Python数据类型一:数字与运算符

数字

一、数值类型

python中支持的数值类型有以下几种:

1、整型(Int) - 通常被称为是整型或整数,是正或负整数,不带小数点。Python3 整型是没有限制大小的,可以当作 Long 类型使用,所以 Python3 没有 Python2 的 Long 类型。

#!/usr/bin/python 
# 10进制
print(12345000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000);
# 16进制
print(0x1232423435646576879796)
# 8进制
print(0o123456134563163564)
# 2进制
print(0b10101010010011111)

# 结果如下,发现在print后,所有整数都被处理为了10进制数:
12345000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
21998004324339122916792214
2941068610692980
87199

注意16进制、8进制、2进制的默认类型,并不是想象中的16进制、8进制、2进制的类型,而是"int"类型,而使用hex、oct、bin函数转化后同样不是相应类型,而是str类型,
因此可以推测,python内部对于16、8、2进制都是按照字符串来存储的,计算时再统一转化为10进制:
1 print(type(0x10))
2 print(type(10))
3 print(type(0o7))
4 print(type(0b10))
5 print(type(hex(0x10)))
6 print(type(oct(0x7)))
7 print(type(bin(0xb1)))

<class 'int'>
<class 'int'>
<class 'int'>
<class 'int'>
<class 'str'>
<class 'str'>
<class 'str'>

2、浮点型(float) - 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 x 102 = 250)

 1 # 注意浮点型数据,只能是整数表示,不能是浮点数:
 2 print(0x1.0)
 3 print(0o4.0)
 4 print(0b0.1)
 5 
 6 # 第一个print报错:
 7   File "/usercode/file.py", line 4
 8     print(0x1.0)
 9               ^
10 SyntaxError: invalid syntax
11 
12 # 第二个print报错:
13   File "/usercode/file.py", line 3
14     print(0o4.0)
15               ^
16 SyntaxError: invalid syntax
17 
18 # 第三个print报错:
19   File "/usercode/file.py", line 4
20     print(0b0.1)
21               ^
22 SyntaxError: invalid syntax

3、复数( (complex)) - 复数由实数部分和虚数部分构成,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。

 总结如下:

intfloatcomplex
10 0.0 3.14j
100 15.20 45.j
-786 -21.9 9.322e-36j
080 32.3+e18 .876j
-0490 -90. -.6545+0J
-0x260 -32.54e100 3e+26J
0x69 70.2-E12 4.53e-7j

 4、强制数字类型转换:

  • int(x) 将x转换为一个整数。

  • float(x) 将x转换到一个浮点数。-----只能接受一个参数,仅仅能转化为小数点后1位的浮点数

  • complex(x) 将x转换到一个复数,实数部分为 x,虚数部分为 0。

  • complex(x, y) 将 x 和 y 转换到一个复数,实数部分为 x,虚数部分为 y。x 和 y 是数字表达式。

 1 #!/usr/bin/python 
 2 # 10进制
 3 print(int(105.021561030000))
 4 print(float(12345674864561))
 5 print(complex(5))
 6 print(complex(5.00))
 7 print(complex(5e+6j))
 8 # 不能转化复数到int和float型数据
 9 print(int(5e+6j))
10 print(float(5e+6j))
11 
12 
13 # 结果如下
14 105
15 12345674864561.0
16 (5+0j)
17 (5+0j)
18 5000000j
19 
20 # 可以看到结果中,不能将复数转化为int和float型
21 Traceback (most recent call last): File "/usercode/file3.py", line 9, in print(int(5e+6j)) TypeError: can't convert complex to int
22 Traceback (most recent call last): File "/usercode/file3.py", line 10, in print(float(5e+6j)) TypeError: can't convert complex to float

5、进制数转换

 1 # 将其它进制数数转换为16进制:
 2 >>> hex(16)
 3 0x10
 4 >>> hex(0o7)
 5 0x7
 6 >>> hex(0b1)
 7 0x1
 8 
 9 # 将其它进制数转换为10进制:
10 >>> int(0x10)
11 16
12 >>> int(0o7)
13 7
14 >>> int(0b1)
15 1
16 
17 # 将其它进制数转换为8进制:
18 >>> oct(0x10)
19 0o20
20 >>> oct(10)
21 0o12
22 >>> oct(0b1)
23 0o1
24 
25 # 将其它进制数转换为2进制:
26 >>> bin(0x10)
27 0b10000
28 >>> bin(10)
29 0b1010
30 >>> bin(0o7)
31 0b111

运算符

一、算数运算符

1、加法

 1  1 +  2      //直接输入,回车直接输出结果
 2 3
 3 >>> sum = 1 + 2 //计算结果保存在sum中
 4 >>> print(sum)      //输出sum
 5 3
 6 >>> a = 1       //变量
 7 >>> b = 2
 8 >>> sum = a + b     //变量相加
 9 >>> print(sum)
10 3

2、减法

1 >>> a = 1
2 >>> b = 2
3 >>> 2 - 1
4 1
5 >>> a - b
6 -1
7 >>> b - a
8 1

3、乘法

1 >>> 1 * 2
2 2
3 >>> 1.5 * 3
4 4.5
5 >>> a * b
6 2
7 >>> 

4、除法

 1 # 以下代码在python3中表现如此,在python2中是以整除进行的,除不尽时小数点后默认保留16位
 2 >>> 1 / 3
 3 0.3333333333333333
 4 >>> 5 / 2
 5 2.5
 6 >>> 1.0 / 3
 7 0.3333333333333333
 8 >>> 5.0 / 2.0
 9 2.5
10 
11 # 特殊点,注意看,在python3中,默认整数相除,其结果也是浮点数,这个就与传统的整数相除得整数得结论有点相悖了,在python2的基础上修改的用力过猛了:
12 >>> 4/2
13 2.0

5、整除

 1 >>> 1 // 3
 2 0
 3 >>> 5 // 2
 4 2
 5 >>> 1.0 // 3
 6 0.0
 7 >>> 5.0 // 2.0
 8 2.0
 9 
10 # 当使用整除时,整数相除的结果也是整数了:
11 >>> 4//2
12 2

6、取余

1 >>> 1 % 3
2 1
3 >>> 5 % 2
4 1
5 >>> 5.0 % 2.0
6 1.0

7、幂运算

1 >>> 2 ** 3
2 8
3 >>> 2.5 ** 5
4 97.65625
5 # 负数幂实际是1/4**
6 >>> 4 ** -1
7 0.25

二、比较运算符

以下假设变量a为10,变量b为20:

运算符描述实例
== 等于 - 比较对象是否相等 (a == b) 返回 False。
!= 不等于 - 比较两个对象是否不相等 (a != b) 返回 true.
> 大于 - 返回x是否大于y (a > b) 返回 False。
< 小于 - 返回x是否小于y。所有比较运算符返回1表示真,返回0表示假。这分别与特殊的变量True和False等价。注意,这些变量名的大写。 (a < b) 返回 true。
>= 大于等于 - 返回x是否大于等于y。 (a >= b) 返回 False。
<= 小于等于 - 返回x是否小于等于y。 (a <= b) 返回 true。

 

 1 # ==和!=运算符在比较时,等式两端的值不必是同一类,如:
 2 >>> a,b = "1",1
 3 >>> print(a == b)
 4 False
 5 
 6 >>> print(a != b)
 7 True
 8 
 9 # 但是其它的比较运算符,等式两端必须是同一类型值,否则会有报错:
10 >>> print(a <= b)
11 Traceback (most recent call last):
12   File "/usercode/file.py", line 4, in <module>
13     print(a <= b)
14 TypeError: unorderable types: str() <= int()

三、赋值运算符

以下假设变量a为10,变量b为20:

运算符描述实例
= 简单的赋值运算符 c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c
+= 加法赋值运算符 c += a 等效于 c = c + a
-= 减法赋值运算符 c -= a 等效于 c = c - a
*= 乘法赋值运算符 c *= a 等效于 c = c * a
/= 除法赋值运算符 c /= a 等效于 c = c / a
%= 取模赋值运算符 c %= a 等效于 c = c % a
**= 幂赋值运算符 c **= a 等效于 c = c ** a
//= 取整除赋值运算符 c //= a 等效于 c = c // a

 

四、位运算符

下表中变量 a 为 60,b 为 13。

运算符描述实例
& 按位与运算符:参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0 (a & b) 输出结果 12 ,二进制解释: 0000 1100
| 按位或运算符:只要对应的二个二进位有一个为1时,结果位就为1。 (a | b) 输出结果 61 ,二进制解释: 0011 1101
^ 按位异或运算符:当两对应的二进位相异时,结果为1 (a ^ b) 输出结果 49 ,二进制解释: 0011 0001
~ 按位取反运算符:对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1 (~a ) 输出结果 -61 ,二进制解释: 1100 0011, 在一个有符号二进制数的补码形式。
<< 左移动运算符:运算数的各二进位全部左移若干位,由"<<"右边的数指定移动的位数,高位丢弃,低位补0。 a << 2 输出结果 240 ,二进制解释: 1111 0000
>> 右移动运算符:把">>"左边的运算数的各二进位全部右移若干位,">>"右边的数指定移动的位数 a >> 2 输出结果 15 ,二进制解释: 0000 1111

 

1 # 按位与运算符,想到一个在网络界很常用的应用,使用IP地址和子网掩码相与,得到这个IP地址所在的子网,比如192.168.1.1/16,其子网广播地址为:"192.168.1.1" & "255.255.0.0",结果应该是"192.168.0.0",当然这里只是做个例子,并不能通过字符串类型进行与操作,只能是数字类:
2  
3 >>> IP,Mask = [192,168,1,1],[255,255,0,0]
4 >>>print(".".join(map(str[IP[0]&Mask[0],int(IP[1])&int(Mask[1]),IP[2] & Mask[2],IP[3] & Mask[3]] ) ))
5 
6 192.168.0.0

 

五、逻辑运算符

Python语言支持逻辑运算符,以下假设变量 a 为 10, b为 20:

运算符逻辑表达式描述实例
and x and y 布尔"与" - 如果 x 为 False,x and y 返回 False,否则它返回 y 的计算值。 (a and b) 返回 20。
or x or y 布尔"或" - 如果 x 是 True,它返回 True,否则它返回 x 的计算值。 (a or b) 返回 10。
not not x 布尔"非" - 如果 x 为 True,返回 False 。如果 x 为 False,它返回 True。 not(a and b) 返回 False

由于and和or运算符规则比较奇葩,因此下面举例说明一下,且最后给一个结论,不要将True、False与数值类进行与、或运算,最终结果可能不是False、True。



 

奇葩的and运算符:

 1 # 逻辑运算符中,and比较奇葩,最终结果可能不是True或者False,而是and右边的值:
 2 
 3 # 10在右边时,返回10:
 4 >>> print(True and 10)
 5 10
 6 
 7 # True在右边时,返回True:
 8 >>> print(10 and True)
 9 True
10 
11 # 当然False或者0不论在左边还是右边返回值都是False,这里如果左边的值是Flase类的话,则and不会再计算后边的值,这个成为短路运算符:
12 >>> print(False and 10)
13 False
14 >>> print(10 and False)
15 False

奇葩的or运算符:

 1 # or运算符在左边的值为非False时,返回值就只是左边的值:
 2 >>> print(True or 10)
 3 True
 4 >>> print(10 or True)
 5 10
 6 
 7 # 当左边为False或0时,才会计算右边的值,且返回值和右边值相同:
 8 >>> print(False or 10)
 9 10
10 >>> print(False or 0)
11 0
12 >>> print(False or False)
13 False

六、成员运算符

包含了一系列的成员,包括字符串,列表或元组。

运算符描述实例
in 如果在指定的序列中找到值返回 True,否则返回 False。 x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。
not in 如果在指定的序列中没有找到值返回 True,否则返回 False。 x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。
 1 # 在字符串中取成员
 2 >>> strA = "abcd"
 3 >>> print("a" in strA)
 4 True
 5 
 6 >>> print("e" in strA)
 7 False
 8 
 9 
10 # 在列表中取成员
11 >>> listA = [1,2,3,4]
12 >>> print(1 in listA)
13 True
14 
15 >>> print(5 in listA)
16 False
17 
18 # 在元组中取成员
19 >>> tupleA = (1,2,3,4)
20 >>> print(1 in tupleA)
21 True
22 >>> print(5 in tupleA)
23 False
24 
25 # 字典中取成员
26 >>> dictA = {"a":1,"b":2}
27 >>> print("a" in dictA)
28 True
29 
30 
31 # 以上取成员运算都是基于静态数据,如果成员本身是动态呢?也是可以的:
32 
33 >>> listB = ([1,2,3],("a","b"),{"c":4},5)
34 >>> print([1,2,3] in listB)
35 True
36 
37 >>> print(("a","b") in listB)
38 True
39 
40 >>> print( {"c":4} in listB )
41 True
42 
43 
44 # 上面动态数据只是一层嵌套,我们再次多层嵌套,同样可以的,只不过动态结构内部的结构是不会被当做成员的,但是它是成员的内部成员:
45 >>> listC = [[1,2,3,[4,5]],{"c":6,"b":[7,8,9]}]
46 >>> print( [1,2,3,[4,5]] in listC )
47 True
48 
49 >>> print( [4,5] in listC )     
50 False
51 
52 >>> print( [4,5] in listC[0] )
53 True
54 
55 >>> print( {"c":6,"b":[7,8,9]} in listC )
56 True
57 
58 >>> print("b" in listC )
59 False
60 
61 >>> print("b" in listC[1] )
62 True

七、身份运算符:等同于用id()函数作用

身份运算符用于比较两个对象的存储单元

运算符描述实例
is is是判断两个标识符是不是引用自一个对象 x is y, 如果 id(x) 等于 id(y) , is 返回结果 1
is not is not是判断两个标识符是不是引用自不同对象 x is not y, 如果 id(x) 不等于 id(y). is not 返回结果 1

 

 1 # 数字、字符串、元组等不可变的数据类型,由于都是静态存储,因此同一个变量存储在内存中的位置都是相同的,用is运算符会返回True:
 2 
 3 >>> a,b = 1,1
 4 >>> print(a is b)
 5 True
 6 
 7 >>> a,b = "c","c"
 8 >>> print(a is b)
 9 True
10 
11 >>> a,b = "c","c"
12 >>> print(a is b)
13 True
14 
15 # 列表等可变序列的数据类型,即使值相等,但是is运算符会返回False:
16 >>> a,b = [],[]
17 >>> print(a == b)
18 True
19 
20 >>> a,b = [],[]
21 >>> print(a is b)
22 False
23 
24 # 可以看出两个空列表所在的内存单元不同:
25 >>> print(id(a))
26 139942755666120
27 >>> print(id(b))
28 139942755665736

 

八、运算符的优先级

以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符,在有多个运算符时,最好使用()将单元括起来计算,避免混淆。

运算符描述
** 指数 (最高优先级)
~ + - 按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@)
* / % // 乘,除,取模和取整除
+ - 加法减法
>> << 右移,左移运算符
& 位 'AND'
^ | 位运算符
<= < > >= 比较运算符
== != 等于运算符
= %= /= //= -= += *= **= 赋值运算符
is is not 身份运算符
in not in 成员运算符
not or and 逻辑运算符

 

一些数学函数和方法总结

一、全局基础函数

函数返回值 ( 描述 )
abs(x) 返回数字的绝对值,如abs(-10) 返回 10

cmp(x, y)

如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1。 Python 3 已废弃 。
max(x1, x2,...) 返回给定参数的最大值,参数可以为序列。
min(x1, x2,...) 返回给定参数的最小值,参数可以为序列。
pow(x, y) x**y 运算后的值。
round(x [,n]) 返回浮点数x的四舍五入值,如给出n值,则代表舍入到小数点后的位数。

 

二、math库

复制代码
 1 # 需要在使用前先import导入math标准库
 2 >>> import math
 3 
 4 # 两个常数math.pi和math.e
 5 >>> math.pi             //圆周率pi
 6 3.141592653589793
 7 >>> math.e
 8 2.718281828459045       //自然常数e
 9 
10 # math.ceil(),向上取整:返回最小的大于或等于x的值
11 >>> math.ceil(2)
12 2
13 >>> math.ceil(2.2)
14 3
15 >>> math.ceil(2.9)
16 3
17 >>> math.ceil(3.0)
18 3
19 
20 # math.floor(),向下取整,返回最大的小于或等于x的整数。
21 >>> math.floor(2)
22 2
23 >>> math.floor(2.2)
24 2
25 >>> math.floor(2.9)
26 2
27 >>> math.floor(3.0)
28 3
29 
30 # math.fabs(),绝对值
31 >>> math.fabs(1.0)
32 1.0
33 >>> math.fabs(-1.0)
34 1.0
35 
36 
37 # math.factorial(),计算阶乘
38 >>> math.factorial(5)
39 120
40 >>> math.factorial(4)
41 24
42 >>> math.factorial(2.1)     //执行错误
43 Traceback (most recent call last):
44   File "<stdin>", line 1, in <module>
45 ValueError: factorial() only accepts integral values
46 >>> 
47 
48 # math.exp(x)。返回e ** x。
49 >>> math.exp(2)
50 7.38905609893065
51 >>> math.e ** 2
52 7.3890560989306495  //请忽略后面的不一致,计算机浮点数本身的问题
53 
54 
55 *****以下运算中默认精确到1位小数点,及时本应该是整数的*****
56 # math.log(x [,base])。求以base为底的对数。
57 >>> math.log(math.e)        //值传一个参数,默认以math.e为底
58 1.0
59 >>> math.log(math.e ** 2)
60 2.0
61 >>> math.log(8, 2)      //两个参数,2为底
62 3.0
63 >>> math.log(100, 10)   //两个参数,10为底s
64 2.0
65 
66 # math.pow(x, y)。幂运算,计算xy,相当于x ** y--精度不同。
67 >>> math.pow(2, 3)
68 8.0
69 >>> 2 ** 3
70 8
71 
72 # math.sqrt(x)**。求x的平方根。
73 >>> math.sqrt(4)
74 2.0
75 >>> math.sqrt(4.0)
76 2.0
77 >>> math.sqrt(4.00)
78 2.0
79 >>> math.sqrt(9.0)
80 3.0
81 
82 # 开根号。Python的math库中只有开平方根,没有立方根和n次方根,不过可以利用math.pow或者**,只需把根号变成分数。
83 >>> math.pow(4, 1.0 / 2)        //平方根,相当于math.sqrt(4)
84 2.0
85 >>> 4 ** (1.0 / 2)          //平方根,相当于math.sqrt(4)
86 2.0
87 >>> 8 ** (1.0 / 3)          //立方根
88 2.0
89 >>> 1024 ** (1.0 / 10)          //10次方根
90 2.0
91 
92 ****其它的函数可以使用help(math)来查看,或者查看手册****
复制代码

 

常用的一些math库函数

1、数学常量:

math.pi : 元周率

math.e : 自然常数

2、数学计算函数:

函数返回值 ( 描述 )
ceil(x) 返回数字的上入整数,如math.ceil(4.1) 返回 5

cmp(x, y)

如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1。 Python 3 已废弃 。使用 (x>y)-(x<y) 替换。
exp(x) 返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045
fabs(x) 返回数字的绝对值,如math.fabs(-10) 返回10.0
floor(x) 返回数字的下舍整数,如math.floor(4.9)返回 4
log(x) 如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0
log10(x) 返回以10为基数的x的对数,如math.log10(100)返回 2.0
modf(x) 返回x的整数部分与小数部分,两部分的数值符号与x相同,整数部分以浮点型表示。
pow(x, y) x**y 运算后的值,结果带浮点。
sqrt(x) 返回数字x的平方根,数字可以为负数,返回类型为实数,如math.sqrt(4)返回 2+0j

 3、三角函数

函数描述
acos(x) 返回x的反余弦值,以弧度形式表示
asin(x) 返回x的反正弦,以弧度形式表示
atan(x) 返回x的反正切值,以弧度表示形式
atan2(y, x) 返回反正切atan(y / x),以弧度形式表示
cos(x) 返回x 弧度的余弦
hypot(x, y) 返回欧几里德范数,sqrt(x*x + y*y)
sin(x) 返回x的弧度的正弦值
tan(x) 返回x的弧度的正切
degrees(x) 从弧度到度角 x 的转换
radians(x) 从角度到弧度角 x 的转换

 

常用的一些random库函数

可以轻松生成一些想要的随机值,使用前先import random

choice(seq) 从列表,元组或字符串随机项。
randrange ([start,] stop [,step]) 从范围随机选择的元素(启动,停止,步骤)
random() 随机浮点数r,使得0是小于或等于r,r小于1
seed([x]) 设置生成随机数使用整数开始值。调用任何其他随机模块函数之前调用这个函数。返回None。
shuffle(lst) 随机化代替列表中的项。返回None。
uniform(x, y) 随机浮点数r,大于x小于y
posted @ 2018-01-24 21:06 疯狂的杰瑞 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏