Python-基础-数学模块

数学模块

Python 中数学相关模块，如下所示：

相对比较常用的模块：math、decimal 和 random。

模块	描述
math	提供了对 C 标准定义的数学函数的访问（不适用于复数）
decimal	为快速正确舍入的十进制浮点运算提供支持
random	实现各种分布的伪随机数生成器
cmath	提供了一些关于复数的数学函数
fractions	为分数运算提供支持
statistics	提供了用于计算数字数据的数理统计量的函数

math模块

首先要先引入数学模块 math。如下所示：

import math

引入之后就可以使用了，以 math 模块中求平方根函数 sqrt(x) 为例。使用方式如下所示：

import math
math.sqrt(1024)

Python 提供了许多用于数值计算的内置函数，以下是一些常用的：

内置函数	描述	用例
abs(x)	返回 x 的绝对值	abs(-3) = 3
pow(x, y[, z])	返回 x 的 y 次幂，如果 z 给出，幂结果对 z 取余	pow(2,3,3) = 2
divmod(x, y)	返回两个数的商和余数	divmod(10, 3) = (3, 1)
max(x1, x2,x3, …)	返回最大值	max(1, 2, 3, 4) = 4
min(x1, x2,x3, …)	返回最小值	min(1, 2, 3, 4) = 1
round(x[, ndigits])	对 x 进行四舍五入，ndigits(可选)表示小数点后保留的位数	round(3.141, 2) = 3.14
sum(iterable[, start])	对 iterable 的所有项求和，如果提供 start，则从 start 开始加	sum([1, 2, 3, 4, 5]) = 15

math 模块中常用的函数。如下表所示：

math模块函数	描述	用例
math.fabs(x)	返回 x 的绝对值(浮点数)	math.fabs(1) = 1.0
math.ceil(x)	返回 x 的上入整数	math.ceil(1.1) = 2
math.floor(x)	返回 x 的下舍整数	math.floor(1.1) = 1
math.fmod(x, y)	返回 x/y 的余数	math.fmod(3, 2) = 1.0
math.factorial(x)	返回 x 的阶乘，如果 x 不是整数或为负数时则将引发 ValueError	math.factorial(3) = 5
math.pow(x, y)	返回 x 的 y 次幂，值为浮点数，如：	math.pow(2,3) = 8.0
math.fsum(iterable)	返回迭代器中所有元素的和，值为浮点数	math.fsum((1, 2, 3)) = 6
math.gcd(x, y)	返回整数 x 和 y 的最大公约数	math.gcd(4,6) = 2
math.sqrt(x)	返回 x 的平方根，值为浮点数	math.sqrt(9) = 3.0
math.trunc(x)	返回 x 的整数部分	math.trunc(1.256) = 1
math.exp(x)	返回 e 的 x 次幂	math.exp(2) = 7.38…
math.log(x[, base])	返回 x 的对数，底数默认为 e	math.log(8,2) = 3.0
常量	math.e = 2.71… math.pi = 3.14…
正余弦等

decimal 模块

decimal 模块为正确舍入十进制浮点运算提供了支持，相比内置的浮点类型 float，它能更加精确的控制精度，能够为精度要求较高的金融等领域提供支持。

基本运算

import decimald1 = decimal.Decimal(1.1)
d2 = decimal.Decimal(9.9)
print(d1 + d2)
print(d1 - d2)
print(d1 * d2)
print(d1 / d2)

执行结果：

11.00000000000000044408920985
-8.800000000000000266453525910
10.89000000000000127009514017
0.1111111111111111160952773272

上面结果是用了默认精度，我们重新设置下精度再来看一下：

import decimaldecimal.getcontext().prec = 2 # 设置这个上下文的精度为 2
d1 = decimal.Decimal(1.1)
d2 = decimal.Decimal(9.9)
print(d1 + d2)
print(d1 - d2)
print(d1 * d2)
print(d1 / d2)

执行结果：

11
-8.8
11
0.11

random 模块

random 模块可以生成随机数，我们来看一下其常用函数。

random模块函数	描述	用例
random.random()	返回 [0.0, 1.0) 范围内的随机浮点数	random.random() = 0.374…
random.uniform(a, b)	返回一个在 [a, b) 或 (b, a] 范围内的随机浮点数	random.uniform(1, 10) = 2.597…
random.randint(a, b)	返回一个在 [a, b] 范围内的随机整数	random.randint(1, 10) = 7
random.choice(seq)	从非空序列 seq 返回一个随机元素	random.choice(‘abcd’) = b
random.shuffle(seq)	将序列 seq 中的元素随机打乱，返回 None
random.sample(population, k)	从序列或集合中随机选k个元素组成列表并返回 用于无重复的随机抽样	random.sample(‘abb’, 3) = [‘b’,‘a’,‘b’]