Articles
Введение в Python
Числовые операции в Python

Числовые операции в Python

В этой статье объясняются числовые операции в Python.

Вы узнаете о числовых типах, обзоре встроенных функций и модулей, а также о математических функциях в модуле math.

YouTube Video

Числовые операции в Python

Python оснащен мощными возможностями для выполнения числовых операций. Ниже приведено объяснение основных числовых операций в Python.

Числовые типы

В Python основными числовыми типами являются следующие.

 1# Integer (int)
 2x = 10
 3y = -5
 4print("x =", x, "type:", type(x))  # <class 'int'>
 5print("y =", y, "type:", type(y))  # <class 'int'>
 6print("x + y =", x + y)            # 5
 7
 8# Float
 9a = 3.14
10b = -0.001
11print("\na =", a, "type:", type(a))  # <class 'float'>
12print("b =", b, "type:", type(b))    # <class 'float'>
13print("a * 2 =", a * 2)              # 6.28
14
15# Complex
16c = 2 + 3j
17d = 1 - 1j
18print("\nc =", c, "type:", type(c))   # <class 'complex'>
19print("d =", d, "type:", type(d))     # <class 'complex'>
20print("c + d =", c + d)               # (3+2j)
21print("c * d =", c * d)               # (5+1j)
  • int (целочисленный тип) представляет целые числа, такие как 10 или -5.
  • float (тип с плавающей запятой) представляет числа с десятичными точками, такие как 3.14 или -0.001.
  • complex (тип комплексных чисел) представляет комплексные числа, такие как 2 + 3j. Здесь j — это мнимая единица.

Встроенные функции и модули

Python также предоставляет множество встроенных функций и модулей, полезных для числовых операций.

  • Функция abs(x) возвращает абсолютное значение.
1result = abs(-10)  # result is 10
2print(result)

Этот код является примером использования функции abs() для получения абсолютного значения числа.

  • Функция round(x, n) округляет значение до n десятичных знаков.
1result = round(3.14159, 2)  # result is 3.14
2print(result)

Этот код является примером использования функции round() для округления числа до заданного количества знаков после запятой.

  • Модуль math предоставляет более продвинутые математические функции.
1import math
2
3# result is 4.0 (square root)
4result = math.sqrt(16)
5print(result)
6
7# result is 1.0 (sine function)
8result = math.sin(math.pi / 2)
9print(result)

Этот код является примером использования модуля math для выполнения сложных математических вычислений, таких как вычисление квадратных корней и тригонометрических функций.

  • Модуль decimal поддерживает вычисления с высокой точностью в десятичной записи.
1from decimal import Decimal
2
3# result is Decimal('0.3')
4result = Decimal('0.1') + Decimal('0.2')
5print(result)
6
7# The result is 0.30000000000000004 due to floating-point inaccuracies
8print(0.1 + 0.2)

Этот код является примером избежания ошибок с плавающей точкой и выполнения высокоточных десятичных вычислений с помощью модуля decimal.

  • Модуль fractions обрабатывает рациональные числа (дроби).
1from fractions import Fraction
2result = Fraction(1, 3) + Fraction(1, 6)  # result is Fraction(1, 2)
3print(result)

С этими возможностями Python упрощает выполнение различных числовых расчетов. Из-за ограничений точности вычислений с плавающей запятой рекомендуется использовать модуль decimal для вычислений, требующих высокой точности.

Математические функции в Python

В Python есть удобный модуль под названием math для использования математических функций. Этот модуль предоставляет множество функций, необходимых для выполнения математических вычислений. Давайте рассмотрим некоторые основные функции модуля math.

Базовые математические функции

  • math.sqrt(x): Возвращает квадратный корень из x. x должен быть неотрицательным числом.
  • math.pow(x, y): Возвращает x, возведенный в степень y.
  • math.exp(x): Возвращает экспоненту числа x ((e^x)).
  • math.log(x[, base]): Вычисляет натуральный логарифм или логарифм по заданному основанию base. Если base не задан, вычисляется натуральный логарифм.

Тригонометрические функции

  • math.sin(x): Возвращает синус угла x (в радианах).
  • math.cos(x): Возвращает косинус угла x (в радианах).
  • math.tan(x): Возвращает тангенс угла x (в радианах).

Обратные тригонометрические функции

  • math.asin(x): Возвращает арксинус (обратный синус) числа x.
  • math.acos(x): Возвращает арккосинус (обратный косинус) числа x.
  • math.atan(x): Возвращает арктангенс (обратный тангенс) числа x.

Гиперболические функции

  • math.sinh(x): Возвращает гиперболический синус числа x.
  • math.cosh(x): Возвращает гиперболический косинус числа x.
  • math.tanh(x): Возвращает гиперболический тангенс числа x.

Константы

  • math.pi: Константа, представляющая собой отношение длины окружности к её диаметру ((\pi)).
  • math.e: Константа, представляющая собой основание натурального логарифма ((e)).

Примеры вычислений

Вот некоторые примеры.

 1import math
 2
 3# Square root calculation
 4print(math.sqrt(16))  # Output: 4.0
 5
 6# Power calculation
 7print(math.pow(2, 3))  # Output: 8.0
 8
 9# Natural logarithm calculation
10print(math.log(math.e))  # Output: 1.0
11
12# Trigonometric functions
13degree = 45
14radian = math.radians(degree)  # Convert to radians
15print(math.sin(radian))  # Output: 0.7071067811865475 (approximately 1/√2)
16
17# Constants
18print(math.pi)  # Output: 3.141592653589793
19print(math.e)   # Output: 2.718281828459045
  • Этот код использует модуль math для выполнения вычислений, таких как извлечение квадратного корня, возведение в степень, вычисление натуральных логарифмов и тригонометрических функций, а также для отображения таких констант, как число пи и число Эйлера.

Резюме

В этом примере мы использовали модуль math, но Python также предоставляет широкую поддержку для выполнения сложных математических расчетов и генерации случайных чисел. Используя такие библиотеки, как NumPy или SciPy, вы можете воспользоваться более мощными и разнообразными математическими возможностями.

Вы можете следовать этой статье, используя Visual Studio Code на нашем YouTube-канале. Пожалуйста, также посмотрите наш YouTube-канал.

YouTube Video

Манипуляции со строками в PythonМодуль Python `decimal`