Python 程序设计讲义（14）：Python 的数据运算——数值运算

Python 程序设计讲义（14）：Python 的数据运算——数值运算

数值运算就是对整数类型、浮点数类型数据的运算。如：加、减、乘、除、求余、整除、幂等运算。

一、算术运算

算术运算包括加、减、乘、除、求余、整除、幂等运算。

1、加法与减法运算

例如：

a=20+15
b=25+5.8-12.9
print(a)
print(type(a))
print(b)
print(type(b))运算结果为：
35
<class 'int'>
17.9
<class 'float'>

2、乘法运算与除法运算

例如：

a=27*1.5
b=25/12
print(a)
print(type(a))
print(b)
print(type(b))运算结果为：
40.5
<class 'float'>
2.0833333333333335
<class 'float'>

3、整除运算

整除运算对除法运算的结果取整（不进行四舍五入）。

例如：

a=27//1.5
b=25//-12
print(a)
print(type(a))
print(b)
print(type(b))运算结果为：
18.0
<class 'float'>
-3
<class 'int'>

4、求余运算

求余运算是将两个值进行整除运算，得到余数部分。

例如：

a=27%5
b=25%-12
print(a)
print(type(a))
print(b)
print(type(b))运算结果为：
2
<class 'int'>
-11
<class 'int'>

5、幂运算

例如：

a=27**2
b=25**-2
c=16**0.5
print(a)
print(type(a))
print(b)
print(type(b))
print(c)
print(type(c))运算结果为：
729
<class 'int'>
0.0016
<class 'float'>
4.0
<class 'float'>

二、增强赋值

增强赋值是对变量进行运算后重新进行赋值。增强赋值使用运算符+=, -=, *=, /=, %=, //=, **=。

例如：

a=2
a+=5  # a=a+5=2+5=7
print(a)
a-=3  #a=a-3=7-3=4
print(a)
a*=5  #a=a*5=4*5=20
print(a)
a/=2  #a=a/2=20/2=10
print(a)
a%=6  #a=a%6=10%6=4
print(a)
a**=3  #a=a**3=64
print(a)
a//=10 #a=a//10=64//10=6
print(a)运算结果为：
7
4
20
10.0
4.0
64.0
6.0

三、不同数据类型的转换

数值运算使用的数据包括整型、浮点型和复数。运算时，Python 会将不同的数据类型进行转换，然后再进行运算。Python 提供了自动转换和手动转换两种方式。

1、自动转换

自动转换是指运算时，Python 会对参与运算的数据进行判断，然后进行自动转换。根据数据类型不同，分为以下几种情况。

（1）整数与整数运算

当整数与整数进行除法运算时，结果为浮点型，其他运算结果都是整数。

例如：

a,b=20,5
c=a+b
print('{}+{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a-b
print('{}-{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a*b
print('{}*{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a/b
print('{}/{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a%b
print('{}%{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a//b
print('{}//{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a**b
print('{}**{}={}'.format(a,b,c),type(c))运算结果为：
20+5=25 <class 'int'>
20-5=15 <class 'int'>
20*5=100 <class 'int'>
20/5=4.0 <class 'float'>
20%5=0 <class 'int'>
20//5=4 <class 'int'>
20**5=3200000 <class 'int'>

（2）整数与浮点数运算

整数与浮点数运算的结果都是浮点数类型。在运算时，首先将整型转换为浮点数，然后再与浮点数进行运算。

例如：

a,b=20,5.0
c=a+b
print('{}+{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a-b
print('{}-{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a*b
print('{}*{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a/b
print('{}/{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a%b
print('{}%{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a//b
print('{}//{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a**b
print('{}**{}={}'.format(a,b,c),type(c))运算结果为：
20+5.0=25.0 <class 'float'>
20-5.0=15.0 <class 'float'>
20*5.0=100.0 <class 'float'>
20/5.0=4.0 <class 'float'>
20%5.0=0.0 <class 'float'>
20//5.0=4.0 <class 'float'>
20**5.0=3200000.0 <class 'float'>

（3）整数与复数、浮点数与复数进行运算

整数与复数进行运算的结果为复数。运算时，首先将整数转换为复数，然后与原有的复数进行运算。浮点数与复数进行运算的结果为复数。运算是，首先将浮点数转换为复数，然后与原有的复数进行运算。

例如：

a,b=20-5.2j,5.0
c=a+b
print('{}+{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a-b
print('{}-{}={}'.format(a,b,c),type(c))
c=a*b
print('{}*{}={}'.format(a,b,c),type(c))运算结果为：
(20-5.2j)+5.0=(25-5.2j) <class 'complex'>
(20-5.2j)-5.0=(15-5.2j) <class 'complex'>
(20-5.2j)*5.0=(100-26j) <class 'complex'>

2、手动转换

自动转换得到的结果是默认类型的数据，如果需要得到特定类型的数据，则需要手动转换。

（1）使用内置 int() 函数强制转换为整数类型

使用内置 int() 函数可以将浮点数或字符串类型强制转换为整数类型。

例如：

a,b=20,5.4
c=a+int(b)
print(c,type(c))
c=a**int(b)
print(c,type(c))运算结果为：
25 <class 'int'>
3200000 <class 'int'>

（2）使用内置 float() 函数强制转换为浮点数类型

使用内置 float() 函数可以将整数或字符串类型强制转换为浮点数类型。

例如：

a,b=20,5
c=a+float(b)
print(c,type(c))
c=float(a)**b
print(c,type(c))运算结果为：
25.0 <class 'float'>
3200000.0 <class 'float'>

四、数值的比较运算

使用比较运算符对数值进行比较，运算结果为布尔值。

例如：

a,b=20,5
print("a是否等于b：",a==b)
print("a是否不等于b：",a!=b)
print("a是否大于b：",a>b)
print("a是否小于b：",a<b)
print("a是否大于等于b：",a>=b)
print("a是否小于等于b：",a<=b)运算结果为：
a是否等于b： False
a是否不等于b： True
a是否大于b： True
a是否小于b： False
a是否大于等于b： True
a是否小于等于b： False

五、数值运算符的优先级

运算符的优先级是指在运算过程中规定的哪个先运算、哪个后运算。先运算的级别高于后运算的级别。使用括号可以改变运算符的优先级。

例如：

a=2+3**2
b=(2+3)**2
print(a,b)运算结果为：
11 25

数值运算符的优先级如下表所示（优先级从高到低排序）：

运算符	描述
**	幂
*, /, %, //	乘、除、求余、整除
+, -	加、减
<, <=, >, >=	小于，小于或等于，大于，大于或等于
==, !=	等于，不等于
**=	幂增强赋值
*=, /=, %=, //=	乘、除、求余、整除增强赋值
+=, -=	加减增强赋值