【人生苦短，我学 Python】（3）Python 常用内置数据类型 I —— 数值数据类型（int、float、complex、bool）

简述 / 前言

前面主要了解了 Python 的语言基础，现在我们来了解 Python 给我们提供了哪些数据类型，以及如何使用这些数据类型。

• Python语言中，一切皆为对象，而每个对象都属于某个数据类型；
• Python的数据类型包括内置的数据类型、模块中定义的数据类型和用户自定义的类型；
  • 数值数据类型：int、bool、float、complex；
  • 序列数据类型：不可变（str、tuple、bytes）和可变（list、bytearray）；
  • 集合数据类型：set、frozenset；
  • 字典数据类型：dict。例如：{1: “one”, 2: “two”}；；
  • NoneType、NotImplementedType和EllipsisType。

下面我们将分别介绍这些数据类型，这篇文章将首先介绍数值数据类型：int、float、complex、bool。

1. int 类型

• 整型字面量：数字字符串（前面可以带负号-）

数制	前缀	基本数码	例子
二进制（以2为基）	0b / 0B	0~1	0b10, 0B1
八进制（以8为基）	0o / 0O	0~7	0o1, 0O7
十进制（以10为基）		0~9	0, -999, +2023
十六进制（以16为基）	0x / 0X	0~9 & A~F / 0~9 & a~f	0x0, 0X1e7

• Python 3.7 支持使用下划线作为整数或者浮点数的千分位标记，以增强大数值的可阅读性。二进制、八进制、十六进制则使用下划线区分4位标记

  例：

  >>> 0b11111100111			# 十进制2023对应的二进制
  2023
  >>> 0b0111_1110_0111		# 十进制2023对应的带下划线区分的二进制(高位补0——补齐4位)
  2023
  >>> 0b111_1110_0111			# 十进制2023对应的带下划线区分的二进制(不用补齐也可以)
  2023
  >>> 0o3747					# 十进制2023对应的八进制
  2023
  >>> 0x7e7					# 十进制2023对应的十六进制
  2023
  >>> 2_023					# 十进制2023(带下划线——千分位)
  2023
  

1.1 创建int对象

>>> int()						# 默认创建0
0
>>> int(2023)					# 创建整型2023(默认创建的是十进制整型)
2023
>>> int('2023')					# 将字符串'2023'转为整型2023
2023
>>> int(2023.8)					# 将浮点型2023.8转为整型2023(取整数部分)
2023
>>> int('7e7', 16)				# 将十六进制'7e7'转为整型(十进制)2023
2023
>>> int('3747', 8)				# 将八进制'3747'转为整型(十进制)2023
2023
>>> int('11111100111', 2)		# 将二进制'11111100111'转为整型(十进制)2023
2023

• int对象的方法

  >>> i = 2023
  >>> bin(i)					# 数值转换为二进制字符串。输出：'0b11111100111'
  '0b11111100111'
  >>> i.bit_length()			# 返回i的二进制位数(共11位，即'11111100111'的长度)
  11
  >>> int.bit_length(i)		# 返回i的二进制位数(共11位，即'11111100111'的长度)
  11
  

1.2 整数的运算

• 算术运算、位运算、内置函数、math模块中的数学运算函数

  >>> 2023
  2023
  >>> +2023
  2023
  >>> -2023
  -2023
  >>> 2020+3
  2023
  >>> 2024-1
  2023
  >>> 2*9
  18
  >>> 9 / 2
  4.5
  >>> 9 // 2
  4
  >>> 9 % 2
  1
  >>> 9 ** 2
  81
  >>> 2 * 9 - 1
  17
  >>> pow(2, 10)		# 幂运算，即 2^10 (2的10次方)
  1024
  >>> import math
  >>> math.sqrt(9)	# 开方
  3.0
  

2. float 类型

• 浮点类型常量

  >>> 3.141592
  3.141592
  >>> type(3.141592)
  <class 'float'>
  >>> 1.
  1.0
  >>> .1415
  0.1415
  >>> 3.14e-10
  3.14e-10
  

2.1 创建float对象

>>> float(2023), float('3.141592')		# 将整型或者字符串转为浮点型
(2023.0, 3.141592)
>>> float('Infinity'), float('-Infinity'), float('NaN')
(inf, -inf, nan)
>>> float('2023Python')					# 不能将非数字字符转为浮点型(除上面特殊的标识符外【'Infinity'、'NaN'等】)
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
ValueError: could not convert string to float: '2023Python'

注：float 只能转换数值类型的数据，不支持汉字、英文字符（除了特殊的关键字，如无穷大——Infinity）的转换！

3. complex 类型

complex(real[, imag])，虚部 imag 是可选项。

>>> 20 + 23j			# 虚部用 j 表示(不能用 i)
(20+23j)
>>> type(20 + 23j)
<class 'complex'>

3.1 创建 complex 对象

>>> complex(20, 23)		# 给定实部虚部
(20+23j)
>>> complex(20.0, 23.1)	# 给定实部虚部（可以是浮点数）
(20+23.1j)
>>> complex(2023)		# 当只有一个数时，默认虚部为0
(2023+0j)

3.2 complex对象属性和方法

属性/方法	说明	例子
real	复数的实部	(20 + 23j).real # 输出实部20.0
imag	复数的虚部	(20 + 23j).imag # 输出虚部23.0
conjugate()	共轭复数	(20 + 23j).conjugate() # 输出(20-23j)

共轭复数是什么？

共轭复数是指具有相同实部但虚部互为相反数的两个复数。如果一个复数表示为 a + bi 的形式，其中 a 和 b 分别表示实部和虚部，那么它的共轭复数表示为 a - bi。简而言之，共轭复数就是将原复数的虚部取负得到的复数。

3.3 cmath 模块中复数运算

• 求复数的开方：

  >>> c = 20 + 23j
  >>> import math
  >>> math.sqrt(c)	# math的sqrt只能对实数开方
  Traceback (most recent call last):
    File "", line 1, in <module>
  TypeError: must be real number, not complex
  >>> import cmath
  >>> cmath.sqrt(c)
  (5.023917859014832+2.2890501641790575j)
  

4. bool数据类型和相关运算符

• bool数据类型包含两个值：
  • True（真）或 False（假）

4.1 bool 对象

>>> bool(0)
False
>>> bool(1)
True
>>> bool(2023)
True
>>> bool('abc')
True
>>> bool(None)
False
>>> bool(False)
False
>>> bool(True)
True

注：

1. Python的任意表达式都可以评价为布尔逻辑值，故均可以参与逻辑运算。
2. C = A or B。如果A不为0或者不为空或者为True，则返回A；否则返回B。仅在必要时才计算第二个操作数，即如果A不为0或者不为空或为True，则不用计算B。“短路”计算。
3. C = A and B。如果A为0或者为空或者为False，则返回A；否则返回B。仅在必要时才计算第二个操作数，即如果A为0或者为空或者为False，则不用计算B。即“短路”计算。

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