python的数字类型包括:整数,浮点数,复数。
整数
python的整数没有长度限制,无限大,有无限的精度
python的整数除法,即便能整除,结果也是小数,小数 在python中用float类型表示,如下图所示
如果想让整数相除返回整数(类似java,地板除),可以使用x//y
浮点数
但浮点数精度有时候有误差,和C语音一样,浮点数底层采用IEEE754标准存储浮点数,所以有一定误差的,所以浮点数做比较时一定要注意 0.1+0.2 == 0.3 是False
那如何进行浮点数的精确计算呢?python有一个decimal的模块。
使用decimal.Decimal('1') 初始化一个对象
python浮点数有个 E计法,也就是科学计数法。用于表示一些极端的数字,比如极大或绩效的数字。
复数
复数是实数系统的扩展,它包含了一个被称为虚数单位的新元素,通常用字母 i 表示。虚数单位 i 的定义为 i² = -1。一个一般形式的复数可以表示为 a + bi,其中 a 和 b 都是实数,a 被称为复数的实部,b 被称为复数的虚部。
python里用j表示复数的虚部
通过x.real显示实部(浮点数),x.imag显示虚部(也是浮点数标识)
数据类型的运算
这3种数据类型的运算包含如下:
x // y(地板除)floor division,结果是整数,向下取整数(取比目标结果小的整数),注意负数的情况,-6除以4目标是-1.5,比-1.5小的整数是 -2而不是-1。
x // y(取余数)
x == (x//y) * y + (x%y)
abs(x)返回的是一个数的绝对值,对于复数,则返回它的模
int(x) 将x转换为整形,注意传入的字符串必须是整数才能转换,否则异常。
如果传入的是带小数点的浮点数,则结果是将小数点位舍弃后的整数(注意不是四舍五入)。
float(x) 将x转换为浮点数,注意传入的字符串(支持科学计数法)或整数
complex(x) 将字符串等转为复数,注意字符串不能有空格
pow (2,3)等同于 2 ** 3 ,2的3次蜜
pow (2,3,5)等同于 2 ** 3 % 5,密运算后求余
其他-复数扩展知识
给出“虚数”这一名称的是法国数学家笛卡尔(1596~1650),他在《几何学》(1637年发表)中使“虚的数”与“实的数”相对应。
复数的模
将复数的实部与虚部的平方和的正的平方根的值称为该复数的模,记作∣z∣。
即对于复数,它的模
共轭复数
复平面
复数平面,也被称为高斯平面或阿尔冈平面,是一个二维坐标系统,用于几何化表示复数。在这个平面中,水平轴代表复数的实部,通常被称为实轴;垂直轴代表复数的虚部,被称为虚轴。
在复数平面中,每个点都对应一个唯一的复数,反之亦然。对于复数 z = a + bi,其中 a 和 b 是实数,i 是虚数单位(i² = -1),这个复数在复平面上的坐标为 (a, b)。实数 a 决定了点在实轴上的位置,而 b 决定了点在虚轴上的位置。
复数平面的几何表示
1. 向量表示
在复数平面中,每个复数都可以被视为一个从原点出发的向量。这个向量的长度(模)和方向(辐角)完全确定了这个复数。对于复数 z = a + bi,其模 |z| = √(a² + b²),辐角 θ = arctan(b/a)。
2. 极坐标表示
除了直角坐标 (a, b),复数还可以用极坐标 (r, θ) 表示,其中 r 是向量的长度(模),θ 是向量与正实轴的夹角(辐角)。这两种表示方法之间可以通过以下关系转换:
a = r cos θ
b = r sin θ
r = √(a² + b²)
θ = arctan(b/a)
3. 复数的加法
在复数平面上,复数的加法可以通过向量加法直观地表示。两个复数相加,相当于它们对应的向量头尾相连。
4. 复数的乘法
复数乘法在几何上表现为向量的旋转和伸缩。当一个复数乘以另一个复数时,它们的模相乘,辐角相加。
复数平面的几何意义
1. 旋转变换
复数乘法在几何上对应着旋转变换。将一个复数 z 乘以 e^(iθ),相当于将 z 对应的向量逆时针旋转 θ 角度。这种性质在许多领域都有重要应用,如计算机图形学中的二维旋转。
2. 相似变换
将一个复数乘以一个正实数 k,几何上表现为向量的伸缩,即向量的长度变为原来的 k 倍,但方向不变。这对应着几何中的相似变换。
3. 反演变换
复数的倒数 1/z 在几何上对应着关于单位圆的反演。这种变换在复变函数论和共形映射中有重要应用。
4. 对称性
复数的共轭 z* = a - bi 在几何上表现为关于实轴的对称。这种对称性在许多物理问题中都有重要意义。
5. 三角函数和指数函数的统一
通过欧拉公式 e^(iθ) = cos θ + i sin θ,复数平面将三角函数和指数函数统一起来。这不仅在数学上elegant,在物理学中也有深刻的应用。
复数平面的物理意义
这里不做扩展了,毕竟物理太头大了,至今记得初中时物理老师让我上台搭电路时的手忙脚乱和尴尬、紧张,物理表示不是一般人能学的,太抽象