一文帶你搞懂Python數(shù)據(jù)類型之?dāng)?shù)字類型

作者：Go進(jìn)階者 2021-11-22 06:21:31

開發(fā) 后端

本文詳細(xì)的講解了Python基礎(chǔ) ( 數(shù)字類型 )。介紹了有關(guān)Python 支持三種不同的數(shù)字類型。以及在實(shí)際操作中會遇到的問題，提供了解決方案。

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Hey，大家好呀，我是Go進(jìn)階者。

一、數(shù)字類型

數(shù)字類型用于存儲數(shù)學(xué)意義上的數(shù)值。

數(shù)字類型是不可變類型。所謂的不可變類型，指的是類型的值一旦有不同了，那么它就是一個全新的對象。數(shù)字1和2分別代表兩個不同的對象，對變量重新賦值一個數(shù)字類型，會新建一個數(shù)字對象。

Python的變量和數(shù)據(jù)類型的關(guān)系。

變量只是對某個對象的引用或者說代號、名字、調(diào)用等等，變量本身沒有數(shù)據(jù)類型的概念。類似1，[2, 3, 4]，“haha”這一類對象才具有數(shù)據(jù)類型的概念。

例如：

a = 1 # 創(chuàng)建數(shù)字對象1。 
 
a = 2 # 創(chuàng)建數(shù)字對象2，并將2賦值給變量a，a不再指向數(shù)字對象1

這里，發(fā)生了變化的是變量a的指向，而不是數(shù)字對象1變成了數(shù)字對象2。初學(xué)者可能會比較迷糊，但不要緊，我們努力去明白它。

二、Python 支持三種不同的數(shù)字類型(整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù))

1. 整數(shù)(Int)

通常被稱為整型，是正或負(fù)整數(shù)，不帶小數(shù)點(diǎn)。Python3的整型可以當(dāng)作Long類型(更長的整型)使用，所以 Python3沒有Python2的Long類型。

例如：1，100，-8080，0，等等。

表示數(shù)字的時候，有時我們還會用八進(jìn)制或十六進(jìn)制來表示：

十六進(jìn)制用0x前綴和0-9，a-f表示，例如：0xff00，0xa5b4c3d2。

八進(jìn)制用0o前綴和0-7表示，例如0o12。

Python的整數(shù)長度為32位，并且通常是連續(xù)分配內(nèi)存空間的。

什么是空間地址?

空間地址(address space)表示任何一個計算機(jī)實(shí)體所占用的內(nèi)存大小。比如外設(shè)、文件、服務(wù)器或者一個網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)。地址空間包括物理空間以及虛擬空間。

例 :

print(id(-2)) 
 
print(id(-1)) 
 
print(id(0)) 
 
print(id(1)) 
 
print(id(2)

從上面的空間地址看，地址之間正好差32。為什么會這樣?

因?yàn)镻ython在初始化環(huán)境的時候就在內(nèi)存里自動劃分了一塊空間，專門用于整數(shù)對象的存取。當(dāng)然，這塊空間也不是無限大小的，能保存的整數(shù)是有限的，所以你會看到id(0)和id(10000)之間的地址差別很大。

>>> id(0) 
1456976928 
>>> id(10000) 
45818192

小整數(shù)對象池：

Python初始化的時候會自動建立一個小整數(shù)對象池，方便我們調(diào)用，避免后期重復(fù)生成!

這是一個包含262個指向整數(shù)對象的指針數(shù)組，范圍是-5到256。也就是說比如整數(shù)10，即使我們在程序里沒有創(chuàng)建它，其實(shí)在Python后臺已經(jīng)悄悄為我們創(chuàng)建了。

驗(yàn)證一下小整數(shù)對象池的存在

在程序運(yùn)行時，包括Python后臺自己的運(yùn)行環(huán)境中，會頻繁使用這一范圍內(nèi)的整數(shù)，如果每需要一個，你就創(chuàng)建一個，那么無疑會增加很多開銷。創(chuàng)建一個一直存在，永不銷毀，隨用隨拿的小整數(shù)對象池，無疑是個比較實(shí)惠的做法。

print(id(-6)) 
 
print(id(-5)) 
 
print(id(-4)) 
 
print(id(255)) 
 
print(id(256)) 
 
print(id(257))

從id(-6)和id(257)的地址，我們能看出小整數(shù)對象池的范圍，正好是-5到256。

除了小整數(shù)對象池，Python還有整數(shù)緩沖區(qū)的概念，也就是剛被刪除的整數(shù)，不會被真正立刻刪除回收，而是在后臺緩沖一段時間，等待下一次的可能調(diào)用。

>>> a = 1000000 
>>> id(a) 
45818160 
>>> del a       # 刪除變量a 
>>> b = 1000000 
>>> id(b) 
45818160

給變量a賦值了整數(shù)1000000，看了一下它的內(nèi)存地址。然后我把a(bǔ)刪了，又創(chuàng)建個新變量b，依然賦值為1000000，再次看下b的內(nèi)存地址，和以前a存在的是一樣的。

del是Python的刪除關(guān)鍵字，可以刪除變量、函數(shù)、類等等。

這一段內(nèi)容，可能感覺沒什么大用，但它對于理解Python的運(yùn)行機(jī)制有很大幫助。

2. 浮點(diǎn)數(shù)(float)

浮點(diǎn)數(shù)也就是小數(shù)，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是對于很大或很小的浮點(diǎn)數(shù)，一般用科學(xué)計數(shù)法表示，把10用e替代，1.23x10^9就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以寫成1.2e-5，等等。

3. 復(fù)數(shù)( (complex))

復(fù)數(shù)由實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分構(gòu)成，可以用a + bj，或者complex(a,b)表示，復(fù)數(shù)的實(shí)部a和虛部b都是浮點(diǎn)型。關(guān)于復(fù)數(shù)，不做科學(xué)計算或其它特殊需要，通常很難遇到。

數(shù)字類型轉(zhuǎn)換：

有時候，我們需要對數(shù)字的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。Python為我們提供了方便的內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)。

int(x)：將x轉(zhuǎn)換為一個整數(shù)。如果x是個浮點(diǎn)數(shù)，則截取小數(shù)部分。

float(x) ：將x轉(zhuǎn)換到一個浮點(diǎn)數(shù)。

complex(x) ：將x轉(zhuǎn)換到一個復(fù)數(shù)，實(shí)數(shù)部分為 x，虛數(shù)部分為 0。

complex(x, y)：將 x 和 y 轉(zhuǎn)換到一個復(fù)數(shù)，實(shí)數(shù)部分為 x，虛數(shù)部分為 y。

轉(zhuǎn)換過程中如果出現(xiàn)無法轉(zhuǎn)換的對象，則會拋出異常，比如int("haha")，你說我把字符串“haha”轉(zhuǎn)換為哪個整數(shù)才對?

a = 10.53 
b = 23 
print(int(a)) 
 
print(float(a)) 
 
print(complex(a)) 
 
print(complex(a, b))

三、math庫(數(shù)學(xué)計算)

科學(xué)計算需要導(dǎo)入math這個庫，它包含了絕大多數(shù)我們可能需要的科學(xué)計算函數(shù)，一般常用的函數(shù)主要包括abs()、exp()、fabs()、max()、min()等，這里就不再贅述了，感興趣的小伙伴可以自行百度下。

下面是兩個常用數(shù)學(xué)常量：

下面是一些應(yīng)用展示，注意最后的角度調(diào)用方式：

import math 
print(math.log(2)) 
 
print(math.cos(30)) 
 
print(math.cos(60)) 
print(math.sin(30)) 
 
print(math.sin(math.degrees(30))) 
 
print(math.sin(math.radians(30)))