Числа в Python — int, float и операции с числами ~ PythonRu

В этом материале рассмотрим работу с числами в Python. Установите последнюю версию этого языка программирования и используйте IDE для работы с кодом, например, Visual Studio Code.

В Python достаточно просто работать с числами, ведь сам язык является простым и одновременно мощным. Он поддерживает всего три числовых типа:

int (целые числа)
float (числа с плавающей точкой)
complex (комплексные числа)

Хотя int и float присутствуют в большинстве других языков программирования, наличие типа комплексных чисел — уникальная особенность Python. Теперь рассмотрим в деталях каждый из типов.

Целые и числа с плавающей точкой в Python

В программирование целые числа — это те, что лишены плавающей точкой, например, 1, 10, -1, 0 и так далее. Числа с плавающей точкой — это, например, 1.0, 6.1 и так далее.

Создание int и float чисел

Для создания целого числа нужно присвоить соответствующее значение переменной. Возьмем в качестве примера следующий код:

var1 = 25

Здесь мы присваиваем значение 25 переменной var1. Важно не использовать одинарные или двойные кавычки при создании чисел, поскольку они отвечают за представление строк. Рассмотрим следующий код.

Копировать



var1 = "25"

# или

var1 = '25'

В этих случаях данные представлены как строки, поэтому не могут быть обработаны так, как требуется. Для создания числа с плавающей точкой, типа float, нужно аналогичным образом присвоить значение переменной.

var1 = 0.001

Здесь также не стоит использовать кавычки.

Проверить тип данных переменной можно с помощью встроенной функции type(). Можете проверить результат выполнения, скопировав этот код в свою IDE.

Копировать



var1 = 1  # создание int

var2 = 1.10  # создание float

var3 = "1.10"  # создание строки

print(type(var1))

print(type(var2))

print(type(var3))

Вывод:

<class 'int'>
<class 'float'>
<class 'str'>

В Python также можно создавать крупные числа, но в таком случае нельзя использовать запятые.

Копировать



# создание 1,000,000

var1 = 1,000,000  # неправильно

Если попытаться запустить этот код, то интерпретатор Python вернет ошибку. Для разделения значений целого числа используется нижнее подчеркивание. Вот пример корректного объявления.

Копировать



# создание 1,000,000

var1 = 1_000_000  # правильно

print(var1)

Значение выведем с помощью функции print:

Арифметические операции над целыми и числами с плавающей точкой

Используем такие арифметические операции, как сложение и вычитание, на числах. Для запуска этого кода откройте оболочку Python, введите python или python3. Терминал должен выглядеть следующим образом:

Сложение

В Python сложение выполняется с помощью оператора +. В терминале Python выполните следующее.

>>> 1+3

Результатом будет сумма двух чисел, которая выведется в терминале.

Теперь запустим такой код.

>>> 1.0 + 2
3.0

В нем было выполнено сложение целого и числа с плавающей точкой. Можно обратить внимание на то, что результатом также является число с плавающей точкой. Таким образом сложение двух целых чисел дает целое число, но если хотя бы один из операндов является числом с плавающей точкой, то и результат станет такого же типа.

Вычитание

В Python для операции вычитания используется оператор -. Рассмотрим примеры.

>>> 3 - 1
2
>>> 1 - 5
-4
>>> 3.0 - 4.0
-1.0
>>> 3 - 1.0
2.0

Положительные числа получаются в случае вычитания маленького числа из более крупного. Если же из маленького наоборот вычесть большое, то результатом будет отрицательно число. По аналогии с операцией сложения при вычитании если один из операндов является числом с плавающей точкой, то и весь результат будет такого типа.

Умножение

Для умножения в Python применяется оператор *.

>>> 8 * 2
16
>>> 8.0 * 2
16.0
>>> 8.0 * 2.0
16.0

Если перемножить два целых числа, то результатом будет целое число. Если же использовать число с плавающей точкой, то результатом будет также число с плавающей точкой.

Деление

В Python деление выполняется с помощью оператора /.

>>> 3 / 1
3.0
>>> 4 / 2
2.0
>>> 3 / 2
1.5

В отличие от трех предыдущих операций при делении результатом всегда будет число с плавающей точкой. Также нужно помнить о том, что на 0 делить нельзя, иначе Python вернет ошибку ZeroDivisionError. Вот пример такого поведения.

>>> 1 / 0
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

Деление без остатка

При обычном делении с использованием оператора / результатом будет точное число с плавающей точкой. Но иногда достаточно получить лишь целую часть операции. Для этого есть операции интегрального деления. Стоит рассмотреть ее на примере.

>>> 2 // 1
2
>>> 4 // 3
1
>>> 5 // 2
2

Результатом такой операции становится частное. Остаток же можно получить с помощью модуля, о котором речь пойдет дальше.

Остаток от деления

Для получения остатка деления двух чисел используется оператор деления по модулю %.

>>> 5 % 2
1
>>> 4 % 2
0
>>> 3 % 2
1
>>> 5 % 3
2

На этих примерах видно, как это работает.

Возведение в степень

Число можно возвести в степень с помощью оператора **.

>>> 3**2
9
>>> 2**4
16
>>> 3**3
27

Комплексные числа

Комплексные числа — это числа, которые включают мнимую часть. Python поддерживает их «из коробки». Их можно запросто создавать и использовать. Пример:

Копировать



# создание двух комплексных чисел

var1 = 2 + 2j

var2 = 3 + 4j

# сложение двух комплексных чисел

sum = var1 + var2

print("Сумма двух комплексных чисел равна: ", sum)

В этом примере были созданы два комплексных числа a+bj. После этого было выполнено их сложение с помощью оператора +. Результат вывели на экран с помощью функции print().

Сумма двух комплексных чисел равна: (5+6j)

Конвертация типов чисел

Конвертация типа — это метод конвертации числа из одного типа в другой. Для этого можно использовать функции float(), int() и complex().

Копировать



x = 1  # создание целого числа

y = 2.0  # создание числа с плавающей точкой

z = 2+3j  # создание комплексного числа



a = float(x)  # преобразование целого числа в число с плавающей точкой

b = int(x)  # преобразование числа с плавающей точкой в целое число

c = complex(x)  # преобразование целого числа в комплексное

d = complex(y)  # преобразование числа с плавающей точкой в комплексное



print(a, type(a))

print(b, type(b))

print(c, type(c))

print(d, type(d))

Можно увидеть, как числа изменились за счет использования простых встроенных функций Python.

1.0 <class 'float'>
1 <class 'int'>
(1+0j) <class 'complex'>
(2+0j) <class 'complex'>

Случайные числа

Случайные числа используются в играх, криптографии и так далее. В Python нативной поддержки случайных чисел нет, но есть встроенный модуль random, который используется для работы с целыми числами. Рассмотрим пример генерации случайных чисел с помощью такого модуля.

Копировать



import random

print(random.randrange(1, 1000))

Результатом будет новое число от 1 до 1000, у каждого свое.

Встроенные математические функции

В Python есть множество встроенных функций для работы с числами. Вот самые важные из них.

round()

Функция round() используется для округления чисел с плавающей точкой до ближайшего целого. Пр этом тип данных не меняется. Целое число — это также число с плавающей точкой. Пример:

Копировать



# создание чисел

a = 0.01

b = 1.45

c = 2.25

d = 3.7

e = 4.5



# округление чисел

print(round(a))

print(round(b))

print(round(c))

print(round(d))

print(round(e))

В выводе можно увидеть, что все числа с плавающей точкой были округлены до ближайшего целого.

abs()

Эта функция используется для генерации абсолютного значения числа. Оно всегда положительное, хотя число можно быть как положительным, так и отрицательным. Пример:

Копировать



# создание чисел

a = 1.1

b = -1.5

c = 2

d = -3

e = 0



# отображение абсолютного значения

print(round(a))

print(round(b))

print(round(c))

print(round(d))

print(round(e))

Вывод:

pow()

Функция pow() используется для возведения числа в степень. Она повторяет то, что можно сделать и с помощью оператора **.

Функции pow() нужно передать два параметра. Первый — число, которое нужно возвести в степень, а второе — сама степень. Пример:

Копировать



base = 8

power = 2



print(pow(base, power))

Возведем 8 в степень 2. Вывод:

Библиотека math

В Python есть полноценная библиотека, с помощью которой можно выполнять почти любую математическую операцию — math. Все это есть в стандартной библиотеке, поэтому дополнительные действия выполнять не нужно. В модуле есть кое-какие константы, среди которых PI, e и так далее. Есть и кое-какие математические методы: log(), exp(), sqrt(), тригонометрические функции и так далее.