python中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=16print(bin(s))print(oct(s))print(hex(s))运行结果：0b100000o200x10

print('{0:o},{1:x},{2:b}'.format(16,16,16))print('%o,%x,%X'%(16,16,16))运行结果：20,10,1000020,10,10

　　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：161616

print(eval('16'))print(eval('0b10000'))print(eval('0o20'))print(eval('0x10'))运行结果：16161616

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

    注: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

1

2

3

4

5

6

7

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>>>num0.333333333333333333331在pycharm中print操作num = 1/3.0print(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=1print(x<<2)print(x|2)print(x&2)print(x^2)运行结果：4303

　　python3中使用bit_length查看二进制位数：

x=99print(bin(x))print(x.bit_length())print(len(bin(x))-2)运行结果：0b110001177

内置数学工具

　　math模块

import mathprint(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：3.1415926535897932.718281828459045-0.04424267808507096512.0850631

　　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：2232

　　random模块

　　获取随机数

import randomprint(random.random())print(random.randint(1,100))运行结果：0.953484522146717879

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 Decimalprint(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 Decimalprint(Decimal.from_float(1.88))print(Decimal.from_float(1.25))输出结果：1.879999999999999893418589635984972119331359863281251.25

　　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 Fractionx=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'>TrueFalse2