第三章基本數(shù)據(jù)類型

數(shù)字類型及math庫的應(yīng)用教學(xué)要求掌握：數(shù)字類型的概念和使用；字符串類型概念、使用、格式化操作方法和應(yīng)用。熟悉：Python標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)庫進行數(shù)值計算。了解：數(shù)字類型在計算機中的表示方法。教學(xué)內(nèi)容3.1數(shù)字類型3.2數(shù)字類型的操作3.3math庫的使用3.4案例：天天向上的力量知識導(dǎo)圖2023/4/19Python常用內(nèi)置對象對象類型類型名稱示例簡要說明數(shù)字intfloatcomplex12343.14,1.3e53+4j數(shù)字大小沒有限制，內(nèi)置支持復(fù)數(shù)及其運算字符串str'swfu',"I'mstudent",'''Python''',r'abc',R'bcd'使用單引號、雙引號、三引號作為定界符，以字母r或R引導(dǎo)的表示原始字符串字節(jié)串bytesb'helloworld'以字母b引導(dǎo)，可以使用單引號、雙引號、三引號作為定界符列表list[1,2,3]['a','b',['c',2]]所有元素放在一對方括號中，元素之間使用逗號分隔，其中的元素可以是任意類型字典dict{1:'food',2:'taste',3:'import'}所有元素放在一對大括號中，元素之間使用逗號分隔，元素形式為“鍵:值”元組tuple(2,-5,6)(3,)不可變，所有元素放在一對圓括號中，元素之間使用逗號分隔，如果元組中只有一個元素的話，后面的逗號不能省略集合setfrozenset{'a','b','c'}所有元素放在一對大括號中，元素之間使用逗號分隔，元素不允許重復(fù);另外，set是可變的，而frozenset是不可變的常用內(nèi)置對象對象類型類型名稱示例簡要說明布爾型boolTrue,False邏輯值，關(guān)系運算符、成員測試運算符、同一性測試運算符組成的表達(dá)式的值一般為True或False空類型NoneTypeNone空值異常ExceptionValueErrorTypeError

Python內(nèi)置大量異常類，分別對應(yīng)不同類型的異常文件

f=

open('data.dat','rb')open是Python內(nèi)置函數(shù)，使用指定的模式打開文件，返回文件對象其他可迭代對象

生成器對象、range對象、zip對象、enumerate對象、map對象、filter對象等等具有惰性求值的特點，除range對象之外，其他對象中的元素只能看一次編程單元

函數(shù)（使用def定義）類（使用class定義）模塊（類型為module）類和函數(shù)都屬于可調(diào)用對象，模塊用來集中存放函數(shù)、類、常量或其他對象續(xù)表Python常用內(nèi)置對象常量、變量的地址>>>id(3)1667343520>>>id='3724....'>>>id(3)TypeError:'str'objectisnotcallable>>>x=1>>>id(x)>>>x=x+1>>>id(x)已知，id函數(shù)的功能是給出變量內(nèi)存單元的地址，x=3，且id(x)=496103280，則執(zhí)行：x=x+6，表達(dá)式id(x)==496103280的值為()TrueFalseAB提交單選題1分3.1數(shù)字類型3.1.1Python常見3種數(shù)字類型：Python提供3種數(shù)字類型：整數(shù)類型、浮點數(shù)類型和復(fù)數(shù)類型，分別對應(yīng)數(shù)學(xué)中的整數(shù)、實數(shù)和復(fù)數(shù)。（1）整數(shù)（int）。例如：99，0b01（2）浮點數(shù)（float）。例如：0.99，4.3E-3，1.0（3）復(fù)數(shù)（complex）。例如：12.3+4j3.1.2整數(shù)類型與數(shù)學(xué)中的整數(shù)概念一致，除極大數(shù)的運算外，沒有取值范圍限制，受限于計算機內(nèi)存的大小。理論上，取值從負(fù)無窮到正無窮。四種進制數(shù)：十進制、二進制、八進制、十六進制。默認(rèn)情況，整數(shù)采用十進制，其他進制需要增加引導(dǎo)符號。整數(shù)類型不同進制的整數(shù)之間可以直接運算整數(shù)類型pow(x,y)函數(shù)：計算xy打開IDLE程序1：pow(2,10),#pow(x,y)函數(shù)是內(nèi)置函數(shù)。pow(2,1000)程序2：pow(2,pow(2,15))#pow(x,y)函數(shù)可以嵌套數(shù)字>>>9999**99#這里**是冪乘運算符，等價于內(nèi)置函數(shù)pow()990148353526723487602263124753282625570559528895791057324326529121794837894053513464422176826916433932586924386677766244032001623756821400432975051208820204980098735552703841362304669970510691243800218202840374329378800694920309791954185117798434329591212159106298699938669908067573374724331208942425544893910910073205049031656789220889560732962926226305865706593594917896276756396848514900989999>>>0.3+0.2#實數(shù)相加0.5>>>0.4-0.1#實數(shù)相減，結(jié)果稍微有點偏差0.30000000000000004>>>0.4-0.1==0.3#應(yīng)盡量避免直接比較兩個實數(shù)是否相等False3.1.3浮點數(shù)類型與數(shù)學(xué)中實數(shù)概念一致，帶有小數(shù)點及小數(shù)的數(shù)字。Python語言中的浮點數(shù)類型必須帶有小數(shù)部分，小數(shù)部分可以是0，區(qū)分浮點數(shù)和整數(shù)類型。例如：1010是整數(shù)，1010.0是浮點數(shù)。浮點數(shù)有2種表示方法：十進制表示和科學(xué)計數(shù)法表示。除十進制外，浮點數(shù)沒有其他進制表示形式。下面是浮點數(shù)類型十進制例子：1010.0,-1010.浮點數(shù)類型浮點數(shù)類型科學(xué)計數(shù)法使用字母e或者E作為冪的符號，以10為基數(shù)，含義如下：

<a>e<b>=a*10b1.01e3值為1010.0；-1.01E-3值為0.00101。3.1.3浮點數(shù)類型Python浮點數(shù)數(shù)值范圍和小數(shù)精度受不同計算機系統(tǒng)限制。>>>importsys#pow(x,y)函數(shù)是內(nèi)置函數(shù)。>>>sys.float_info#列出系統(tǒng)的浮點數(shù)各項參數(shù)。>>>sys.float_info.max#浮點數(shù)類型所能表示最大值。>>>importdecimal#庫decimal是高精度數(shù)數(shù)字類型Decimal。浮點數(shù)類型Python語言中浮點數(shù)的數(shù)值范圍存在限制，小數(shù)精度也存在限制。3.1.4復(fù)數(shù)類型與數(shù)學(xué)中的復(fù)數(shù)概念一致,z=a+bj，a是實數(shù)部分，b是虛數(shù)部分，a和b都是浮點類型，虛數(shù)部分用j或者J標(biāo)識。示例：

12.3+4j,-5.6+7j需要注意，當(dāng)b為1時，1不能省略，即1j表示復(fù)數(shù)，而j則表示Python程序中的一個變量。復(fù)數(shù)類型復(fù)數(shù)類型中實部和虛部都是浮點類型，對于復(fù)數(shù)z，可以用z.real和z.imag分別獲得它的實數(shù)部分和虛數(shù)部分。

>>>（1.23e-4+5.67e+89j）.real

#求復(fù)數(shù)的實部。0.000123>>>（1.23e-4+5.67e+89j）.imag

#求復(fù)數(shù)的虛部。5.67e+89Python語言的發(fā)展歷史1、內(nèi)置操作符：+、-、*、/、//取整、%求余數(shù)、**乘方2、內(nèi)置函數(shù)：abs()、divmod(x，y)、pow()、max()、min()3、內(nèi)置轉(zhuǎn)換函數(shù)：int()、float()、complex()3.2數(shù)字類型的操作Python解釋器為數(shù)字類型提供：數(shù)值運算操作符、數(shù)值運算函數(shù)、類型轉(zhuǎn)換函數(shù)等操作方法。3.2.1內(nèi)置的數(shù)值運算操作符三種類型存在一種逐漸“擴展”的關(guān)系：整數(shù)->浮點數(shù)->復(fù)數(shù)（整數(shù)是浮點數(shù)特例，浮點數(shù)是復(fù)數(shù)特例）數(shù)值運算操作符數(shù)字類型之間相互運算所生成的結(jié)果是“更寬”的類型，基本規(guī)則是：整數(shù)之間運算，如果數(shù)學(xué)意義上的結(jié)果是小數(shù)，結(jié)果是浮點數(shù)；整數(shù)之間運算，如果數(shù)學(xué)意義上的結(jié)果是整數(shù)，結(jié)果是整數(shù)；整數(shù)和浮點數(shù)混合運算，輸出結(jié)果是浮點數(shù)；整數(shù)或浮點數(shù)與復(fù)數(shù)運算，輸出結(jié)果是復(fù)數(shù)。數(shù)值運算操作符Python提供了9個基本的數(shù)值運算操作符>>>100/333.33333333333>>>100//333>>>123+4.0127.0>>>10-1+2j9+2j數(shù)值運算操作符數(shù)值運算操作符上表所有二元運算操作符（+、-、*、/、//、%、**）都可以與等號（=）相連，形成增強賦值操作符（+=、-=、*=、/=、//=、%=、**=）。用op表示這些二元運算操作符，增強賦值操作符的用法如下：xop=y等價于x=xopy例如：>>>x=99>>>x**=3#與x=x**3等價>>>print(x)970299Python語言的TIOBE

INDEX3.2.2內(nèi)置的數(shù)值運算函數(shù)Python解釋器提供了一些內(nèi)置函數(shù)，在這些內(nèi)置函數(shù)之中，有6個函數(shù)與數(shù)值運算相關(guān)3.2.2內(nèi)置函數(shù)：abs()、divmod(x，y)、pow()、max()、min()>>>abs(-3)3>>>abs(-3+4j)5>>>pow(2,5)64>>>pow(3,pow（3,999），10000)Python語言的TIOBE

INDEX3.2.3內(nèi)置的數(shù)字類型轉(zhuǎn)換函數(shù)數(shù)值運算操作符可以隱式地轉(zhuǎn)換輸出結(jié)果的數(shù)字類型。例如，兩個整數(shù)采用運算符“/”的除法將可能輸出浮點數(shù)結(jié)果。此外，通過內(nèi)置的數(shù)字類型轉(zhuǎn)換函數(shù)可以顯式地在數(shù)字類型之間進行轉(zhuǎn)換。3.2.3內(nèi)置轉(zhuǎn)換函數(shù)：int()、float()、complex()>>>int(10.99)10>>>complex(10.99)(10.99+0j)>>>float((10+99j).imag)99.0>>>float(4)4.0（增加小數(shù)部分）數(shù)字類型的轉(zhuǎn)換練習(xí):（1）30-3**2+8//3**2*10=

[填空1]

（2）3*4**2/8%5=

[填空2]

（3）2**2**3=

[填空3]

（4）(2.5*1.25j)*4j/2=

[填空4]

作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題4分3.3math庫的使用

3.3.1概述

math庫是Python提供的內(nèi)置數(shù)學(xué)類函數(shù)庫。math庫不支持復(fù)數(shù)類型。math庫一共提供了4個數(shù)學(xué)常數(shù)和44個函數(shù)。

44個函數(shù)共分為4類，包括：16個數(shù)值表示函數(shù)、8個冪對數(shù)函數(shù)、16個三角對數(shù)函數(shù)和4個高等特殊函數(shù)。math庫的概述

首先使用保留字import引用該庫第一種：importmath對math庫中函數(shù)采用math.<b>()形式使用。#ceil向上取整import*>>>importmath#導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)庫math>>>print(math.sin(3))#求正弦值>>>print(math.gcd(36,18))#最大公約數(shù)>>>print(math.pi)#常數(shù)π>>>print(math.e)#常數(shù)e>>>print(math.log2(8))#計算以2為底的對數(shù)值>>>print(math.log10(100))#計算以10為底的對數(shù)值>>>print(math.radians(180))

#把角度轉(zhuǎn)換為弧度math庫的概述第二種，frommathimport<函數(shù)名>對math庫中函數(shù)可以直接采用<函數(shù)名>()形式使用。#floor向下取整from模塊名import*>>>frommathimport*#導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)庫math中所有對象>>>sin(3)#求正弦值0.1411200080598672>>>gcd(36,18)#最大公約數(shù)18>>>pi#常數(shù)π3.141592653589793>>>e#常數(shù)e2.718281828459045>>>log2(8)#計算以2為底的對數(shù)值3.0>>>log10(100)#計算以10為底的對數(shù)值2.0>>>radians(180)#把角度轉(zhuǎn)換為弧度3.141592653589793math庫的應(yīng)用計算機系統(tǒng)計算機硬件（五大功能部件）計算機軟件（系統(tǒng)軟件<python>和應(yīng)用軟件app）摩爾定律：單位面積集成電路上，容納晶體管數(shù)量約每兩年翻一倍。摩爾蓋茨效應(yīng)：實際系統(tǒng)運行速度沒有摩爾定律的速度快；1946第一臺計算機誕生，ENIAC。3.3.2math庫解析math庫包括4個數(shù)學(xué)常數(shù)math庫包括16個數(shù)值表示函數(shù)math庫解析math.fsum([x,y,…]函數(shù)在數(shù)學(xué)求和運算中使用，在涉及浮點數(shù)運算和結(jié)果比較時，建議采用math庫函數(shù)。math庫包括8個冪對數(shù)函數(shù)math庫解析

math庫解析math庫包括六個“三角雙曲函數(shù)”3.4實例3：天天向上的力量從實例3.1到實例3.5關(guān)于天天向上的力量實例，進一步加深Python語言數(shù)據(jù)類型應(yīng)用。3.4實例：天天向上的力量實例代碼3.1:天天向上一年365天，以第1天的能力值為基數(shù)，記為1.0，當(dāng)好好學(xué)習(xí)時能力值相比前一天提高1‰，當(dāng)沒有學(xué)習(xí)時由于遺忘等原因能力值相比前一天下降1‰。每天努力和每天放任，一年下來的能力值相差多少呢？運行結(jié)果如下，每天努力1‰，一年下來將提高44%，好像不多？請繼續(xù)分析。實例代碼3.1-3.5實例3.1實例3.1：設(shè)一年365天，第一天能力為1.0，如果每天學(xué)習(xí)能力提高0.1%，