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Python 中的数字

原文：https://overiq.com/python-101/numbers-in-python/

最后更新于 2020 年 9 月 17 日

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Python 中的数字

在 Python 中，数字有 4 种类型:

1. 整数。
2. 浮点或实数。
3. 复数。
4. 布尔型。

整数或简称int是没有小数点的数字。比如100、77、-992是int但是0.56、-4.12、2.0不是。

浮点或实数或float是有小数点的数字。比如1.2、0.21、-99.0是浮动的而102、-8不是。我们也可以用科学记数法写浮点数。以a x 10^b形式书写的数字被称为科学符号。科学符号对于写非常小或非常大的数字非常有用。例如，float 0.000000123在科学记数法中可以简洁地写成1.23 x 10^-7。Python 使用一种特殊的语法来用科学符号写数字。比如0.000000123可以写成1.23E-7。字母E叫指数，用e还是E都无所谓。

复数是我们不能在一条数字线上表示的数字。复数的形式是a + ib，其中a是实部，bi是虚部。比如2 + 3i是复数。Python 对复数也使用特殊的语法。尾随的整数或浮点数j在 Python 中被视为复数，因此10j、9.12j都是复数。

>>>
>>> type(5)   # an integer
<class 'int'>
>>>
>>> type(3.4)  # a float
<class 'float'>
>>>
>>> type(5j)  # a complex number
<class 'complex'>
>>>

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注意5j只代表复数的虚部。要创建一个有实部和虚部的复数，只需在虚部上加上一个数字。比如复数2 + 3i可以用 Python 写成2 + 3j。

布尔类型将在本章后面讨论。

常见的数学函数

Python 提供了以下内置函数来帮助您完成常见的编程任务:

功能	它有什么作用？	例子
abs(number)	返回数字的绝对值。换句话说，abs()函数只是返回没有任何符号的数字。	abs(-12)是12，abs(112.21)是112.21。
pow(a, b)	返回a^b。	pow(2, 3)是8，pow(10, 3)是1000
round(number)	将数字舍入到最接近的整数。	round(17.3)是17，round(8.6)是9
round(number, ndigits)	小数点后将number舍入到ndigits	round(3.14159, 2)是3.14，round(2.71828, 2)是2.72
min(arg1, arg2, ... argN)	返回arg1、arg2中最小的项目，...argN	min(12, 2, 44, 199)是2，min(4, -21, -99)是-99
max(arg1, arg2, ... argN)	返回arg1、arg2中最大的项目，...argN	max(991, 22, 19)是991，max(-2, -1, -5)是-1

abs()功能

>>>
>>> abs(-100)      # absolute value of -100
100
>>>
>>> abs(291.121)   # absolute value of 291.121
291.121
>>>
>>> abs(88)        # absolute value of 88
88
>>>

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power()函数

>>>
>>> pow(3, 3)           # calculate 3^3
27
>>>
>>> pow(0.35, 2)        # calculate 0.35^2
0.12249999999999998
>>>
>>> pow(9, -2)          # calculate 9^-2
0.012345679012345678
>>>

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round()函数

>>>
>>> round(32.3)         # round 32.3 to the nearest integer
32
>>> round(99.7)         # round 99.7 to the nearest integer
100
>>> round(-5.23)        # round -5.23 to the nearest integer
-5
>>>
>>> round(3.14159, 2)   # round 3.14159 to 2 decimal places
3.14
>>>
>>> round(2.71828, 3)   # round 2.71828 to 3 decimal places
2.718
>>>

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最大()和最小()函数

>>>
>>> max(1, 4, 100)      # Find the largest among 1, 4 and 100
100
>>>
>>> max(-21, 4.5, 91.12)   # Find the largest among -21, 4.5 and 91.12
91.12
>>>
>>> max(-67, -17, 0)        # Find the largest among -67, 417 and 0
0
>>>
>>> min(0, -1.23e10, -9921)  # Find the smallest among 0, -1.23e10 and -9921
-12300000000.0
>>>
>>>
>>> min(92, 6, -102)     # Find the largest among 92, 6, -102
-102
>>>

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Python 的math模块也提供了一些标准的数学函数和常量。回想一下，要使用数学模块，我们首先需要使用import语句导入它，如下所示:

import math

下表列出了math模块中的一些标准数学函数和常量。

功能	它有什么作用？	例子
math.pi	返回pi的值	math.pi是3.141592653589793
math.e	返回e的值	math.e是2.718281828459045
math.ceil(n)	返回大于或等于n的最小整数	math.ceil(3.621)是4
math.floor(n)	返回小于或等于n的最大整数	math.floor(3.621)是3
math.fabs(n)	将x的绝对值返回为float	math.fabs(5)是5.0
math.sqrt(n)	以浮点形式返回 x 的平方根	math.sqrt(225)是15.0
math.log(n)	将n的自然对数返回到基数e	math.log(2)是0.6931
math.log(n, base)	将n的日志返回给定的基数	math.log(2, 2)是1.0
math.sin(n)	返回n弧度的正弦值	math.sin(math.pi/2)是1.0
math.cos(n)	返回n弧度的余弦值	math.cos(0)是1.0
math.tan(n)	返回n弧度的正切值	math.tan(45)是1.61
math.degrees(n)	将角度从弧度转换为	math.degrees(math.pi/2)是90
math.radians()	将角度从度转换为弧度	math.radians(90)是1.5707

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数学π和数学 e 常量

>>>
>>> math.pi
3.141592653589793
>>>
>>> math.e
2.718281828459045
>>>

math.ceil()和 math.floor()函数

>>>
>>> math.ceil(3.5)   # find the smallest integer greater than or equal to 3.5
4
>>> math.floor(3.5)  # find the largest integer smaller than or equal to 3.5
3
>>>

math.fabs()和 math.sqrt()函数

>>>
>>> math.fabs(2)  # absolute value of 2 in float
2.0
>>>
>>> math.fabs(-53.3)   # absolute value of -53.3
53.3
>>>>
>>> math.sqrt(9801)  # square root of 9801
99.0
>>>
>>> math.sqrt(4.3)   # square root of 4.3
2.073644135332772
>>>

math.log()函数

>>>
>>> math.log(2)    # find log of 2 to the base e
0.6931471805599453
>>>
>>> math.log(2, 5)  # find log of 2 to the base 5
0.43067655807339306
>>>

math.sin()，math.cos()和 math.tan()函数

>>>
>>> math.sin(math.pi/2)
1.0
>>>
>>> math.cos(0)
1.0
>>>
>>> math.tan(45)
1.6197751905438615
>>>

math.degrees()和 math.radians()函数

>>>
>>> math.degrees(math.pi/2)
90.0
>>>
>>> math.radians(90)
1.5707963267948966
>>>

这只是数学模块中函数和常量的一个简短列表，要查看完整列表请访问https://docs.python.org/dev/library/math.html。

格式化数字

有时希望以特定的格式打印数字。考虑以下示例:

蟒蛇 101/第-05 章/简单 _ 兴趣 _ 计算器. py

#   Program to calculate the Simple Interest
#
#   The formula for Simple Interest is
#   si = p * r * t
#   where si is the simple interest
#   p is principal
#   r is interest rate
#   t is number of years

p = 18819.99    # principal
r = 0.05        # rate of interest
t = 2           # years

si = p * r * t
print("Simple interest at the end of 2 years $", si)

输出:

Simple interest at the end of 2 years $ 1881.9990000000003

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注意货币在输出中是如何显示的，它包含小数点后的13位。当执行计算后打印浮点数时，这是一个非常常见的问题。由于金额是货币，将其格式化为两位小数是有意义的。我们可以使用round()函数轻松地将数字四舍五入到小数点后 2 位，但是round()函数并不总是给出正确的答案。考虑以下代码:

>>>
>>> round(1234.5012, 2)
1234.5
>>>

我们要输出1234.50而不是1234.5。我们可以使用format()功能解决这个问题。下面是使用format()方法的上述程序的修订版。

python 101/章节-05/simple _ interest _ calculator _ using _ format _ function . py

#   Program to calculate the Simple Interest
#
#   The formula for Simple Interest is
#   si = p * r * t
#   where si is the simple interest
#   p is principal
#   r is interest rate
#   t is number of years

p = 18819.99    # principal
r = 0.05        # rate of interest
t = 2           # years

si = p * r * t
print("Simple interest at the end of 2 years $", format(si, "0.2f"))

输出:

Simple interest at the end of 2 years $ 1882.00

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下一节将解释format()功能。

格式()函数

format()函数的语法如下:

format(value, format-specifier)

value是我们要格式化的数据。

format-specifier是一个字符串，它决定了如何格式化传递给format()函数的值。

成功后format()返回一个格式化的字符串。

格式化浮点数

为了格式化浮点数，我们使用下面的格式说明符。

width.precisionf

width是为一个值保留的最小字符数，precision是小数点后的字符数。width包括小数点前后的数字和小数点字符本身。precision后面的f字符表示format()函数将以浮点数的形式输出该值。字符f也称为类型代码或说明符。正如我们将看到的，还有许多其他说明符。

默认情况下，所有类型的数字都右对齐。如果宽度大于值的长度，则数字以右对齐方式打印，前导空格由宽度减去值的长度确定。另一方面，如果宽度小于值的长度，则宽度的长度会自动增加以适应值的长度，并且不会添加前导空格

为了使一切具体化，让我们举几个例子:

例 1 :

>>>
>>> print(format(34.712, "9.2f"))
    34.71
>>>

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这里宽度为9字符长，精度为2。数字34.712的长度是6，但是由于精度是2，所以数字会四舍五入到2小数位。所以实际长度值为5。这意味着宽度大于值的长度，因此值以4 ( 9-5=4)前导空格右对齐。

例 2 :

>>>
>>> print(format(567.123, "5.2f"))
567.12
>>>

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这种情况下，宽度为5，数值的实际长度为6(因为数字会四舍五入到2小数位)。因此，宽度小于值的长度，因此，宽度的长度会自动增加以适应值的长度，并且不会添加前导空格

我们也可以完全省略宽度，在这种情况下，它是由值的长度自动确定的。

>>>
>>> import math
>>> print(format(math.pi, ".2f"))
3.14
>>>

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宽度通常用于整齐地排列列中的数据。

用科学符号格式化数字

要格式化科学记数法中的数字，只需将类型代码从f替换为e或E。

>>>
>>> print(format(5482.52291, "10.2E"))
  5.48E+03
>>>
>>>
>>> print(format(5482.52291, "5.2e"))
5.48e+03
>>>
>>>
>>> print(format(00000.212354, ".3E"))
2.124E-01
>>>
>>>

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插入逗号

阅读大量数字可能很难读懂。我们可以用逗号(,)来分隔它们，让它们更易读。要使用逗号分隔符，请在格式说明符的宽度之后或精度之前键入,字符。

>>>
>>> print(format(98813343817.7129, "5,.2f"))
98,813,343,817.71
>>>
>>>
>>> print(format(98813343817.7129, ",.2f"))
98,813,343,817.71
>>>

现在试试

如果您只想打印带逗号(,)的浮点数，但不应用任何格式，请执行以下操作:

>>>
>>> print(format(98813343817.7129, ",f"))
98,813,343,817.712906
>>>

将数字格式化为百分比

我们可以使用%类型代码将数字格式化为百分比。当在格式说明符中使用%时，它将数字乘以100，并将结果作为后跟%符号的浮点数输出。我们也可以像往常一样指定宽度和精度。

>>>
>>> print(format(0.71981, "%"))
71.981000%
>>>
>>>
>>>
>>> print(format(0.71981, "10.2%"))
    71.98%
>>>
>>>
>>>
>>> print(format(52, "%"))
5200.000000%
>>>
>>>
>>>
>>> print(format(95, ".2%"))
9500.00%
>>>

现在试试

设置对齐方式

我们已经讨论过，默认情况下，数字是正确打印的。例如:

>>>
>>> import math
>>>
>>> print(format(math.pi, "10.2f"))
      3.14
>>>
>>>

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我们可以通过使用以下两个符号来更改默认对齐方式:

标志	描述
>	输出在指定宽度内右对齐的值
<	输出在指定宽度内左对齐的值

对齐符号必须在指定宽度之前。

>>>
>>> print(format(math.pi, "<10.2f"))  # output the value left justfied
3.14
>>>

这里我们打印的是左对齐的数字，结果添加了尾随空格而不是前导空格。

注意语句format(math.pi, ">10.2f")和format(math.pi, "10.2f")相同，右对齐是打印数字的默认格式。

格式化整数

我们也可以使用format()函数来格式化整数。类型码d、b、o、x可分别格式化为十进制、二进制、八进制和十六进制。请记住，格式化整数时，只允许宽度，不允许精度。

>>>
>>> print(format(95, "5d"))
   95
>>>

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>>>
>>> print(format(4, "b"))   # prints the binary equivalent of decimal 4
100
>>>

>>>
>>> print(format(255, "x"))   # prints the hexadecimal equivalent of decimal 255
ff
>>>

>>>
>>> print(format(9, "o"))   # prints the octal equivalent of decimal 9
11
>>>

>>>
>>> print(format(100, "<10d"))  # Left align the number within specified width
100
>>>

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