Python核心编程--学习笔记--5--数字

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　　本章的主题是Python中的数字，这里详细介绍每一种数字类型，它们适用的各种运算符，以及用于处理数字的内建函数。在本章的末尾简单介绍了几个标准库中用于处理数字的模块。

1 数字类型

　　数字：标量贮存，可直接访问。值不可更改，更新数字的值其实是生成了一个新的对象。

　　创建数字对象：赋值的时候就已经创建。

　　更新数字对象：给变量赋新值时，其实是创建了一个新的对象，并将其引用赋值给变量。原对象引用计数减1。

　　删除数字对象：无法真正删除对象，只能用del语句删除对象的这个引用（变量名），之后不能使用这个引用。原对象引用计数减1。

2 整型

2.1 布尔型

　　只有两个值，True和False。进行数值运算时，True为1，False为0。

>>> True + 1
2
>>> False * 1.1
0.0

2.2 标准整数类型

　　等价于C语言的有符号长整型，一般以十进制表示，同时也支持八进制（数字0开头）和十六进制（0x或0X开头）表示。

2.3 长整型

　　与C语言的long不同，Python的长整型可以表达很大的值，只受限于系统虚拟内存。在数字后面加 L 或者 l（字母L大小写，推荐大写）即表示长整型。

2.4 整型和长整型的统一

　　目前整型和长整型正在逐步缓慢统一，只有对长整型调用repr()才会显示L，str()不显示。

>>> aLong = 999999999l 
>>> aLong 
999999999L 
>>> print aLong 
999999999

　　超出整型范围的，会自动转换为长整型：

>>> 1 << 20
1048576
>>> 1 << 32    #自动转换为长整型
4294967296L

　　调用C的人仍然要区分这两种整型。

3 双精度浮点数

　　Python的浮点数类似于C语言的double，遵循IEEE754规范，即 1b符号位+11b指数位+52b尾数部分。

　　浮点数的表示通常有一个小数点和一个可选的后缀 E或 e（大小写E，科学计数）：

>>> .123　　#只有小数点
0.123
>>> 12.
12.0
>>> 1.e1
10.0
>>> .5E-1
0.05
>>> float(12)　　#工厂函数
12.0

4 复数

　　复数由实数部分和虚数部分组成，实数部分和虚数部分都是浮点数，虚数部分必须有后缀 J或 j（大小写字母J）。虚部不能单独存在，如果没有列出实部，则默认为0.0。

　　复数对象有数据属性real（实部）和imag（虚部），还有conjugate()方法返回其共轭复数对象。

>>> a = 1j　　#实部默认为0.0
>>> a.real
0.0
>>> a = 2 + 3j
>>> a
(2+3j)
>>> a.real　　#实部
2.0
>>> a.imag　　#虚部
3.0
>>> a.conjugate()　　#共轭复数
(2-3j)

5 运算符

5.1 复合模式运算符

　　其实就是自动类型转换，转换等级从高到低为 复数 > 浮点数 > 长整数 > 整数。内建函数帮助实现这种转换：

>>> 1.0 + (2 + 3j)    #浮点数转换为复数后再相加
(3+3j)
>>> coerce(123L, 0.4)    #指出长整型应该转换为浮点数
(123.0, 0.4)

5.2 标准类型运算符

　　比较运算符（比如 >、==、!=等）和逻辑运算符（not、and、or）都可用于数值类型，运算之前同样会进行类型转换。

5.3 算数运算符

　　单目运算符：正号+、负号-

　　双目运算符：加法+、减法-、乘法*、除法/、地板除//、取余%、幂运算**

　　以上运算符中需要点明的几个特点：

>>> 1/2    #Python3.0以前的整数除法为地板除
0
>>> from __future__ import division    #执行该指令使用未来版本Python
>>> 1/2
0.5

$ python -Qnew    #进入交互解释器时设置Qdivision_style启动参数
>>> 1/2
0.5

>>> -1 // 2    #负数地板除，返回比-0.5小的最大整数
-1

>>> 10.2 % 0.2    #浮点数求余x/y，返回 x - (math.floor(x/y) * y)，即10.2 - （math.floor(5.1) * 0.2) = 10.2 - 10.0 = 0.2

0.19999999...     #0.2，浮点数不会精确表示

>>> (10.2 + 0.4j) % 0.2    #复数求余类似于浮点数，但是只在实部进行
0.199999993+0.4j

>>> -3 ** 2    #幂运算符优先级高于左侧符号位
-9

5.4 位运算符，只适用于整数

　　标准位运算：取反(~)，按位 与(&), 或(|) 及 异或(^) 及左移(<<)和右移(>>)。Python 这样处理位运算：
z 负数会被当成正数的 2 进制补码处理。
z 左移和右移 N 位等同于无溢出检查的2的N次幂运算： 2**N。
z 对长整数来说, 位运算符使用一种经修改的 2 进制补码形式，使得符号位可以无限的向左扩展。
取反(~)运算的优先级与数字单目运算符相同， 是所有位操作符中优先级最高的一个。 左移和右移运算的优先级次之，但低于加减法运算。与， 或， 异或 运算优先级最低。所有位运算符按优先级高低列在表 5.4 中。

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