Fork me on GitHub

Python基础:数值(布尔型、整型、长整型、浮点型、复数)

一、概述

Python中的 数值类型(Numeric Types)共有5种:布尔型(bool)、整型(int)、长整型(long)、浮点型(float)和复数(complex)。

数值类型支持的主要操作如下:

操作 说明 bool int long float complex
x ** y 指数运算
+x 符号不变
-x 符号取反
~x 按位取反
x * y 乘法
x / y 除法
x // y 地板除
x % y 取余
x + y 加法
x - y 减法
x << y 位左移
x >> y 位右移
x & y 按位与
x ^ y 按位异或
x | y 按位或
abs(x) 取绝对值
bin(x) 整型->二进制字符串
bool(x) 布尔型转换
chr(x) ASCII码->单字符串
complex(re, im) 实部为re,虚部为im的复数
divmod(x, y) 除法及取余
float(x) 浮点转换函数
hex(x) 整型->十六进制字符串
int(x) 整型转换
long(x) 长整型转换
pow(x) 指数运算
oct(x) 整型->八进制字符串
round(x[, n]) 保留n位小数并四舍五入
unichr(x) ASCII码->Unicode单字符串

二、布尔型

布尔型 其实是整型的子类型,布尔型数据只有两个取值:True和False,分别对应整型的1和0。

每一个Python对象都天生具有布尔值(True或False),进而可用于布尔测试(如用在if、while中)。

以下对象的布尔值都是False:

  • None
  • False(布尔型)
  • 0(整型0)
  • 0L(长整型0)
  • 0.0(浮点型0)
  • 0.0+0.0j(复数0)
  • ''(空字符串)
  • [](空列表)
  • ()(空元组)
  • {}(空字典)
  • 用户自定义的 类实例,该类定义了方法 __nonzero__()__len__(),并且这些方法返回0或False

除开上述对象之外的所有其他对象的布尔值都为True。

# 1. Python对象的布尔值
>>> bool(None)
False
>>> bool(False), bool(0), bool(0L), bool(0.0), bool(0.0+0.0j)
(False, False, False, False, False)
>>> bool(''), bool([]), bool(()), bool({})
(False, False, False, False)
>>> 
>>> class A: pass
... 
>>> class B:
...     def __len__(self):
...         return 0
... 
>>> class C:
...     def __nonzero__(self):
...         return False
... 
>>> bool(A), bool(A())
(True, True)
>>> bool(B), bool(B())
(True, False)
>>> bool(C), bool(C())
(True, False)

# 2. 数值运算中,布尔值True和False分别对应整型的1和0
>>> int(True), int(2 < 1)
(1, 0)
>>> (False + 100) / 2 - (True // 2)
50
>>> print '%s, %d' % (bool('0'), False)
True, 0

三、整型

整型 等价于C中的有符号长整型(long),与系统的最大整型一致(如32位机器上的整型是32位,64位机器上的整型是64位),可以表示的整数范围在[-sys.maxint-1, sys.maxint]之间。整型字面值的表示方法有3种:十进制(常用)、八进制(以数字“0”开头)和十六进制(以“0x”或“0X”开头)。

整型的操作示例如下:

# 1. 传统除、真正除与地板除
>>> 1 / 2 # 传统除
0
>>> 1 // 2 # 地板除
0
>>> from __future__ import division
>>> 1 / 2 # 真正除
0.5
>>> 1 // 2 # 地板除
0

# 2. 商、余数与指数
>>> 10 // 3, 10 % 3, divmod(10, 3)
(3, 1, (3, 1))
>>> 2 ** 5, pow(2, 5)
(32, 32)
>>> -2 ** 3 # 等效于:-(2 ** 3)
-8
>>> 2 ** -3 # 等效于:2 ** (-3) 即 1.0 / (2 ** 3)
0.125

# 3. 进制转换
>>> bin(20), oct(20), hex(20)
('0b10100', '024', '0x14')

四、长整型

长整型 是整型的超集,可以表示无限大的整数(实际上只受限于机器的虚拟内存大小)。长整型字面值的后面带有字母“L”或“l”(推荐使用大写的“L”)。

长整型与整型的操作完全相同,简单示例如下:

>>> 999 ** 8 # 整型自动转换为长整型
992027944069944027992001L
>>> 10L // 3L, 10L % 3L, divmod(10L, 3L)
(3L, 1L, (3L, 1L))
>>> 2L ** 5L, pow(2L, 5L)
(32L, 32L)

五、浮点型

浮点型 类似于C中的双精度浮点型(double),其精度信息和内部表示可以从sys.float_info中获得。浮点型字面值可以用十进制或科学计数法表示,在科学计数法中,e或E代表10,+(可以省略)或 - 表示指数的正负。

浮点数的操作示例如下:

>>> 1.0 / 1e-2
100.0
>>> 2.0 ** 5.0 // 7
4.0
>>> round(3.1415926, 4)
3.1416
>>> round(-3.1415926, 4)
-3.1416

六、复数

复数 与数学中的复数概念完全相同。Python中的复数有以下几个特性:

  • 复数由实数部分和虚数部分构成,表示为:real+imagj 或 real+imagJ
  • 复数的实部real和虚部imag都是浮点型

复数的操作示例如下:

>>> c = -8.333-1.47j
>>> c
(-8.333-1.47j)
>>> c.real # 实部
-8.333
>>> c.imag # 虚部
-1.47
>>> c.conjugate() # 共轭复数
(-8.333+1.47j)
>>> 
>>> abs(c) # 绝对值
8.461665852537548
>>> import math
>>> math.sqrt(c.real ** 2 + c.imag ** 2) # 等价于abs(c)
8.461665852537548

七、类型转换

1、强制类型转换(工厂函数)

>>> bool(5.0)
True
>>> int(5.0)
5
>>> long(5.0)
5L
>>> float(5)
5.0
>>> complex(1, 2.5)
(1+2.5j)

2、自动类型转换与coerce()

如果参与运算的两个操作数的类型不同,则Python会按照以下规则进行自动类型转换:

  • 如果有一个操作数是复数,另一个操作数被转换为复数
  • 否则,如果有一个操作数是浮点型,另一个操作数被转换为浮点型
  • 否则,如果有一个操作数是长整型,另一个操作数被转换为长整型
  • 否则,两者必然都是整型,无须类型转换

上述转换规则总结起来就是:非复数转复数,非浮点型转浮点型,非长整型转长整型,整型不变。实际的转换示例如下:

>>> >>> 1.0 + (5+2j) # 非复数转复数
(6+2j)
>>> 4L + 6.0 # 非浮点型转浮点型
10.0
>>> 4 + 6L # 非长整型转长整型
10L
>>> 4 + 6 # 整型不变
10

coerce(x, y)是一个内建函数,它按照上述转换规则对x和y进行类型转换,并返回由转换后的x和y构成的一个元组。使用示例如下:

>>> coerce(1.0, 5+2j) # 非复数转复数
((1+0j), (5+2j))
>>> coerce(4L, 6.0) # 非浮点型转浮点型
(4.0, 6.0)
>>> coerce(4, 6L) # 非长整型转长整型
(4L, 6L)
>>> coerce(4, 6) # 整型不变
(4, 6)

八、相关模块

Python标准库中与数值类型相关的核心模块有(更多模块参考 Numeric and Mathematical Modules):

模块 说明
decimal 十进制浮点运算类Decimal
array 高效数值数组(字符、整型、浮点型等)
math / cmath 标准C库数学运算函数。常规运算在math模块,复数运算在cmath模块
operator 数值操作符的函数实现。如operator.add等价于+,operator.sub等价于-
random 多种伪随机数生成器

对于高级的数值科学计算,可以关注第三方包 NumPySciPy,《用Python做科学计算》(在线 | 下载)是关于这一主题的非常好的参考书籍。

posted on 2013-08-31 11:37  RussellLuo  阅读(...)  评论(...编辑  收藏

导航

统计