Python 基础学习01：数学运算

在 Python 中对数字进行运算是非常简单的，以下是演示在 Python 解释器中进行数字运算。

四则运算

从最简单的四则运算开始：

>>> 1+1
2
>>> 4-3
1
>>> 2*2
4

但是进行除法运算的时候，可能会有所不同：

>>> 4/2
2.0

预期返回的应该是 2，但实际返回的是 2.0 ，虽然在数学中 2=2.0，但是在编程中一个是整数一个是浮点数，除法默认返回的是浮点数。
如果想要返回整数，可以使用整除（\）运算：

>>> 4//2
2

当然跟数学一样，使用 ( )可以提高计算的优先级，例如：

>>> 2*(1+2)
6

求余（求模）

求余用的运算符是 %，例如：

>>> 10%3
1

上述结果等于 10 - 10//3 * 3*：

>>> 10 - 10//3 * 3
1

求余和整除也可用于浮点数和负数（对，负数，虽然不太好理解）：

>>> 10//-3
-4
>>> 10%-3
-2

数学运算常用的函数或模块

使用 ** 来求乘方：

>>> 2**3
8

除此之外，Python 提供了一个内部函数 pow() 来处理。
函数可以理解为编写好的小程序，只需调用以及根据情况传递值（实参），就可以返回对应的结果。

>>> pow(2,3)
8

在解释器中查看函数或模块的用法可以通过 help('name') 来查看：

>>> help('pow')

Help on built-in function pow in module builtins:

pow(base, exp, mod=None)
    Equivalent to base**exp with 2 arguments or base**exp % mod with 3 arguments
...

从上述帮助中可以看到该函数支持 3 个参数，其中第三个参数是对乘方后的值进行求余，默认是 None ，也就是不做求余。例如：

>>> pow(2,3,3)
2

abs 函数可以计算数值的绝对值：

>>> abs(-100)
100

除此之外，Python 还可以导入模块，模块可以扩展 Python 功能。
导入模块使用的命令是 import ，以下例子是调用 math 模块中的 floor 函数，该函数的功能是向下取整：

>>> import math
>>> math.floor(12.12)
12
>>> math.floor(12.99)
12

如果想直接使用 floor 函数的话，可以单独具体的指定该函数进行导入，如：

>>> from math import floor
>>> floor(12.12)
12

建议只导入需要使用的模块以及函数。

如果想知道一个模块当中有哪些函数以及对应的功能，可以使用 help('module_name')，如：

>>> help('math')

是字符还是数值？

在 Python 当中，可能需要获取用户的输入的数字进行运算，获取输入使用的是内置函数 input()，它的用法是：

input(prompt='', /)
    Read a string from standard input.  The trailing newline is stripped.

    The prompt string, if given, is printed to standard output without a
    trailing newline before reading input.

    If the user hits EOF (*nix: Ctrl-D, Windows: Ctrl-Z+Return), raise EOFError.
    On *nix systems, readline is used if available.

它可以传递一个 prompt 参数，用于输入前的提示。
例如：

>>> num = input('输入一个数字：')
输入一个数字：10
>>> num
'10'
>>> num % 3
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: not all arguments converted during string formatting

用户输入的“数字”赋予了 num 变量，当对 num 求余的时候，Python 发生了报错，TypeError 表示类型出错了，前面打印的 num 返回的是 '10' 可以看到用单引号括起来了，所以 num 其实是一个字符串，对于字符串肯定不能够求余了，需要转换类型，将字符串转换为数值类型，可以使用 int() 内置函数：

>>> int(num) % 3
1

不同进制

有时候会用到除十进制以外的进制。
二进制：

>>> 010
  File "<stdin>", line 1
    010
    ^
SyntaxError: leading zeros in decimal integer literals are not permitted; use an 0o prefix for octal integers

直接输入二进制会报错，错误提示也告诉了解决方法，添加一个 0b 前缀：

>>> 0b010
2

八进制：
八进制使用 0o 前缀：

>>> 0o010
8

十六进制：
十六进制使用 0x 前缀：

>>> 0x10
16

不同进制的转换

每种进制转换都对应了一个函数：

• int：将目标进制转换为十进制
• oct：将目标进制转换为八进制
• hex：将目标进制转换为十六进制

例如：

>>> num = 256
>>> print(oct(num))
0o400
>>> print(hex(num))
0x100

>>> hex_num = 0x100
>>> print(int(hex_num))
256