Python 数字类型 int，float，complex 使用说明

阅读 11:37·字数 3489·发布 2024-1-30

Python 数字类型

Python 提供了三种数据类型来表示数字，他们是整数类型int，浮点数类型float，以及复数类型complex。

如何判断变量，对象，实例是否为数字类型？

要判断一个变量（严格来说是指变量存储的值），对象，实例是否为有效的数字类型，可以使用isinstance函数，因为numbers模块的Number类是int，float，complex类型的抽象基类。你可以为isinstance函数的第二参数传递int，float，complex或Number，以判断目标是否为整数类型，浮点数类型，复数类型或数字类型。

Python 判断对象是否为数字类型、int、float、complex｜编程教程
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from numbers import Number
isinstance(12.1232, Number)
True
isinstance(1.1, int)
False

布尔值是否为数字类型？

布尔类型bool是int的派生类，因此bool也是一种“数字类型”，只不过他用于描述真假状态，而不是数字。当使用isinstance函数判断True或False是否为Number或int的实例时，得到的结果为True。

from numbers import Number
isinstance(True, Number)
True
isinstance(False, int)
True

使用下划线分隔数字中的数位

在 Python 中，你可以为数字的字面量加入下划线（_），以使其更容易被观察，比如0b_1000_1010。需要指出，下划线只能放在前缀（0b，0x）以及数字的数位之间，以下书写均不正确，0_b1000，12_3_，_0xA9。

布尔类型

要想了解 Python 布尔类型，你可以查看Python 布尔类型 bool 使用说明一节。

Python 数字类型的隐式转换优先级

在某些特定条件下，比如算术运算，不同的数字类型会发生隐式转换，其中complex类型的优先级最高，int类型的优先级最低，优先级较低的类型将隐式转换为优先级较高的类型。

在交互模式中，我们将浮点数类型的1.23456与整数类型的123相加，计算的结果将是一个浮点数类型的值。

result = 1.23456 + 123
type(result)
<class 'float'>

int 类型

Python 中的整数类型int用于表示整数，在其有效的取值范围内，int类型的精度不受限制，这使得他可以精准的表达每一个数字，不会出现近似值。

以下是一些本节没有特别说明的int类型的方法。

bit_length 方法: int类型的bit_length方法，用于获取一个整数在二进制形式下的精度。比如，(-111).bit_length()的结果为7，因为，-111的二进制形式为-0b1101111，1101111的精度为7。
bit_count 方法: int类型的bit_count方法，用于获取一个整数二进制形式中的1的个数。比如，(-111).bit_count()的结果为6，因为，-111的二进制形式为-0b1101111，1101111中1的个数为6。

int 类型的取值范围是多少？

在 Python3 中，int整数类型的取值范围是不确定的，当计算机依然拥有可分配的资源时，int类型的取值可以趋近于无穷，这类似于 JavaScript 中的BigInt。

如何在 Python 中书写二进制，八进制，十六进制格式的整数？

书写的二进制格式整数，需要具有前缀0b，比如0b1001。书写的八进制格式整数，需要具有前缀0o，比如0o777。书写的十六进制格式整数，需要具有前缀0x，比如0xA123。

需要指出的是，以上方法不适用于浮点数类型和复数类型，书写类似于0b1111.0001这样的数字将导致错误。

转换 int 类型与 bytes 类型

使用int类型提供的to_bytes和from_bytes方法，你可以将int类型的值转换为一个bytes实例，或将一个bytes实例转换为int类型的值。

to_bytes(length=1, byteorder='big', *, signed=False) int.from_bytes(bytes, byteorder='big', *, signed=False)

length 参数: length参数默认为1，他决定了bytes实例的长度，当bytes不足以容纳被转换的整数时，将引发异常OverflowError。
byteorder 参数: byteorder参数用于决定整数转换后在bytes中的存储顺序，其默认值为'big'，他表示整数的高位在序列的左边，如果设置为'little'，则整数的高位在序列的右边。
signed 参数: signed参数用于决定是否采用补码表示整数，默认为False，如果目标是负数，则需要设置为True。
bytes 参数: bytes参数是需要转换为int的bytes实例。

(1234).to_bytes(4)
b'\x00\x00\x04\xd2'
(1234).to_bytes(4, 'little')
b'\xd2\x04\x00\x00'
int.from_bytes(b'\xd2\x04\x00\x00', 'little')
1234
(-1234).to_bytes(4, signed=True)
b'\xff\xff\xfb.'
int.from_bytes(b'\xff\xff\xfb.', signed=True)
-1234

float 类型

Python 中的浮点数类型float符合 IEEE 754 二进制浮点数标准，因此可利用采用相同标准的浮点数硬件来提升运算效率，当然，这里有个绕不开的老问题，二进制浮点数的不准确性。

float类型允许使用类似于1.23e+2，1.23e-5这样的科学计数法，其中+可以省略，+和-两边不能有空格。

二进制浮点数不准确

想要深入了解二进制浮点数的不准确问题，你可以查看编程指南的为何二进制浮点数不准确？IEEE 754 二进制浮点数舍入规则一节。

如何判断 float 类型是否能够转换为等价的 int 类型？

使用float类型的is_integer方法，可以判断浮点数能否被转换为等价的整数。由于具有近似性，浮点数表示的数字可能并非你书写的字面量，或你认为的计算结果，因此is_integer方法的存在是有意义的。int类型也拥有is_integer方法，但他总是返回True。

Python 判断 float 能否转换为等价的 int｜编程教程
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下面交互模式中的浮点数字面量1.00000000000000000000001，其小数部分会被忽略，因此实际存储的浮点数等价于1，is_integer方法返回True。

(1.00000000000000000000001).is_integer()
True

complex 类型

Python 中的complex类型用于表示复数，复数由实数和虚数两部分组成，其中虚数对应了不存在，整个复数需要使用类似于1.23+4.56j，12-34j的形式来表示，其中+或-的左边为实数部分，+或-和其右边为采用j标记的虚数部分，+或-的两边不能有空格。当然，复数也可以被书写为仅保留虚数部分的形式，比如4.56j。

另外，无论是实数部分还是虚数部分，都可以使用科学计数法，比如1.2e+10+3.4e-5j。

如何获取复数的实数或虚数部分？

使用complex类型的只读属性real和imag，可以分别获取复数的实数和虚数部分，比如，(1-2.34j).imag的运算结果为-2.34。int和float类型也拥有real和imag属性，但他们的imag属性只会返回0和0.0，并且int的real和imag属性的类型为int。

如何获取复数的共轭复数？

使用complex类型的conjugate方法，可以获取复数的共轭复数，比如，(12+34j).conjugate()的返回结果为(12-34j)。虽然int和float类型也拥有conjugate方法，但由于没有虚数部分，因此该方法对于他们不具备实际效果。

在交互模式中，我们对复数a和b执行加法运算，计算方法为将实数和虚数部分分别相加。

a = 1+1j
b = 1.23e+2+1.23e-2j
a + b
(124+1.0123j)
a.conjugate()
(1-1j)

转换 Python 数字类型与字符串类型

你可以使用str类型的构造器将数字类型的值转换为字符串类型的值，字符串对应的数字为十进制，或者使用int，float或complex类型的构造器将字符串类型的值转换为数字类型的值，字符串不能包含空格，float和complex的构造器接受科学计数法。

对于float和complex类型的值，str构造器可能会将其转换为包含科学计数法的字符串。

str(0.0000012222)
'1.2222e-06'
str(1.23e-4)
'0.000123'
float('1.23e-4')
0.000123

此外，bin，oct，hex函数可将int类型的值转换为二进制，八进制或十六进制的数字字符串，float类型的hex方法可将浮点数转换为十六进制的数字字符串，他可能类似于'0x3.a7p10'，其中p用于标记指数。hex方法生成的字符串，可通过float类型的fromhex方法重新转换为浮点数。

bin(1234)
'0b10011010010'
(1.234).hex()
'0x1.3be76c8b43958p+0'
float.fromhex('0x1.3be76c8b43958p+0')
1.234

文本/字符串类型

如果你希望了解如何判断字符串是否为数字，可以查看判断 Python 字符串是否为字母或数字一段。

将 Python 中的数字转换为分数形式

对于int和float类型，可以使用as_integer_ratio方法，将其对应的数字转换为分数表达形式，分数的分子和分母会被放入一个元组，并作为结果返回。

(123).as_integer_ratio()
(123, 1)
(0.5).as_integer_ratio()
(1, 2)

获取 Python 数字的绝对值

使用函数abs可以获取数字的绝对值，比如，abs(-100)的结果为100。需要说明的是，abs函数不适用于复数，他可能会返回一些莫名其妙的值，比如abs(-100+123j)的结果可能是158.52129194527782。

源码

check_numeric_types.ipynb·codebeatme/python·GitHub
check_if_float_types_are_integer_types.ipynb·codebeatme/python·GitHub

讲解视频

Python 判断对象是否为数字类型、int、float、complex｜编程教程·Bilibili
Python 判断 float 能否转换为等价的 int｜编程教程·Bilibili