Python Numbers：數據類型和算術運算表達式的操作

在Python中，支持多種類型的數字，對數字的算術運算表達式也有著多種不同的操作方式。本文將介紹Python中數字數據類型的分類，各類型數字的特點，以及如何進行算術運算表達式的操作。

一、Python中數字數據類型的分類

在Python中，數字數據類型主要有三種類型：整型、浮點型和複數。

整型：整型是Python中的一種基本數據類型，通常是有符號的，可以表示正數、負數和零。它幾乎可以處理任何大小的整數。在Python版本3中，整型類型的int被擴展為長整型。長整型可以處理任意長度的數字（直至計算機的內存耗盡）。整型數字的定義方式如下：

x = 5   # x為整型數字5

浮點型：浮點型是Python中表示實數的一種數據類型。這種數據類型表現為小數，可以使用科學計數法表示。它用於存儲包含小數點的數字。浮點數的定義方式如下：

y = 5.0  # y為浮點型數字5.0

複數：Python中複數的實部和虛部都是浮點型數字。可以使用函數complex(x,y)創建一個複數。其中，x是實部，y是虛部。例如：

z = complex(3,5)  # 定義複數3 + 5j

二、各類型數字的特點

1. 整型數字的特點

整型數字的定義方式非常簡單；它不包含小數，只能表示整數。下面是整型數字的一些特點：

（1）整型數字可以進行算術運算，如加減乘除，求模等。

a = 5
b = 3
print(a + b)    # 輸出結果：8
print(a - b)    # 輸出結果：2
print(a * b)    # 輸出結果：15
print(a / b)    # 輸出結果：1.6666666666666667
print(a % b)    # 輸出結果：2

（2）Python不支持 ++ 和 — 運算符，但支持 += 和 -= 運算符。

a = 5
a += 1    # 等同於a = a + 1
a -= 1    # 等同於a = a - 1

（3）Python支持用其他進位（2進位、8進位、16進位）表示整數。

a = 0b1101   # 二進位數字1101，對應10進位的13
b = 0o24     # 八進位數字24，對應10進位的20
c = 0x12F    # 十六進位數字12F，對應10進位的303

2. 浮點型數字的特點

浮點型數字可以表示實數，包括小數。下面是浮點型數字的一些特點：

（1）浮點型數字也可以進行算數運算，如加減乘除等。

a = 3.0
b = 1.5
print(a + b)    # 輸出結果：4.5
print(a - b)    # 輸出結果：1.5
print(a * b)    # 輸出結果：4.5
print(a / b)    # 輸出結果：2.0
print(a % b)    # 輸出結果：0.0

（2）浮點型數字可以使用科學計數法表示。

a = 3.0
b = 4.5e2    # 等同於4.5 x 10²

3. 複數的特點

複數的實部和虛部都是浮點型數字，可以表示為a + bj的形式。下面是複數的一些特點：

（1）複數可以進行加減乘除運算。

a = complex(3, 5)
b = complex(2, 4)
print(a + b)    # 輸出結果：(5+9j)
print(a - b)    # 輸出結果：(1+1j)
print(a * b)    # 輸出結果：(-14+22j)
print(a / b)    # 輸出結果：(1.3-0.1j)

（2）可以使用real（）和imag（）函數返回複數的實部和虛部。

a = complex(3, 5)
print(a.real)    # 輸出結果：3.0
print(a.imag)    # 輸出結果：5.0

三、算術運算表達式操作

Python支持所有的算術運算（二元運算符），並且具有優先順序。

• 加法（+）和減法（-）優先順序相同，低於乘法（*）和除法（/）。
• 乘法（*）和除法（/）的優先順序相同，高於加法（+）和減法（-）。
• 括弧具有最高優先順序。

例如：

a = 10
b = 20
c = 30
d = 40
e = (a + b) * c / d     # 先計算(a + b)，再乘以c，最後除以d的結果
f = ((a + b) * c) / d   # 先計算(a + b)和c的成績，再除以d的結果
g = (a + b) * (c / d)   # 先計算c/d的結果，再乘以(a+b)的結果

在Python中還有其他運算表達式，例如：取冪運算（**）、取模運算（%）和整除運算（//）。例如：

a = 5
b = 3
print(a**b)    # 輸出結果：125
print(a%b)     # 輸出結果：2
print(a//b)    # 輸出結果：1

結論

Python支持三種數字數據類型：整型、浮點型和複數。每種類型都有自己的特點和優勢，我們可以針對不同的計算任務來選擇合適的數字類型。除此之外，Python還支持所有算術運算表達式，並且有著優先順序的概念。通過合理的算術運算表達式，我們可以輕鬆地進行各種數學計算。