1. 引言

Python 提供了多种数值类型，支持数学运算、类型转换，并内置多个数学模块以增强计算能力。本教程将详细介绍 Python 数字类型、运算符、转换方法及相关函数，帮助您掌握 Python 数值操作。

2. Python 数字类型概述

Python 内置四种主要的数值类型：

  • 整数（int）：任意大小的整数
  • 浮点数（float）：带小数的数字
  • 复数（complex）：包含实部和虚部的复数
  • 布尔值（bool）：True（1）或 False（0），属于 int 的子类

示例

a = 10         # int
b = 3.14       # float
c = 1 + 2j     # complex
d = True       # bool

print(type(a))  # 输出: <class 'int'>
print(type(b))  # 输出: <class 'float'>
print(type(c))  # 输出: <class 'complex'>
print(type(d))  # 输出: <class 'bool'>

3. 数值运算

Python 支持丰富的数学运算，常见的包括：

运算符说明示例
+加法5 + 3 → 8
-减法10 - 3 → 7
*乘法4 * 3 → 12
/浮点除法7 / 2 → 3.5
//整数除法7 // 2 → 3
%取余7 % 2 → 1
**幂运算2 ** 3 → 8

示例

print(10 / 3)   # 3.3333333333333335
print(10 // 3)  # 3
print(10 % 3)   # 1
print(2 ** 5)   # 32

4. 类型转换

Python 提供了 int()、float()、complex() 进行显式类型转换：

print(int(3.7))      # 3
print(float(5))      # 5.0
print(complex(3, 4)) # (3+4j)
print(bool(0))       # False
print(bool(1))       # True

5. 数学函数

Python 提供了 math 模块，包含丰富的数学函数：

import math

print(math.sqrt(16))   # 4.0  (平方根)
print(math.pow(2, 3))  # 8.0  (幂运算)
print(math.ceil(3.4))  # 4    (向上取整)
print(math.floor(3.9)) # 3    (向下取整)
print(math.pi)         # 3.141592653589793

6. 随机数

Python 提供 random 模块生成随机数：

import random

print(random.randint(1, 10))   # 生成 1 到 10 之间的随机整数
print(random.random())         # 生成 0.0 到 1.0 之间的随机浮点数
print(random.choice([1, 2, 3, 4]))  # 从列表随机选择一个元素

7. 复数运算

Python 内置 complex 处理复数：

z = 3 + 4j
print(z.real)  # 3.0  (实部)
print(z.imag)  # 4.0  (虚部)
print(abs(z))  # 5.0  (模)

8. 进制转换

Python 提供 bin()、oct()、hex() 进行进制转换：

print(bin(10))   # 0b1010  (二进制)
print(oct(10))   # 0o12    (八进制)
print(hex(10))   # 0xa     (十六进制)

9. 结论

Python 提供了强大的数字处理能力，支持整数、浮点数、复数及布尔类型，涵盖基础运算、数学函数、随机数生成及进制转换。熟练掌握这些内容有助于高效处理数据计算。

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