数字变量

Python 支持多种数字 数据类型，这些数据类型用于编程中的各种数学运算。这些数据类型包括整数、浮点数和复数。对于任何想要在 Python 中处理数字数据的程序员来说，了解这些数据类型及其特征至关重要。

Python 中的数字类型

在 Python 中，有几种数字类型可用于不同的目的。Python 中最常见的数字类型是

• 整数 (int)：这是一个没有小数点的整数。例如，1、2、3 等是整数。
• 浮点数：这是一个小数。例如，1.2、3.14159 等是浮点数。
• 复数：这是一个具有实部和虚部的数字。例如，1 + 2j、3.14 - 4j 等是复数。

以下是如何在 Python 中定义这些数字类型的一些示例

# Integer
x = 5
print(type(x))  # Output: <class 'int'>

# Float
y = 3.14
print(type(y))  # Output: <class 'float'>

# Complex
z = 2 + 3j
print(type(z))  # Output: <class 'complex'>

isinstance() 函数

要检查变量在 Python 中是否为数字，可以使用 isinstance() 函数来检查变量是否属于 int、float 或 complex 数据类型。这是一个示例

x = 10
y = 3.14
z = 2 + 3j

print(isinstance(x, (int, float, complex)))  # Output: True
print(isinstance(y, (int, float, complex)))  # Output: True
print(isinstance(z, (int, float, complex)))  # Output: True
print(isinstance('hello', (int, float, complex)))  # Output: False

在 Python 中四舍五入数字

可以使用内置的 round() 函数对数字进行四舍五入。round() 函数有两个参数：要四舍五入的数字和小数位数。

这是一个示例

x = 3.14159
rounded_x = round(x, 2)
print(rounded_x) # Output: 3.14

请注意，如果要四舍五入的数字以 5 结尾，round() 函数将四舍五入到最接近的偶数。这称为“银行家四舍五入”。例如

x = 2.5
rounded_x = round(x)
print(rounded_x) # Output: 2

数字格式化

在 Python 中，有几种方法可以格式化数字。以下是一些示例

使用内置的 format() 函数

x = 3.14159
print("{:.2f}".format(x))  # Output: 3.14

format() 函数中的 "{:.2f}" 字符串告诉 Python 将数字格式化为小数点后两位的浮点数。

使用 f 字符串（Python 3.6 及更高版本）

x = 3.14159
print(f"{x:.2f}")  # Output: 3.14

字符串前面的 f 表示这是一个 f 字符串，字符串中的 "{x:.2f}" 告诉 Python 将 x 的值格式化为小数点后两位的浮点数。

使用 % 运算符

x = 3.14159
print("%.2f" % x)  # Output: 3.14

% 运算符中的 %.2f 字符串告诉 Python 将数字格式化为小数点后两位的浮点数。

检查字符串是否为数字

可以使用多种方法检查字符串在 Python 中是否为数字。以下是一些示例

使用 isnumeric() 方法

my_string = "123"
if my_string.isnumeric():
    print("String is a number")
else:
    print("String is not a number") # Output: String is a number

使用 isdigit() 方法

my_string = "456"
if my_string.isdigit():
    print("String is a number")
else:
    print("String is not a number") # Output: String is a number

使用 try-except 块将字符串转换为浮点数

my_string = "789.12"
try:
    float(my_string)
    print("String is a number")
except ValueError:
    print("String is not a number") # Output: String is a number

请注意，如果字符串包含非数字字符，前两种方法将返回 False，第三种方法将引发 ValueError。

检查数字是否为整数

你可以使用模运算符 % 来检查一个数字是否为整数。如果数字除以 1 的结果等于 0，则该数字为整数。

这是一个示例

num = 5.0  # the number you want to check

if num % 1 == 0:
    print("The number is whole.")
else:
    print("The number is not whole.") # Output: "The number is whole."

生成随机数

要在 Python 中获取一个随机数，你可以使用 random 模块。以下是如何生成一个 0 到 10 之间的随机整数的示例

import random

random_number = random.randint(0, 10)
print(random_number)

每次运行脚本时，这都将打印一个 0 到 10（包括 0 和 10）之间的随机整数。如果你想生成一个随机浮点数，你可以使用 random.uniform() 函数

import random

random_number = random.uniform(0, 1)
print(random_number)

在 Python 中对数字求平方

我们来看看如何在 Python 中对一个数字求平方。第一种方法是使用指数运算符 **。以下是一个示例

x = 5
squared = x ** 2
print(squared) # Output: 25

或者，你也可以使用 pow() 函数来计算一个数字的平方。以下是一个示例

x = 5
squared = pow(x, 2)
print(squared)

对数字取反

你可以使用 -（减号）运算符对一个数字取反。

这是一个示例

number = 10
negated_number = -number
print(negated_number) # Output: -10

素数

素数是大于 1 的正整数，除了 1 和它本身之外，没有其他正整数因子。在 Python 中，你可以通过测试一个数字是否可以被 1 和它本身之外的任何数字整除来检查它是否为素数。

以下是一个检查一个数字是否为素数的函数示例

def is_prime(n):
    if n <= 1:
        return False
    for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

此函数接受一个正整数 n 作为输入，如果 n 为素数，则返回 True，否则返回 False。

该函数首先检查 n 是否小于或等于 1，根据定义，这不是素数。如果 n 小于或等于 1，则该函数返回 False。

如果 n 大于 1，则该函数检查它是否可以被 2 到 n 的平方根之间的任何数字整除。如果 n 可以被此范围内的任何数字整除，则它不是素数，并且该函数返回 False。否则，n 是素数，并且该函数返回 True。

以下是如何使用 is_prime 函数的示例

print(is_prime(7)) # True
print(is_prime(15)) # False
print(is_prime(23)) # True
print(is_prime(1)) # False

输出

True
False
True
False

在此示例中，我们使用不同的输入值调用了 is_prime 函数并打印了输出。

Python 中的欧拉数

欧拉数，也称为数学常数 e，是一个数学常数，大约等于 2.71828。在 Python 中，你可以使用 math 模块计算欧拉数。

以下是如何计算欧拉数的示例

import math

e = math.e

print(e) # Output: 2.718281828459045

从字符串中提取数字

要从 Python 中的字符串 中提取一个数字，你可以使用带 re 模块的正则表达式。以下是一个示例

import re

string = "The price is $12.34"

number = re.findall(r'\d+\.\d+', string)[0]

print(number) # Output: 12.34

在此示例中，我们首先导入了 re 模块，它提供了对正则表达式的支持。然后我们定义了一个 string 变量 string，其中包含一个带有数字的句子。

要从字符串中提取数字，我们使用正则表达式模式 \d+\.\d+ 使用 re.findall 函数。此模式匹配一个或多个数字 \d+，后跟一个点 \.，后跟一个或多个数字 \d+。结果匹配是一个字符串，表示句子中的数字。

由于 re.findall 返回一个匹配列表，我们访问了列表的第一个元素 [0] 以获取数字作为字符串。

如果您需要将从字符串中提取的数字转换为数值，可以使用 float 或 int 函数

number = float(number)
print(number) # Output: 12.34

数字的位数

要在 Python 中查找数字的位数，可以将数字转换为字符串，然后遍历字符串以提取每个位数。以下是一个示例

num = 12345

# Convert number to string
num_str = str(num)

# Iterate over string and print each digit
for digit in num_str:
    print(digit)