一文带你搞懂Python数据类型之数字类型

发表于:2021-11-23 09:43  作者:Go进阶者   来源:Go语言进阶学习

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  一、数字类型
  数字类型用于存储数学意义上的数值。
  数字类型是不可变类型。所谓的不可变类型,指的是类型的值一旦有不同了,那么它就是一个全新的对象。数字1和2分别代表两个不同的对象,对变量重新赋值一个数字类型,会新建一个数字对象。
  Python的变量和数据类型的关系。
  变量只是对某个对象的引用或者说代号、名字、调用等等,变量本身没有数据类型的概念。类似1,[2, 3, 4],“haha”这一类对象才具有数据类型的概念。
  例如:
  a = 1 # 创建数字对象1。 
   
  a = 2 # 创建数字对象2,并将2赋值给变量a,a不再指向数字对象1 
  这里,发生了变化的是变量a的指向,而不是数字对象1变成了数字对象2。初学者可能会比较迷糊,但不要紧,我们努力去明白它。
  二、Python 支持三种不同的数字类型(整数、浮点数和复数)
  1. 整数(Int)
  通常被称为整型,是正或负整数,不带小数点。Python3的整型可以当作Long类型(更长的整型)使用,所以 Python3没有Python2的Long类型。
  例如:1,100,-8080,0,等等。
  表示数字的时候,有时我们还会用八进制或十六进制来表示:
  十六进制用0x前缀和0-9,a-f表示,例如:0xff00,0xa5b4c3d2。
  八进制用0o前缀和0-7表示,例如0o12。
  Python的整数长度为32位,并且通常是连续分配内存空间的。
  什么是空间地址?
  空间地址(address space)表示任何一个计算机实体所占用的内存大小。比如外设、文件、服务器或者一个网络计算机。地址空间包括物理空间以及虚拟空间。
  例 :
  print(id(-2)) 
   
  print(id(-1)) 
   
  print(id(0)) 
   
  print(id(1)) 
   
  print(id(2) 

  从上面的空间地址看,地址之间正好差32。为什么会这样?
  因为Python在初始化环境的时候就在内存里自动划分了一块空间,专门用于整数对象的存取。当然,这块空间也不是无限大小的,能保存的整数是有限的,所以你会看到id(0)和id(10000)之间的地址差别很大。
  >>> id(0) 
  1456976928 
  >>> id(10000) 
  45818192 

  小整数对象池:
  Python初始化的时候会自动建立一个小整数对象池,方便我们调用,避免后期重复生成!
  这是一个包含262个指向整数对象的指针数组,范围是-5到256。也就是说比如整数10,即使我们在程序里没有创建它,其实在Python后台已经悄悄为我们创建了。
  验证一下小整数对象池的存在
  在程序运行时,包括Python后台自己的运行环境中,会频繁使用这一范围内的整数,如果每需要一个,你就创建一个,那么无疑会增加很多开销。创建一个一直存在,永不销毁,随用随拿的小整数对象池,无疑是个比较实惠的做法。
  print(id(-6)) 
   
  print(id(-5)) 
   
  print(id(-4)) 
   
  print(id(255)) 
   
  print(id(256)) 
   
  print(id(257)) 

  从id(-6)和id(257)的地址,我们能看出小整数对象池的范围,正好是-5到256。
  除了小整数对象池,Python还有整数缓冲区的概念,也就是刚被删除的整数,不会被真正立刻删除回收,而是在后台缓冲一段时间,等待下一次的可能调用。
  >>> a = 1000000 
  >>> id(a) 
  45818160 
  >>> del a       # 删除变量a 
  >>> b = 1000000 
  >>> id(b) 
  45818160 
  给变量a赋值了整数1000000,看了一下它的内存地址。然后我把a删了,又创建个新变量b,依然赋值为1000000,再次看下b的内存地址,和以前a存在的是一样的。
  del是Python的删除关键字,可以删除变量、函数、类等等。
  这一段内容,可能感觉没什么大用,但它对于理解Python的运行机制有很大帮助。
  2. 浮点数(float)
  浮点数也就是小数,如1.23,3.14,-9.01,等等。但是对于很大或很小的浮点数,一般用科学计数法表示,把10用e替代,1.23x10^9就是1.23e9,或者12.3e8,0.000012可以写成1.2e-5,等等。
  3. 复数( (complex))
  复数由实数部分和虚数部分构成,可以用a + bj,或者complex(a,b)表示,复数的实部a和虚部b都是浮点型。关于复数,不做科学计算或其它特殊需要,通常很难遇到。
  数字类型转换:
  有时候,我们需要对数字的类型进行转换。Python为我们提供了方便的内置的数据类型转换函数。
  int(x):将x转换为一个整数。如果x是个浮点数,则截取小数部分。
  float(x) :将x转换到一个浮点数。
  complex(x) :将x转换到一个复数,实数部分为 x,虚数部分为 0。
  complex(x, y):将 x 和 y 转换到一个复数,实数部分为 x,虚数部分为 y。
  转换过程中如果出现无法转换的对象,则会抛出异常,比如int("haha"),你说我把字符串“haha”转换为哪个整数才对?
  a = 10.53 
  b = 23 
  print(int(a)) 
   
  print(float(a)) 
   
  print(complex(a)) 
   
  print(complex(a, b)) 

  三、math库(数学计算)
  科学计算需要导入math这个库,它包含了绝大多数我们可能需要的科学计算函数,一般常用的函数主要包括abs()、exp()、fabs()、max()、min()等,这里就不再赘述了,感兴趣的小伙伴可以自行百度下。
  下面是两个常用数学常量:
  下面是一些应用展示,注意最后的角度调用方式:
  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)))  

  四、总结
  本文详细的讲解了Python基础 ( 数字类型 )。介绍了有关Python 支持三种不同的数字类型。以及在实际操作中会遇到的问题,提供了解决方案。
  用丰富的案例帮助大家更好理解,使用Python编程语言,方便大家更好理解,希望对大家的学习有帮助。

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