Python - 数字：您进入数值编程世界的门户
大家好，未来的Python巫师们！我很激动能在这段激动人心的Python数字领域探索之旅中成为你们的向导。作为一个教了多年编程的人，我可以告诉你们，理解Python中的数字就像是学习写小说前的字母表——它是基础！那么，让我们深入其中，让数字成为我们新的好朋友。
Python - 数字类型
在Python中，数字就像是冰激凌的不同口味——每种类型都有自己独特的特点和用途。让我们来探讨一下主要类型：
Python − 整数
整数，简称'int'，是没有小数点的完整数字。它们就像是我们用来构建数值城堡的坚固砖块。
age = 25
number_of_pets = 3
negative_number = -10
print(f"我{age}岁了，有{number_of_pets}只宠物。")
print(f"温度下降了{abs(negative_number)}度。")在这个例子中，age、number_of_pets和negative_number都是整数。注意我们如何在计算中使用它们，甚至可以应用像abs()这样的函数来获取绝对值。
Python − 浮点数
浮点数是有小数点的数字。它们是我们数值工具箱中的精确工具。
pi = 3.14159
height = 1.75
small_number = 1.23e-4 # 科学记数法
print(f"pi的值保留到小数点后5位是{pi}")
print(f"我的身高是{height}米。")
print(f"一个非常小的数字：{small_number}")在这里，pi、height和small_number是浮点数。注意我们如何使用科学记数法表示非常小（或大）的数字。
Python − 复数
复数是数字世界中的超级英雄，既有实部也有虚部。
complex_num = 3 + 4j
print(f"一个复数：{complex_num}")
print(f"实部：{complex_num.real}，虚部：{complex_num.imag}")如果复数看起来很复杂，不用担心！虽然在日常编程中不常用，但在特定的科学和工程应用中它们是至关重要的。
数字类型转换
有时，我们需要改变数字的类型，比如将浮点数转换为整数。Python使这变得简单：
x = 10.6
y = "20"
int_x = int(x) # 将浮点数转换为整数（向下取整）
float_y = float(y) # 将字符串转换为浮点数
complex_x = complex(x) # 转换为复数
print(f"{x}作为整数：{int_x}")
print(f"{y}作为浮点数：{float_y}")
print(f"{x}作为复数：{complex_x}")记住，当将浮点数转换为整数时，Python总是向下取整。就像是用电剪剪掉小数部分！
理论与表示函数
Python提供了几个函数来帮助我们更好地理解和表示数字：
| 函数 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| abs(x) | 返回x的绝对值 | abs(-5) = 5 |
| ceil(x) | 返回大于或等于x的最小整数 | ceil(4.2) = 5 |
| floor(x) | 返回小于或等于x的最大整数 | floor(4.2) = 4 |
| round(x, n) | 将x四舍五入到n位小数 | round(3.14159, 2) = 3.14 |
import math
x = -4.7
print(f"{x}的绝对值：{abs(x)}")
print(f"{x}的上限：{math.ceil(x)}")
print(f"{x}的下限：{math.floor(x)}")
print(f"{x}四舍五入到1位小数：{round(x, 1)}")幂和对数函数
这些函数就像是数学运算中的重量级冠军：
| 函数 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| pow(x, y) | 返回x的y次幂 | pow(2, 3) = 8 |
| sqrt(x) | 返回x的平方根 | sqrt(16) = 4 |
| log(x) | 返回x的自然对数 | log(2.71828) ≈ 1 |
| log10(x) | 返回x的以10为底的对数 | log10(100) = 2 |
import math
base = 2
exponent = 3
print(f"{base}的{exponent}次幂：{pow(base, exponent)}")
print(f"16的平方根：{math.sqrt(16)}")
print(f"e的自然对数：{math.log(math.e)}")
print(f"100的以10为底的对数：{math.log10(100)}")三角函数
三角学可能听起来很可怕，但这些函数只是用来处理角度和三角形的工具：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| sin(x) | x的正弦（x以弧度为单位） |
| cos(x) | x的余弦（x以弧度为单位） |
| tan(x) | x的正切（x以弧度为单位） |
import math
angle = math.pi / 4 # 45度转换为弧度
print(f"45°的正弦：{math.sin(angle):.4f}")
print(f"45°的余弦：{math.cos(angle):.4f}")
print(f"45°的正切：{math.tan(angle):.4f}")角度转换函数
这些函数帮助我们 在度数和弧度之间切换：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| degrees(x) | 将角度x从弧度转换为度数 |
| radians(x) | 将角度x从度数转换为弧度 |
import math
angle_rad = math.pi / 2
angle_deg = 180
print(f"{angle_rad}弧度等于{math.degrees(angle_rad)}度")
print(f"{angle_deg}度等于{math.radians(angle_deg)}弧度")数学常数
Python的math模块提供了一些常用的数学常数：
import math
print(f"圆周率Pi：{math.pi}")
print(f"欧拉数（e）：{math.e}")
print(f"Tau（2*pi）：{math.tau}")这些常数就像是数学世界中的名人数字——著名且广泛使用！
随机数函数
有时，我们的程序需要一点不可预测性。这时候就需要随机数：
import random
print(f"0到1之间的一个随机浮点数：{random.random()}")
print(f"1到10之间的一个随机整数：{random.randint(1, 10)}")
print(f"列表中的一个随机选择：{random.choice(['苹果', '香蕉', '樱桃'])}")随机数就像是编程菜肴中的香料——它们添加了额外的刺激！
内置数学函数
Python提供了一些用于常见数学运算的便捷内置函数：
| 函数 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| max(x, y, ...) | 返回最大的参数 | max(5, 10, 15) = 15 |
| min(x, y, ...) | 返回最小的参数 | min(5, 10, 15) = 5 |
| sum(iterable) | 返回可迭代对象中所有项的和 | sum([1, 2, 3, 4]) = 10 |
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(f"最大的数字是：{max(numbers)}")
print(f"最小的数字是：{min(numbers)}")
print(f"所有数字的和是：{sum(numbers)}")就是这些，我亲爱的学生们！我们已经穿越了Python数字的陆地，从卑微的整数到强大的三角函数。记住，熟能生巧，所以不要害怕在你们自己的代码中尝试这些概念。
就像我总是告诉我的学生一样，编程就像是学习骑自行车——一开始可能摇摇晃晃，但是通过练习，你很快就会飞快地前进。所以继续编码，继续探索，最重要的是，继续享受Python数字的乐趣！
Credits: Image by storyset