что значит float в питоне
Работа с числами в Python
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:
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
Создание int и float чисел
Для создания целого числа нужно присвоить соответствующее значение переменной. Возьмем в качестве примера следующий код:
Здесь также не стоит использовать кавычки.
В Python также можно создавать крупные числа, но в таком случае нельзя использовать запятые.
Если попытаться запустить этот код, то интерпретатор Python вернет ошибку. Для разделения значений целого числа используется нижнее подчеркивание. Вот пример корректного объявления.
Значение выведем с помощью функции print :
Арифметические операции над целыми и числами с плавающей точкой
Сложение
Результатом будет сумма двух чисел, которая выведется в терминале.
Теперь запустим такой код.
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
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
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
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.
Результатом такой операции становится частное. Остаток же можно получить с помощью модуля, о котором речь пойдет дальше.
Остаток от деления
На этих примерах видно, как это работает.
Возведение в степень
Комплексные числа
Комплексные числа — это числа, которые включают мнимую часть. Python поддерживает их «из коробки». Их можно запросто создавать и использовать. Пример:
Вещественные числа — float
Другой отличительной чертой является необязательное наличие символа » e » – экспоненты:
Если на длину целых чисел не накладывается абсолютно никаких ограничений по величине, то с вещественными числами это не так. Что бы узнать информацию о числах типа float для компьютера на котором выполняется программа, можно воспользоваться командой sys.float_info :
Однако, что бы вы не делали с бесконечностью, она так и останется бесконечностью. Единственное что можно попробовать, так это вычесть из одной бесконечности другую бесконечность:
Арифметические операции
Целые числа поддерживают следующие математические операции, которые отсортированы по убыванию приоритета:
Важно: приоритет математических операций выше побитовых логических операций и операций сравнения.
I. возведение \(0\) в степень \(0\) возвращает \(1\):
Извлечение корней четной степени из отрицательных чисел не вызывает ошибки, а возвращает комплексное число:
Использование в выражении x ** y слишком больших значений x и y типа float может привести к ошибке OverflowError.
IV. встроенная функция int() отбрасывает дробную часть вещественных чисел:
V. строго говоря эти функции не являются математическими, но они могут учавствовать в математических выражениях Python и поэтому должны обладать приоритетом.
Операции сравнения
Для сравнения чисел, доступно \(8\) операций сравнения, причем все они имеют одинаковый приоритет:
Важно: приоритет операций сравнения ниже математических и побитовых операций.
Важно: числа типа float не являются десятичными дробями и используют двоичную арифметику компьютера, поэтому многие, даже самые простые выражения могут вычисляться с ничтожно малыми погрешностями. Однако, из-за этих погрешностей, вполне очевидные операции сравнения работают не так как ожидается:
В Python сравнение x > y and y > z является эквивалентным x > y > z т.е. сравнения связаные оператором and в произвольные цепочки могут быть записаны в более компактной форме. Выполнение таких выражений начинается слева направо и останавливается как только будет получено первое значение False. Это означает, что если в выражении x > y > z сравнение x > y вернет False то сравнение y > z выполняться не будет.
Методы вещественных чисел
Вещественные числа – это объекты, которые обладают следующими методами:
Появление таких больших чисел связано с тем, что числа типа float на самом деле не являются десятичными дробями, и хранятся в памяти с небольшой погрешностью:
Python позволяет преобразовывать вещественные числа из десятичной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно. Создание вещественных чисел из их шестнадцатеричного представления, позволяет избежать погрешности которая неминуемо возникает при переводе десятичных чисел в двоичное представление. Шестнадцатеричные вещественные числа в Python задаются строкой вида:
Показатель степени ‘p’ exponent является степенью двойки, например, перевод числа ‘0x2.f1ap+3’ из шестнадцатеричной системы счисления в десятичную будет выглядеть следующим образом:
Применение обратного преобразования дает другую шестнадцатеричную строку, которая, однако, представляет тоже самое число:
Числа, строки и другие типы данных в Python
Из этого руководства вы узнаете о базовых встроенных типах данных Python: числовых, строковых и логических (булевых).
Целые числа
В Python 3 фактически нет предела длины целочисленного значения. Конечно, оно ограничено объемом доступной в системе памяти (как и любые другие типы данных), но в остальном — может быть таким длинным, как нужно:
Python интерпретирует последовательность десятичных цифр без префикса как десятичное число:
Следующие строки могут быть добавлены к значению числа, чтобы обозначить основание отличное от 10:
Префикс | Интерпретация | Основание |
---|---|---|
0b (ноль + «b» в нижнем регистре) 0B (ноль + «b» в верхнем регистре) | Двоичное | 2 |
0o (ноль + «o» в нижнем регистре) 0O (ноль + «O» в верхнем регистре) | Восьмеричное | 8 |
0x (ноль + «x» в нижнем регистре) 0X (ноль + «X» в верхнем регистре) | Шестнадцатеричное | 16 |
Чтобы больше узнать о значениях целых чисел с основанием не равным 10, обратитесь к следующим статьям в Википедии: двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная.
Базовый тип целого числа в Python, вне зависимости от используемого основания, называется int :
Примечание: отличный момент, чтобы напомнить, что функцию print() не нужно использовать при работе в командной строке. Просто вводите значения после >>> и нажимайте Enter для отображения:
Многие примеры будут использовать эту особенность интерпретатора.
Но это не работает с файлами скриптов. Значение в строке файла со скриптом не делает ничего само по себе.
Числа с плавающей точкой
Тип float в Python означает число с плавающей точкой. Значения float определяются с десятичной точкой. По желанию можно добавить символ e или E после целого числа, чтобы обозначить, что это экспоненциальная запись.
Подробнее: представление float
Далее следует более подробная информация о том, как Python изнутри представляет числа с плавающей точкой. Вы без проблем можете пользоваться этим типом данных, не понимая этот уровень, так что не волнуйтесь, если описанное здесь покажется чересчур сложным. Информация представлена для особо любопытных.
Почти все платформы представляют числа с плавающей точкой Python как 64-битные значения двойной точности в соответствии со стандартом IEEE 754. В таком случае максимальное значение числа с плавающей точкой — это приблизительно 1.8 х 10308. Числа больше Python будет помечать в виде строки inf :
Числа с плавающей точкой представлены в виде двоичных (с основанием 2) фракций. Большая часть десятичных фракций не может быть представлена в виде двоичных, поэтому в большинстве случаев внутреннее представление — это приближенное к реальному значение. На практике отличия представленного и реального значения настолько малы, что это не должно создавать проблем.
Дальнейшее чтение: для получения дополнительной информации о числах с плавающей точкой в Python и возможных проблемах, связанных с этим типом данных, читайте официальную документацию Python.
Комплексные числа
Строки
Строковые литералы могут выделяться одинарными или двойными кавычками. Все символы между открывающей и закрывающей кавычкой являются частью строки:
Строка может включать сколько угодно символов. Единственное ограничение — ресурсы памяти устройства. Строка может быть и пустой.
А что, если нужно использовать символ кавычки в строке? Первой идеей может быть нечто подобное:
Но, как видите, такой подход не работает. Строка в этом примере открывается одинарной кавычкой, поэтому Python предполагает, что следующая закрывает ее, хотя она задумывалась как часть строки. Закрывающая кавычка в конце вносит неразбериху и приводит к синтаксической ошибке.
Если нужно включить кавычки одного типа в строку, то стоит выделить ее целиком кавычками другого типа. Если строка содержит одинарную кавычку, просто используйте в начале и конце двойные или наоборот:
Как видите, это не так хорошо работает. Строка в этом примере открывается одиночной кавычкой, поэтому Python предполагает, что следующая одинарная кавычка, та, которая в скобках является закрывающим разделителем. Окончательная одинарная кавычка тогда лишняя и вызывает показанную синтаксическую ошибку.
Если вы хотите включить любой тип символа кавычки в строку, самый простой способ — разделить строку с другим типом. Если строка должна содержать одну кавычку, разделите ее двойными кавычками и наоборот:
Управляющие последовательности (исключенные последовательности)
Иногда нужно, чтобы Python по-другому интерпретирован символ или последовательность нескольких символов в строке. Этого можно добиться двумя способами:
Для этого используется обратный слэш ( \ ). Обратный слэш в строке указывает, что один или несколько последующих символов нужно интерпретировать особым образом. (Это называется исключенной последовательностью, потому что обратный слэш заставляет последовательность символов «исключаться» из своего привычного значения).
Посмотрим, как это работает.
Подавление значения специальных символов
Вы видели, к каким проблемам приводит использовать кавычек в строке. Если она определена одиночными кавычками, просто так взять и использовать такую же кавычку как часть текста, нельзя, потому что она имеет особенное значение — завершает строку:
Обратный слэш перед одинарной кавычкой «освобождает» ее от специального значения и заставляет Python воспринимать буквальное значение:
То же работает и со строками, определенными двойными кавычками:
Следующая таблица управляющих последовательностей описывает символы, которые заставляют Python воспринимать отдельные символы буквально:
Управляющий символ | Стандартная интерпретация | Исключенная интерпретация |
---|---|---|
\’ | Завершает строку, открытую одинарной кавычкой | Символ одинарной кавычки |
\» | Завершает строку, открытую двойными кавычками | Символ двойных кавычек |
\newline | Завершает строку ввода | Новая строка игнорируется |
\\ | Показывает исключенную последовательность | Символ обратного слэша |
Обычно символ новой строки ( newline ) заменяет enter. Поэтому он в середине строки заставит Python думать, что она неполная:
Чтобы разбить строку на несколько строк кода, добавьте обратный слэш перед переходом на новую строку и newline будет игнорироваться:
Для включения буквального значения обратного слэша, исключите его с помощью еще одного:
Добавление специального значения символам
Предположим, что необходимо создать строку, которая будет содержать символ табуляции. Некоторые текстовые редакторы вставляют его прямо в код. Но многие программисты считают, что это не правильный подход по нескольким причинам:
В Python (и большинстве других распространенных языков) символ табуляции определяется управляющей последовательностью \t :
Она заставляет символ \t терять свое привычное значение и интерпретируется как символ табуляции.
Вот список экранированных последовательностей, которые заставляют Python использовать специальное значение вместе буквальной интерпретации:
Управляющая последовательность | «Исключенная» интерпретация |
---|---|
\a | ASCII: символ Bell (BEL) |
\b | ASCII: символ возврата на одну позицию (BS) |
\f | ASCII: символ разрыва страница (FF) |
\n | ASCII: символ перевода строки (LF) |
\N | Символ из базы Unicode с именем |
\r | ASCII: символ возврата каретки (CR) |
\t | ASCII: символ горизонтальной табуляции (TAB) |
\uxxxx | Символ Unicode с 16-битным шестнадцатеричным значением |
\Uxxxxxxxx | Символ Unicode с 32-битным шестнадцатеричным значением |
\v | ASCII: символ вертикальной табуляции (VT) |
\ooo | Символ с восьмеричным значением ooo |
\xhh | Символ с шестнадцатеричными значением hh |
Такой тип исключенной последовательности обычно используется для вставки символов, которые не легко ввести с клавиатуры или вывести.
«Сырые» строки
Строки в тройных кавычка
Есть и другой способ объявления строк в Python. Строки в тройных кавычках определяют группами из трех одинарных или двойных кавычек. Исключенные последовательности в них все еще работают, но одинарные и двойные кавычки, а также новые строки могут использоваться без управляющих символов. Это удобный способ создавать строки, включающие символы одинарных и двойных кавычек:
Таким же образом удобно создавать строки, разбитые на несколько строк кода:
Наконец, этот способ используется для создания комментариев кода Python.
Булев тип, Булев контекст и «истинность»
В Python 3 три типа Булевых данных. Объекты булевого типа принимают одно из двух значений, True или False :
Многие выражения в Python оцениваются в булевом контексте. Это значит, что они интерпретируются как истинные или ложные.
«Истинность» объекта типа Boolean самоочевидна: объекты равные True являются истинными, а те, что равны False — ложными. Но не-Булевы объекты также могут быть оценены в Булевом контексте.
Числа: целые, вещественные, комплексные
Числа в Python 3: целые, вещественные, комплексные. Работа с числами и операции над ними.
Целые числа (int)
Числа в Python 3 ничем не отличаются от обычных чисел. Они поддерживают набор самых обычных математических операций:
Также нужно отметить, что целые числа в python 3, в отличие от многих других языков, поддерживают длинную арифметику (однако, это требует больше памяти).
Битовые операции
Над целыми числами также можно производить битовые операции
x | y | Побитовое или |
x ^ y | Побитовое исключающее или |
x & y | Побитовое и |
x > y | Битовый сдвиг вправо |