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Python数据类型一：数字与运算符

2018-06-18 00:54:41来源：未知阅读 ()

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)))

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：

int	float	complex
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

 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****

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(e^x),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(xx + yy)
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