【0007】Python数据类型-Number类型详解

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本文内容体系结构如下：

一、Python数据类型概述

1.1 什么是数据类型

数据类型是指在编程语言中用于定义变量或数据项的类别，这些类别决定了变量可以存储什么样的数据以及可以进行哪些操作。Python作为一种高级编程语言，拥有丰富的数据类型，使得程序员可以灵活地处理各种数据。

1.2 Python的主要数据类型

Python有六大标准基本数据类型，包括：

• Number（数字）：用于表示数值，如整数、浮点数等。
• String（字符串）：用于存储一系列字符，如文本、密码等。
• List（列表）：用于存储有序的元素集合，可以包含不同类型的元素。
• Tuple（元组）：用于存储不可变的有序元素集合，类似于列表但不可修改。
• Set（集合）：用于存储无序的不重复元素集合。
• Dictionary（字典）：用于存储键值对，键是唯一的，值可以是任何类型的数据。

除了上述基本类型外，Python还有一些特殊的数据类型，如布尔类型（bool）、类型对象（type）以及NoneType等。

六个标准数据类型中：

• 不可变数据（3 个）：Number（数字）、String（字符串）、Tuple（元组）；

  这就意味着如果改变数字数据类型的值，将重新分配内存空间。

• 可变数据（3 个）：List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）。

二、Python数据类型的分类

2.1 数字类型（Number）

数字类型是Python中最基本的数据类型之一，用于表示数值。Python中的数字类型包括整型（int）、浮点型（float）、布尔型（bool，实际上是整型的子类型）和复数（complex）。

• 整型（int）：表示所有的整数，包括正整数、0和负整数。Python的整型没有大小限制，可以处理任意大小的整数。
• 浮点型（float）：表示所有的小数，包括正小数和负小数。Python中的浮点数通常是双精度浮点数，可以表示很大或很小的数。浮点数的精度有限，大约到小数点后15位。
• 布尔型（bool）：只有两个值，True和False，用于表示逻辑上的真和假。在Python中，True可以视为1，False可以视为0，布尔值也可以参与算术运算。
• 复数（complex）：由实数部分和虚数部分构成，表示为a+bj或complex(a,b)。其中，a是实部，b是虚部，j是虚数的单位（等于-1的平方根）。

2.2 序列类型

序列类型是指可以存储一系列元素的数据类型，包括列表（list）、元组（tuple）和字符串（str）。这些类型都支持索引、切片等操作。

• 列表（list）：有序且可变的集合，可以包含不同类型的元素。列表支持添加、删除、修改等操作。
• 元组（tuple）：有序且不可变的集合，与列表类似但一旦创建就不能修改。元组通常用于存储不需要修改的数据。
• 字符串（str）：字符的有序集合，用于表示文本信息。字符串在Python中是不可变的，但可以进行连接、切片、查找等操作。

2.3 集合类型

集合类型是一种无序且不包含重复元素的数据类型，主要用于数据去重和成员关系测试。Python中的集合使用大括号{}表示。

2.4 映射类型

映射类型是指通过键来访问值的数据类型，Python中的映射类型主要是字典（dict）。字典由键值对组成，键是唯一的，值可以是任意类型的数据。

三、Number数据类型详细使用教程

NUmber数据类型主要保罗整型（int）、浮点型（float）、布尔型（bool）和复数（complex），我们可以使用type(变量名或数据)函数来获取操作数据的数据类型。

3.1 整型（int）

整型表示所有的整数（包括正整数、0和负整数）

3.1.1 定义整型变量

a = 10    # 正整数
b = 0     # 零
c = -5    # 负整数

print(type(a)) # <class 'int'>
print(type(b)) # <class 'int'>
print(type(c)) # <class 'int'>

3.1.2 整型的算术运算

整型支持加、减、乘、除、取模、幂等算术运算。

# 加法
print(a + b)  # 输出: 10

# 减法
print(a - b)  # 输出: 10

# 乘法
print(a * b)  # 输出: 0

# 除法（整数除法，结果向下取整）
print(a // b)  # 输出: 10

# 浮点数除法
print(a / b)  # 输出: 10.0

# 取模
print(a % b)  # 输出: 0

# 幂运算
print(a ** 2)  # 输出: 100

3.1.3 整型的类型转换

可以使用int()函数将其他类型的数据转换为整型。

# 将浮点数转换为整型（向下取整）
print(int(5.6))  # 输出: 5

# 将字符串转换为整型
print(int("123"))  # 输出: 123

3.2 浮点型（float）

浮点型表示所有的小数（包括正小数、负小数）

3.2.1 定义浮点型变量

d = 3.14    # 正小数
e = -0.01   # 负小数
f = 2.5e2   # 科学计数法，表示250.0

print(type(d)) # <class 'float'>
print(type(e)) # <class 'float'>
print(type(f)) # <class 'float'>

3.2.2 浮点型的算术运算

浮点型同样支持加、减、乘、除等算术运算，但结果也是浮点型。

# 加法
print(d + e)  # 输出: 3.13

# 减法
print(d - e)  # 输出: 3.15

# 乘法
print(d * e)  # 输出: -0.0314

# 除法
print(d / e)  # 输出: -314.0

3.2.3 浮点型的类型转换

可以使用float()函数将其他类型的数据转换为浮点型。

# 将整型转换为浮点型
print(float(5))  # 输出: 5.0

# 将字符串转换为浮点型
print(float("3.14"))  # 输出: 3.14

3.3 布尔型（bool）

布尔型表示逻辑值，只有两个值，一个逻辑真（True），一个逻辑假（False）。

3.3.1 定义布尔型变量

g = True    # 逻辑真
h = False   # 逻辑假

print(type(g)) # <class 'bool'>
print(type(h)) # <class 'bool'>

3.3.2 布尔值的算术运算

布尔值可以视为1（True）和0（False）进行算术运算。

# 加法
print(g + 1)  # 输出: 2

# 乘法
print(h * 2)  # 输出: 0

3.3.3 布尔值的逻辑运算

布尔值主要用于条件判断和逻辑运算，如and、or、not等。

# and运算
print(g and h)  # 输出: False

# or运算
print(g or h)   # 输出: True

# not运算
print(not g)    # 输出: False

3.4 复数（complex）

复数是一个包含实部和虚部的数，通常表示为 z=a+bi，其中 a 和 b 是实数，i 是虚数单位，满足 i2=−1。

• 当 b=0 时，复数 z 退化为实数 a。
• 当 a=0 且 b\=0 时，复数 z 称为纯虚数。

3.4.1 定义复数变量

i = 3 + 4j    # 实部为3，虚部为4
j = complex(1, 2)  # 使用complex函数创建复数，实部为1，虚部为2

print(type(i)) # <class 'complex'>
print(type(j)) # <class 'complex'>

3.4.2 复数的算术运算

复数支持加、减、乘、除等算术运算，运算规则遵循复数的数学定义。

# 加法
print(i + j)  # 输出: (4+6j)

# 减法
print(i - j)  # 输出: (2+2j)

# 乘法
print(i * j)  # 输出: (-5+10j)

# 除法
print(i / j)  # 输出: (0.2+0.8j)

3.4.3 获取复数的实部和虚部

可以使用.real和.imag属性获取复数的实部和虚部。

# 获取实部
print(i.real)  # 输出: 3.0

# 获取虚部
print(i.imag)  # 输出: 4.0

四、总结

本文主要介绍了Python的数据类型概述以及Number数据类型的详细使用教程。我们了解了Python的六大基本数据类型，包括Number（数字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元组）、Set（集合）和Dictionary（字典），并简要介绍了它们的特点和用途，重点学习了Number类型数据的分类和使用，大家需要多动手实践使用，掌握Python的数据类型。