math模块及使用方式
在数学之中,除了加减乘除四则运算之外——这是小学数学——还有其它更多的运算,比如乘方、开方、对数运算等等,要实现这些运算,需要用到 Python 中的一个模块:Math
模块(module)是 Python 中非常重要的东西,你可以把它理解为 Python 的扩展工具。换言之,Python 默认情况下提供了一些可用的东西,但是这些默认情况下提供的还远远不能满足编程实践的需要,于是就有人专门制作了另外一些工具。这些工具被称之为“模块”
任何一个 Pythoner 都可以编写模块,并且把这些模块放到网上供他人来使用。
当安装好 Python 之后,就有一些模块默认安装了,这个称之为“标准库”,“标准库”中的模块不需要安装,就可以直接使用。
如果没有纳入标准库的模块,需要安装之后才能使用。模块的安装方法,我特别推荐使用 pip 来安装。这里仅仅提一下,后面会专门进行讲述,性急的看官可以自己 google。
使用 math 模块
math 模块是标准库中的,所以不用安装,可以直接使用。使用方法是:
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>>> import math |
用 import 就将 math 模块引用过来了,下面就可以使用这个模块提供的工具了。比如,要得到圆周率:
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>>> math.pi 3.141592653589793 |
这个模块都能做哪些事情呢?可以用下面的方法看到:
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>>> dir (math) [ '__doc__' , '__name__' , '__package__' , 'acos' , 'acosh' , 'asin' , 'asinh' , 'atan' , 'atan2' , 'atanh' , 'ceil' , 'copysign' , 'cos' , 'cosh' , 'degrees' , 'e' , 'erf' , 'erfc' , 'exp' , 'expm1' , 'fabs' , 'factorial' , 'floor' , 'fmod' , 'frexp' , 'fsum' , 'gamma' , 'hypot' , 'isinf' , 'isnan' , 'ldexp' , 'lgamma' , 'log' , 'log10' , 'log1p' , 'modf' , 'pi' , 'pow' , 'radians' , 'sin' , 'sinh' , 'sqrt' , 'tan' , 'tanh' , 'trunc' ] |
dir(module)是一个非常有用的指令,可以通过它查看任何模块中所包含的工具。从上面的列表中就可以看出,在 math 模块中,可以计算正 sin(a),cos(a),sqrt(a)......
这些我们称之为函数,也就是在模块 math 中提供了各类计算的函数,比如计算乘方,可以使用 pow 函数。但是,怎么用呢?
Python 是一个非常周到的姑娘,她早就提供了一个命令,让我们来查看每个函数的使用方法。
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>>> help (math. pow ) |
在交互模式下输入上面的指令,然后回车,看到下面的信息:
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Help on built-in function pow in module math: pow(...) pow(x, y) Return x**y (x to the power of y). |
这里展示了 math 模块中的 pow 函数的使用方法和相关说明。
第一行意思是说这里是 math 模块的内建函数 pow 帮助信息(所谓 built-in,称之为内建函数,是说这个函数是 Python 默认就有的)
第三行,表示这个函数的参数,有两个,也是函数的调用方式
第四行,是对函数的说明,返回 x**y 的结果,并且在后面解释了 x**y 的含义。
最后,按 q 键返回到 Python 交互模式
从上面看到了一个额外的信息,就是 pow 函数和 x**y 是等效的,都是计算 x 的 y 次方。
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>>> 4 * * 2 16 >>> math. pow ( 4 , 2 ) 16.0 >>> 4 * 2 8 |
特别注意,4**2 和 4*2 是有很大区别的。
用类似的方法,可以查看 math 模块中的任何一个函数的使用方法。
关于“函数”的问题,在这里不做深入阐述,看管姑且按照自己在数学中所学到去理解。后面会有专门研究函数的章节。
下面是几个常用的 math 模块中函数举例,看官可以结合自己调试的进行比照。
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>>> math.sqrt( 9 ) 3.0 >>> math.floor( 3.14 ) 3.0 >>> math.floor( 3.92 ) 3.0 >>> math.fabs( - 2 ) # 等价于 abs(-2) 2.0 >>> abs ( - 2 ) 2 >>> math.fmod( 5 , 3 ) # 等价于 5%3 2.0 >>> 5 % 3 2 |
几个常见函数
有几个常用的函数,列一下,如果记不住也不要紧,知道有这些就好了,用的时候就 google。
求绝对值
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>>> abs ( 10 ) 10 >>> abs ( - 10 ) 10 >>> abs ( - 1.2 ) 1.2 |
四舍五入
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>>> round ( 1.234 ) 1.0 >>> round ( 1.234 , 2 ) 1.23 >>> # 如果不清楚这个函数的用法,可以使用下面方法看帮助信息 >>> help ( round ) |
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Help on built-in function round in module __builtin__: round(...) round(number[, ndigits]) -> floating point number Round a number to a given precision in decimal digits (default 0 digits). This always returns a floating point number. Precision may be negative. |
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