【python系列】python数据类型之数字类型
1.定义
数字类型是编程中最常用的数据类型。什么是数字类型，下面是数字类型官方文档的解释：https://docs.python.org/zh-cn/3.10/library/stdtypes.html?highlight=str%20join#numeric-types-int-float-complex
以上可以知道：
- 数字类型包括：整数、浮点数以及复数
- 布尔值属于整数的子类型
- 数字是由数字字面值或内置函数与运算符的结果来创建的
2. 数字类型的操作
2.1 整数类型（int）
在 Python 中，整数类型（int）表示没有小数部分的数字。Python 的 int 类型是有符号的，这意味着它可以表示正整数、负整数和零。
示例：
a = 10
b = -5
c = 0
- 无限大整数：Python 的整数类型没有固定的大小限制，因此你可以创建非常大的整数，甚至超过硬件限制。
示例：
large_number = 1234567890123456789012345678901234567890
print(large_number)
2.2 浮点数类型（float）
浮点数类型（float）表示包含小数部分的数字。它是 Python 中用于表示实数的数据类型，通常使用十进制表示。
示例：
a = 3.14
b = -0.001
c = 2.0
- 精度问题：浮点数在计算机中以二进制形式存储，因此存在一定的精度误差。例如，0.1 在 Python 中的表示可能不是精确的 0.1。
示例：
print(0.1 + 0.2) # 输出 0.30000000000000004
为了避免浮点数的精度误差，通常使用 Decimal 类型（decimal 模块）来进行高精度计算。
2.3 复数类型（complex）
复数类型（complex）用于表示复数。复数有实部和虚部，Python 使用 j 或 J 来表示虚部。
示例：
a = 3 + 4j
b = 1 - 2j
复数运算：可以对复数进行加、减、乘、除等运算，也可以提取复数的实部和虚部。
示例：
# 复数相加
c = a + b
print(c) # 输出 (4+2j)
# 获取实部和虚部
real_part = a.real
imaginary_part = a.imag
print(real_part, imaginary_part) # 输出 3.0 4.0
2.4 数字类型的转换
在 Python 中，你可以很方便地将一种数字类型转换为另一种数字类型。
示例：
# 从浮点数转换为整数
x = 3.9
y = int(x) # 结果为 3
# 从整数转换为浮点数
a = 5
b = float(a) # 结果为 5.0
注意：当从浮点数转换为整数时，Python 会直接截断小数部分，而不是四舍五入。
2.5 常见的数学操作
Python 提供了大量的数学运算符和函数来处理数字类型。常见的数学操作包括加法、减法、乘法、除法、取余等。
示例：
x = 10
y = 3
print(x + y) # 加法
print(x - y) # 减法
print(x * y) # 乘法
print(x / y) # 除法（结果为浮点数）
print(x // y) # 整数除法（结果为整数）
print(x % y) # 取余
补充：https://docs.python.org/zh-cn/3.10/library/stdtypes.html?highlight=str%20join#numeric-types-int-float-complex
2.6 数学模块
Python 提供了 math 模块，里面包含了许多数学相关的函数，比如求平方根、指数运算、三角函数等。
示例：
import math
print(math.sqrt(16)) # 4.0
print(math.pow(2, 3)) # 8.0
print(math.sin(math.radians(90))) # 1.0
2.7 数字类型的常见问题与解决方案
- 精度误差：浮点数的精度误差是常见的问题。如果需要高精度计算，可以使用 decimal 模块或 fractions 模块。
- 类型转换：在进行数学运算时，数据类型之间的隐式转换可能导致意外结果。建议显式地转换数据类型，避免意外的行为发生。
3.总结
Python 的数字类型包括整数、浮点数和复数，满足了大部分数学计算的需求。掌握这些基本的数据类型和运算方式是学习 Python 编程的基础。通过灵活使用 Python 内置的运算符和 math 模块，你可以在编程中高效地处理数字类型。