Số và boolean trong Python: int, float, bool và phép tính

Hai loại số, một loại đúng sai

Các kiểu số bạn dùng hằng ngày là int và float, cộng thêm bool cho giá trị đúng/sai. Chúng đủ cho gần như mọi phép tính và logic mà một chương trình Python bình thường cần.

count = 42
ratio = 0.25
is_ready = True

print(type(count), type(ratio), type(is_ready))

Python coi boolean là một kiểu con của số nguyên: True chính là 1 và False chính là 0. Điều này mở ra vài mẹo hữu ích ở phần sau.

Phép tính với số nguyên

Số nguyên (integer) trong Python không bao giờ tràn số. Nghe có vẻ không quan trọng, cho đến khi bạn viết hàm tính giai thừa đầu tiên và nhận ra phần lớn ngôn ngữ khác đã âm thầm quay vòng thành số âm từ lâu.

print(2 ** 100)
print(1000 * 1000 * 1000 * 1000)

Cả hai đều cho kết quả chính xác, dù lớn đến đâu. Giới hạn duy nhất là bộ nhớ.

Các toán tử số học đúng như bạn nghĩ, cộng thêm vài cái:

print(10 + 3)   # 13   addition
print(10 - 3)   # 7    subtraction
print(10 * 3)   # 30   multiplication
print(10 / 3)   # 3.3333... true division (returns a float)
print(10 // 3)  # 3    floor division (drops the remainder)
print(10 % 3)   # 1    modulo (the remainder)
print(10 ** 3)  # 1000 exponent

Ba điều nên ghi nhớ từ danh sách trên:

• / luôn trả về float trong Python 3, kể cả khi cả hai vế là số nguyên. 10 / 2 cho 5.0, không phải 5. Muốn số nguyên, hãy dùng //.
• // làm tròn về phía âm vô cùng, nên -7 // 2 là -4, không phải -3. Hơi lạ, nhưng nhất quán.
• % cho phần dư, rất tiện để kiểm tra "số này có chẵn không?" (n % 2 == 0) và để quay vòng trong một khoảng cố định.

Float và cái bẫy nổi tiếng

Float vốn dĩ không hoàn hảo. Chúng được lưu ở dạng nhị phân, không biểu diễn chính xác được phần lớn phân số thập phân. Ví dụ kinh điển:

print(0.1 + 0.2)
print(0.1 + 0.2 == 0.3)

Dòng đầu in ra 0.30000000000000004. Dòng thứ hai in ra False. Mọi ngôn ngữ theo chuẩn IEEE 754 (Python, JavaScript, Java, C) đều như vậy. Đây không phải bug của Python.

Trên thực tế, điều này có hai hệ quả:

1. Đừng so sánh float bằng ==. Nếu cần "đủ gần", hãy dùng math.isclose(a, b) hoặc kiểm tra abs(a - b) < some_tolerance.
2. Với tiền bạc, hãy dùng decimal.Decimal. Module decimal của thư viện chuẩn cho phép tính thập phân chính xác, không có bất ngờ như 0.1 + 0.2. Nó chậm hơn float, vì thế không phải mặc định, nhưng là lựa chọn đúng cho tiền tệ.

from decimal import Decimal

total = Decimal("0.1") + Decimal("0.2")
print(total)

Chuyển đổi giữa các kiểu số

Python không âm thầm chuyển số nguyên thành chuỗi hay chuỗi thành số. Bạn phải yêu cầu rõ ràng:

age_text = "30"
age = int(age_text)
print(age + 5)

price = float("19.99")
print(price)

count = 7
label = "Count: " + str(count)
print(label)

Chuyển đổi không hợp lệ sẽ gây ValueError:

>>> int("hello")
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'hello'

Thông báo lỗi rất thẳng thắn và dễ xử lý. Hãy làm sạch đầu vào hoặc bắt ngoại lệ.

Boolean, tìm hiểu sâu hơn một chút

True và False là hai giá trị boolean, viết đúng như vậy, chữ cái đầu viết hoa. Phần lớn phép so sánh cho ra một trong hai giá trị này:

print(5 > 3)
print("abc" == "abc")
print([1] != [1])

Các toán tử boolean là and, or và not, viết bằng từ tiếng Anh thay vì ký hiệu:

can_drive = True
has_car = False

print(can_drive and has_car)   # False - needs both
print(can_drive or has_car)    # True - needs one
print(not can_drive)           # False

Một điểm tinh tế nên biết: and và or không nhất thiết trả về True hay False, mà trả về giá trị quyết định kết quả của biểu thức. 0 or "fallback" trả về "fallback"; 5 and 10 trả về 10. Nhờ đó bạn viết được giá trị mặc định ngắn gọn như name = user_input or "anonymous", nhưng cũng nên hiểu điều này phòng khi một phép kiểm tra boolean trả về kiểu bạn không ngờ tới.

Truthy và falsy

Python coi nhiều giá trị là "gần như đúng" hoặc "gần như sai" khi bạn dùng chúng trong ngữ cảnh boolean như if hay while. Các giá trị falsy là:

• False
• 0, 0.0
• None
• Tập hợp rỗng: "", [], {}, set(), ()

Mọi thứ còn lại đều là truthy. Nhờ vậy bạn viết được những phép kiểm tra trông tự nhiên hơn:

name = ""

if name:
    print(f"Hello, {name}")
else:
    print("No name provided")

Đọc if name: là "nếu name có nội dung". Gọn hơn nhiều so với if name != "":. Chỉ cần cẩn thận với số: if count: sẽ coi 0 là "bỏ qua", thường là điều bạn muốn nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Nếu số không là giá trị hợp lệ, hãy dùng if count is not None:.

Phép tính với boolean

Vì boolean chính là số nguyên, bạn có thể làm phép tính với chúng:

checks = [True, False, True, True, False]
print(sum(checks))   # 3 - counts how many are True

Mẹo này đủ thường gặp để bạn ghi nhớ. Nếu muốn đếm có bao nhiêu phần tử trong list thỏa một điều kiện, hãy tính tổng một generator trả về boolean:

scores = [52, 78, 91, 45, 88, 63]
above_60 = sum(score >= 60 for score in scores)
print(above_60)

Những điều cần nhớ

• Số nguyên không bao giờ tràn số. Cứ thoải mái dùng.
• / trả về float; dùng // khi muốn phép chia lấy nguyên.
• Đừng so sánh float bằng ==; hãy so sánh với một sai số cho phép, hoặc dùng Decimal cho tiền bạc.
• Truthiness giúp điều kiện dễ đọc hơn, miễn là bạn nhớ 0 và chuỗi rỗng là falsy.

Tiếp theo: input và print, hai công cụ biến script của bạn từ chương trình im lặng thành cuộc trò chuyện.