Python 编程/数学

有关基本的数学运算，包括加、减、乘、除等，请参见基本数学和运算符章节。作为快速参考，内置的 Python 数学运算符包括加法 (+) 、减法 (-) 、乘法 (*) 、除法 (/) 、地板除 (//) 、模 (%) 和指数 (**) 。内置的 Python 数学函数包括舍入 (round()) 、绝对值 (abs()) 、最小值 (min()) 、最大值 (max()) 、带余数的除法 (divmod()) 和指数 (pow()) 。符号函数可以创建为 "sign = lambda n: 1 if n > 0 else -1 if n < 0 else 0"。

数学

标准库的 math 模块提供了一系列数学函数。

import math

v1 = math.sin(10)       # sine
v2 = math.cos(10)       # cosine
v3 = math.tan(10)       # tangent 

v4 = math.asin(10)      # arc sine
v5 = math.acos(10)      # arc cosine
v6 = math.atan(10)      # arc tangent

v7 = math.sinh(10)      # hyperbolic sine    
v8 = math.cosh(10)      # hyperbolic cosine
v9 = math.tanh(10)      # hyperbolic tangent

vA = math.pow(2, 4)     # 2 raised to 4
vB = math.exp(4)        # e ^ 4
vC = math.sqrt(10)      # square root
vD = math.pow(5, 1/3.0) # cubic root of 5
vE = math.log(3)        # ln; natural logarithm
vF = math.log(100, 10)  # base 10

vG = math.ceil(2.3)     # ceiling
vH = math.floor(2.7)    # floor

vI = math.pi
vJ = math.e

使用内置运算符的示例代码

此代码旨在复制计算器中的 log 函数

import time
base_number = input("[A]input base number: ")
new_number = 0
result = input("[end number]input result ")
exponent = 0

while int(new_number) != int(result):
    exponent += float("0.0000001")
    new_number = int(base_number)**float(exponent)
    print(new_number)
    
else:
    print("")
    print("The exponent or X is " + str(exponent))
    time.sleep(200)

Cmath

cmath 模块提供了类似于 math 模块的函数，但适用于复数，还有其他一些函数。

随机

伪随机数生成器可从 random 模块获得。

import random
v1 = random.random()     # Uniformly distributed random float >= 0.0 and < 1.0.
v2 = random.random()*10  # Uniformly distributed random float >= 0.0 and < 10.0
v3 = random.randint(0,9) # Uniformly distributed random int >= 0 and <=9
li=[1, 2, 3]; random.shuffle(li); print(li) # Randomly shuffled list

十进制

decimal 模块支持十进制浮点运算，避免了通常的浮点数的底层二进制表示中某些对人类来说不直观的缺陷。

import decimal
plainFloat = 1/3.0
v1 = plainFloat # 0.3333333333333333
decFloat = decimal.Decimal("0.33333333333333333333333333333333333333")
v2 = decFloat   # Decimal('0.33333333333333333333333333333333333333')
decFloat2 = decimal.Decimal(plainFloat)
v3 = decFloat2  # Decimal('0.333333333333333314829616256247390992939472198486328125')

分数

fractions 模块通过 Fraction 类提供分数运算。与表示分数的浮点数相比，Fraction 分数不会丢失精度。

from fractions import Fraction
oneThird = Fraction(1, 3)
floatOneThird = 1/3.0
v1 = Fraction(0.25)                  # 1/4
v2 = Fraction(floatOneThird)         # 6004799503160661/18014398509481984
v3 = Fraction(1, 3) * Fraction(2, 5) # 2/15

统计

statistics 模块从 Python 3.4 开始可用，提供了一些基本的统计函数。它只提供基本功能；它不能替代像 numpy 这样的成熟的第三方库。对于 Python 2.7，statistics 模块可以从 pypi 安装。

import statistics as stats
v1 = stats.mean([1, 2, 3, 100]) # 26.5
v2 = stats.median([1, 2, 3, 100]) # 2.5
v3 = stats.mode([1, 1, 2, 3]) # 1
v4 = stats.pstdev([1, 1, 2, 3]) # 0.82915...; population standard deviation
v5 = stats.pvariance([1, 1, 2, 3]) # 0.6875; population variance

外部链接

• 2. 内置函数，python.org
• 9. 数值和数学模块，python.org
• 9.2. math — 数学函数，python.org
• 9.3. cmath — 针对复数的数学函数，python.org
• 9.4. decimal — 十进制定点和浮点运算，python.org
• 9.5. fractions — 有理数，python.org
• 9.6. random — 生成伪随机数，python.org
• 9.7. itertools — 为高效循环创建迭代器的函数，python.org
• 9.7. statistics — 数学统计函数，python.org