852666.12345679
print(float("12.3")) # 字符串如果是数字字符串的话可以转换
# 输出结果：12.3
 print(float(1)) # 将整数转换成为浮点型，向下加上小数位
# 输出结果：1.0

　　函：complex

　　　　语：complex(x)

　　　　　　用：创建一个复数

# complex
print(complex(12, 15)) # 创建一个复数
# 输出结果：
# (12+15j) 12位实数部分，15j为虚数部分

　　函：str

　　　　语：str(x)

　　　　　　用：将对象x转换为表字符串

# str
print(type(str(123))) # 将对象转换成为一个字符串
# 输出结果：
# <class 'str'>

　　函：repr

　　　　语：repr(x)

　　　　　　用：将对象x转换为表达式字符串

# repr
print(type(repr(123)))  # 将对象转换为表达式字符串
# 输出结果：
# <class 'str'>

　　函：eval

　　　　语：eval(str)

　　　　　　用：1.用来计算再字符串中有效Python表达式，并返回一个对象；2.用来把字符串中的数据类型提取出来。

print(eval("12+3")) # 字符串内数字运算方式
# 输出结果：15

a = "[[1,2], [3,4], [5,6], [7,8], [9,0]]"
b = eval(a)
print(b, type(b))  # 将字符串转换成列表
# 输出结果：[[1, 2], [3, 4], [5, 6], [7, 8], [9, 0]] <class 'list'>

a = "{1: 'a', 2: 'b'}"
b = eval(a)
print(b, type(b))  # 将字符串转换成字典
# 输出结果：{1: 'a', 2: 'b'} <class 'dict'>

a = "([1,2], [3,4], [5,6], [7,8], (9,0))"
b = eval(a)
print(b, type(b))  # 将字符串转换成元组
# 输出结果：([1, 2], [3, 4], [5, 6], [7, 8], (9, 0)) <class 'tuple'>

　　函：tuple

　　　　语：tuple(s)

　　　　　　用：将序列s转换成一个元组

# tuple
print(tuple("123你好")) # 将字符串内的的元素按照单个方式转换成元组
# 输出结果：
# ('1', '2', '3', '你', '好')

　　函：list

　　　　语：list(s)

　　　　　　用：将序列s转换成一个列表

# list
print(list("123你好")) # 将字符串内的元素按照单个方式转换成列表
# 输出结果：
# ['1', '2', '3', '你', '好']

　　函：ord 和 char

　　　　语：ord(x)、char(x)

　　　　　　用：对照ASCII码表，获得一个字符的整数值；由整数值获得一个字符

# char
print(chr(80)) # 将一个整数转换为一个字符，对应ASCII码表。
# 输出结果：P

# ord
print(ord("C")) # 将一个字符转换成它的整数值，对应ASCII码表。
# 输出结果：67

　　函：oct、hex

　　　　语：oct(x)、hex(x)

　　　　　　用：将一个整数转换为一个八进制字符串；将一个整数转换为一个十六进制字符串

# hex
print(hex(123456)) # 将一个整数转换为一个十六进制字符串
# 输出结果：0x1e240

# oct
print(oct(123456)) # 将一个整数转换为一个八进制字符串
# 输出结果：0o361100

 

3. 数字算术运算和赋值运算

　　3.1   数学算术运算

　　数学算出运算共有7种，分别为 +、-、*、/（加、减、乘、除）和 %、**、//（取模余数、幂运算、取整除赋值运算符，整除的结果）

# 数字算术运算
# + - * /
a, b, c = 20, 10, 0
c = a + b
print("a + b = %.2f" % c) # 输出结果：30.00

c = a - b
print("a - b = %.2f" % c) # 输出结果：10.00

c = a * b
print("a * b = %.2f" % c) # 输出结果：200.00

c = a / b
print("a / b = %.2f" % c) # 输出结果：2.00

# % ** //
c = a % b
print("a % b = ", c) # 取模（取余数）# 输出结果：0

c = a ** b
print("a ** b = %d" % c) # 幂运算 # 输出结果：10240000000000

c = a // b
print("a // b = %d" % c) # 取整除赋值运算符，整除的结果。# 输出结果：2

　　3.2   数字赋值运算

　　数学的赋值运算拆分为运算+赋值=结果。两步的运算结果合并成为一步。=、+=、-=、*=、/=（等于、加等于、减等于、乘等于、除等于）和%=、**=、//=（取余等于、幂等于、取整除等于）。

　　举个例子：a = 100、b=50、a += b 可以拆分为（第一步：a + b = 150；第二步：赋值150赋值给a，a=150），最终变为a=150 b=50

　　这里特别说明的是这种数字赋值表达式方式，在后面的循环体当中运用非常广泛。

# 数字赋值运算（表达内容同上）
# = += -= *= /=
d, e, f = 20, 10, 0
e += d
print("e += d : ", e) # 输出结果：e += d :  30

e += d
print("e -= d : ", e) # 输出结果：e -= d :  50

e *= d
print("e *= d : ", e) # 输出结果：e *= d :  1000

e /= d
print("e /= d : ", e) # 输出结果：e /= d :  50.0

# %= **= //=
d %= e
print("d %= e : ", d) # 输出结果：d %= e :  20.0

d **= e
print("d **= e : ", d) # 输出结果：d **= e :  1.125899906842624e+65

d //= e
print("d //= e : ", d) # 输出结果：d //= e :  2.251799813685248e+63

 

4.   常用数学函数

　　Python除了普通的加减乘除运算，还可以运算一些像三角函数，四舍五入等运算方式，有些需要调用出数学库，方式为import math。对于这些常用的数学函数列出如下：

　　函：abs和fabs

　　　　语：abs(x)和fabs(x)

　　　　　　用：取绝对值

import math
# abs 和 math.fabs
# 作用：取绝对值
print(abs(-3.1412926))
print(math.fabs(-10))  # 这个与abs不同是如果是整数返回一个带一位小数的整数
# 输出结果：
# 3.1412926
# 10.0

　　函：round、ceil、floor

　　　　语：round(x,n)、ceil(x)、floor(x)

　　　　　　用：四舍五入n为保留几位小数、向上取整、向下取整

# round、ceil、floor
# 作用：四舍五入、向上取整、向下取整
print(round(3.1415926, 4)) # 保留四位小数，如果舍位为0，返回四舍五入的整数
# 输出结果：3.1416
print(math.ceil(3.11415926)) # 向上取整
# 输出结果：4
print(math.floor(3.1415926)) # 向下取整
# 输出结果：3

　　符：>、==、<、>=、<=

　　　　用：大于、等于、小于、大于等于、小于等于，来逻辑比较两个值。返回为真假（True or False）

# > == < <= >=
# 作用：比较两个数字的大小关系，返回为真假
print(15 > 10) # 输出结果：True
print(15 < 10) # 输出结果：False
print(15 == 10) # 输出结果：False
print(15 >= 10) # 输出结果：True
print(15 <= 10) # 输出结果：False

　　函：exp

　　　　语：exp(x)

　　　　　　用：取指数

# exp
# 作用：取指数
print(math.exp(50))
# 输出结果：5.184705528587072e+21

　　函：log、log10、log2

　　　　语：log(x,n)、log10(x)、log2(x)

　　　　　　用：计算以n为底的对数（默认为2.71...）、计算以十为底的对数、计算以二为底的对数

# log、log10、log2
# 作用：对数计算方式
print(math.log(10, 10)) # 以几为底的对数，默认为2.718281828459045为底
# 输出结果：1.0
print(math.log10(10)) # 以10为底的log计算
# 输出结果：1.0
print(math.log2(10)) # 以2位底的log计算
# 输出结果：3.321928094887362

　　函：max、min

　　　　语：max(n1,n2,n3,....)、min(n1,n2,n3,....)

　　　　　　用：求一组数中的最大值；求一组书中的最小值

# max、min
# 作用：大小值比较，返回为数字或者字符
print(max(12, 13, 14))  # 输出结果：14
print(min(12, 13, 14))  # 输出结果：12

　　函：pow

　　　　语：pow(base,n)

　　　　　　用：计算以base为底的n次方

# pow
# 作用：幂运算 等于 **
print(math.pow(10, 2))  # 输出结果：100.0

　　函：sqrt

　　　　语：sqrt(x)

　　　　　　用：对数值x进行开方运算

# sqrt
# 作用：开方运算
print(math.sqrt(4)) # 输出结果：2.0

　　函：modf

　　　　语：modf(x)

　　　　　　用：返回x值的整数部分和小数部分，两部分数值符号与值相同，整数部分以浮点型表示

# modf
# 作用：返回值的整数部分与小数部分，两部分数值符号与值相同，整数部分以浮点型表示
print(math.modf(10.12))  # 显示为小数部分+整数部分
# 输出结果：(0.11999999999999922, 10.0)
print(math.modf(10.10))  # 显示为小数部分+整数部分
# 输出结果：(0.09999999999999964, 10.0)

　　函：常用的三角函数：

　　acos(x)   返回x的反余弦弧度值

　　asin(x)   返回x的反正弦弧度值

　　atan(x)   返回x的反正切弧度值

　　atan2(y, x)   返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值

　　cos(x)    返回x的弧度的余弦值

　　hypot(x, y)   返回欧几里德范数 sqrt(x*x + y*y)

　　sin(x)    返回的x弧度的正弦值

　　tan(x)    返回x弧度的正切值

　　degrees(x)    将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2)

　　radians(x)    将角度转换为弧度

# 常用的三角函数 #
# acos(x)    返回x的反余弦弧度值
print(math.acos(0.5)) # 输出结果：1.0471975511965979
# asin(x)    返回x的反正弦弧度值
print(math.asin(0.5)) # 输出结果：0.5235987755982989
# atan(x)    返回x的反正切弧度值
print(math.atan(0.5)) # 输出结果：0.4636476090008061
# atan2(y, x)    返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值
print(math.atan2(0.5, 0.5)) # 输出结果：0.7853981633974483
# cos(x)    返回x的弧度的余弦值
print(math.cos(0.5)) # 输出结果：0.8775825618903728
# hypot(x, y)    返回欧几里德范数 sqrt(x*x + y*y)
print(math.hypot(0.5, 0.5)) # 输出结果：0.7071067811865476
# sin(x)    返回的x弧度的正弦值
print(math.sin(0.5)) # 输出结果：0.479425538604203
# tan(x)    返回x弧度的正切值
print(math.tan(0.5)) # 输出结果：0.5463024898437905
# degrees(x)    将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0
print(math.degrees(math.pi/2)) # 输出结果：90.0
# radians(x)    将角度转换为弧度
print(math.radians(90)) # 输出结果：1.5707963267948966

　　函：pi、e

　　　　语：

　　　　　　用：这是两个数学常量分布别指的：π和常数e

# 两个数学常量 #
print(math.pi) # 输出结果：3.141592653589793
print(math.e)  # 输出结果：2.718281828459045

 

5.   常用的数学随机数函数

　　在某些领域中（比如卡尔曼滤波等）数学随机数运用非常广泛，严格意义来讲，python提供的随机数并不是绝对意义的随机数，但是也经常被使用。同样计算这些随机数也需要条用python的随机数库，用import random的形式调用出来。

　　函：choice

　　　　语：choice()

　　　　　　用：从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。

　　　　　　　　函：range

　　　　　　　　　　语：range(self, start [,end] [,step])

　　　　　　　　　　　　用：这个特别要增加一个函数，这个函数和后面的list列表数据类型最大的区别是range函数是用来创建算术级序列的通用函数，类似于C语言中的数字，有且只能存放数值类型变量。其中start为其实值，end为结束值，step为步长，单元素或者默认状态下步长为1。

import random
# choice
# 作用：从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数
print(random.choice([0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 100])) # 从一个数组里面随机拿出来一个数
# 输出结果：0（随机结果）

print(random.choice(["你好", "fucnk", "thomas"])) # 从一个数组里面随机拿出来一个字符串
# 输出结果：你好（随机结果）

print(random.choice(range(5))) # range(5) = [0, 1, 2, 3, 4]
# 输出结果：0（随机结果）

print(random.choice(range(10)) + 1) # 生成1到10之间的随机数
# 输出结果：8（随机结果）

　　函：randrange

　　　　语：randrange([start,] ,stop[, step])

　　　　　　用：从一个结合范围当中按照某个步长来随机挑选，按照指定技术递增集合中选取一个随机数，这种方式类似于上面的choice(range())的形式。

# random.randrange([start,] ,stop[, step])
# 作用：从一个结合范围当中按照某个步长来随机挑选，按照指定技术递增集合中选取一个随机数
# start--指定范围的开始至，包含范围内
# stop--是定范围的结束，不包含在范围内
# step--递增基数，默认是1
print(random.randrange(1, 100, 5))  # 从0-99选取一个随机数,步长是5
print(random.randrange(100))  # 从0-99选取一个随机数,步长是1

　　函：random.random　　

　　　　语：random.random()

　　　　　　用：随机生成[0, 1)之间的小数，含0，不包括1

# random.random
# 作用：随机小数[0,1)
print(random.random())  # 15位的随机小数0-1之间

　　函：normalvariate

　　　　语：normalvariate(mu, sigma)

　　　　　　用：mu为均值，sigma为方差；生成正态分布随机数。

# normalvariate
# 作用生成正态分布随机数，其中第一个为均值，第二个为方差
print(random.normalvariate(0, 1))

　　函：shuffle

　　　　语：shuffle(series)

　　　　　　用：将序列的所有元素进行随机排序

# shuffle
# 作用：将序列的所有元素随机排序
list = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
random.shuffle(list)
print(list)

　　函：uniform

　　　　语：uniform([start] [,stop])

　　　　　　用：随机生成一个实数

# uniform
# 作用：随机生成一个实数
print(random.uniform(10, 20 )) # 范围[10, 20]

　　函：seed

　　　　语：seed(n)

　　　　　　用：用种子的方法改变随机数生成器的种子，可以在条用其他随机函数之前调用此函数。这个方式有个特点规定好种子后数值不再改变了。

# seed
# 作用：seed()方法改变随机数生成器的种子，可以在调用其他随机模块函数之前条用次函数
random.seed(10)
print("Random number with seed 10 :", random.random())  # 生成同一个随机数
# 输出结果：0.5714025946899135

 

6.   其他补遗

　还有一种交互式赋值方式

num1 = 10
print(id(num1))  # 打印num1的地址
num2, num3 = 10, 20
print(num1, num2) # 交互式赋值方式
num4 = num5 = num6 = 30
print(num4, num5, num6) # 连续赋值的方式
print(type(num4)) # 打印属于那种类型变量