【Python Number(数字)】

Python 中的数字类型是编程的基础元素，用于表示数值数据并进行数学运算。以下是 Python 数字类型的核心知识点：

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一、基础数字类型

1. 整数（int）

   • 表示整数值，例如 42, -7, 0
   • 支持任意精度（无大小限制）：

     a = 10 ** 100  # 10的100次方
     

2. 浮点数（float）

   • 表示小数，例如 3.14, -0.5, 2e3（科学计数法）
   • 注意精度问题：

     0.1 + 0.2  # 结果为 0.30000000000000004（浮点数精度误差）
     

3. 复数（complex）

   • 表示复数，例如 3+4j（j 表示虚部）
   • 支持复数运算：

     (2+3j) * (1-2j)  # 结果为 (8-1j)
     

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二、数字运算

1. 基本运算

5 + 3   # 加法 → 8
7 - 2   # 减法 → 5
4 * 6   # 乘法 → 24
10 / 3  # 除法 → 3.333...
10 // 3 # 整除 → 3
9 % 2   # 取余 → 1
2 ** 5  # 幂运算 → 32

2. 增强赋值

x = 10
x += 5   # 等价于 x = x + 5 → 15
x *= 2   # 等价于 x = x * 2 → 30

3. 比较运算

5 > 3    # True
3.14 == 3.14  # True
-2 <= 1  # True

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三、常用数学函数

通过 math 模块实现高级运算：

import mathmath.sqrt(16)     # 平方根 → 4.0
math.ceil(3.2)    # 向上取整 → 4
math.floor(3.8)   # 向下取整 → 3
math.pi           # 圆周率 → 3.141592653589793
math.sin(math.pi/2)  # 正弦函数 → 1.0

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四、数字转换

1. 类型转换：

   int(3.14)    # → 3（截断小数部分）
   float(5)     # → 5.0
   complex(2)   # → 2+0j
   str(123)     # → "123"（转为字符串）
   

2. 进制转换：

   bin(10)      # 二进制 → '0b1010'
   hex(255)     # 十六进制 → '0xff'
   oct(8)       # 八进制 → '0o10'
   

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五、随机数生成

通过 random 模块实现：

import randomrandom.random()       # 生成 [0.0, 1.0) 随机浮点数
random.randint(1, 10) # 生成 [1, 10] 随机整数
random.choice([3,6,9])# 随机选择元素 → 可能返回6

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六、数字格式化

# 格式化为字符串
f"π≈{math.pi:.2f}"   # → "π≈3.14"# 千位分隔符
format(1234567, ",")  # → '1,234,567'

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七、特殊数字值

• float('inf') : 正无穷大（比任何数都大）
• float('-inf') : 负无穷大
• float('nan') : 非数字（Not a Number）

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八、应用场景示例

1. 金融计算：

   principal = 1000
   rate = 0.05
   years = 10
   future_value = principal * (1 + rate) ** years  # 复利计算
   

2. 图像处理：

   # 将像素值（0-255）归一化到 [0,1]
   normalized = pixel_value / 255.0
   

3. 游戏开发：

   # 计算抛射体轨迹
   import math
   angle = math.radians(45)
   velocity = 50
   max_height = (velocity ** 2) * (math.sin(angle) ** 2) / (2 * 9.8)
   

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通过掌握这些数字类型和运算方法，可以高效处理从简单算术到复杂科学计算的各类数值问题。实际开发中需注意浮点数精度问题和类型转换陷阱。