Python 可运行文档：数字与布尔值

Q: Python 中 int 和 float 有什么区别？

int 是没有小数点的整数；float 是带小数点的数。Python 的整数可以任意大，不会溢出。浮点数遵循标准的 IEEE 754 规则，这意味着在做十进制运算时可能会损失一点点精度。

Q: 为什么在 Python 中 0.1 + 0.2 不等于 0.3？

因为二进制浮点数无法精确表示大多数十进制小数。0.1 + 0.2 的结果是 0.30000000000000004。这不是 Python 的 bug，所有使用 IEEE 754 浮点数的语言都是这样。如果需要精确的十进制运算，请使用 decimal 模块。

Q: Python 中的真值和假值是什么？

在布尔上下文中，Python 会把很多值当作真或假，即使它们并不是字面意义上的 True 或 False。零、空字符串、空列表、空字典和 None 是假值；大多数其他值是真值。if my_list: 可以读作“如果列表里有东西”。

两种数字，一种真值

你日常会用到的数字类型是 int 和 float，再加上表示真假的 bool。对普通的 Python 程序来说，它们足以应付几乎所有的算术和逻辑运算。

count = 42
ratio = 0.25
is_ready = True

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

Python 有时把布尔值看作整数的子类型：True 实际上就是 1，False 实际上就是 0。这在后面会带来一些实用的技巧。

整数运算

Python 中的整数永远不会溢出。这听起来无关紧要，直到你写出第一个阶乘函数，才会意识到在大多数其他语言里，结果早就悄悄变成负数了。

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

不管结果多大，两者都会给出精确的答案。唯一的上限是内存。

算术运算符和你想的一样，另外还多了几个：

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

这个列表中有三点值得记住：

在 Python 3 中，/ 总是返回浮点数，即使两边都是整数。10 / 2 得到的是 5.0，而不是 5。如果你想要整数，请使用 //。
// 向负无穷方向取整，所以 -7 // 2 是 -4，而不是 -3。有点特别，但规则是一致的。
% 返回余数，用来判断“这个数是不是偶数”（n % 2 == 0）或者在固定范围内循环都很方便。

浮点数和它著名的陷阱

浮点数天生就不完美。它们以二进制存储，而二进制无法精确表示大多数十进制小数。教科书式的例子：

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

第一行打印 0.30000000000000004。第二行打印 False。所有遵循 IEEE 754 标准的语言（Python、JavaScript、Java、C）都是这样。这不是 Python 的 bug。

在实际使用中，这意味着两件事：

不要用 == 比较浮点数。如果你需要“足够接近”，请使用 math.isclose(a, b)，或者检查 abs(a - b) < some_tolerance 是否成立。
涉及金额时，请使用 decimal.Decimal。标准库的 decimal 模块提供精确的十进制运算，不会出现 0.1 + 0.2 这样的意外。它比 float 慢，所以不是默认选项，但处理货币时它才是正确的选择。

from decimal import Decimal

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

数字类型之间的转换

Python 不会悄悄地把整数转换成字符串，也不会把字符串转换成数字。你需要显式地进行转换：

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

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

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

无效的转换会抛出 ValueError：

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

错误信息直截了当，很容易据此处理。清理输入，或者捕获这个异常。

深入一点看布尔值

True 和 False 是两个布尔值，拼写必须完全一样，首字母大写。大多数比较都会产生其中之一：

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

布尔运算符是 and、or 和 not，用英文单词而不是符号来写：

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

有一个值得了解的细节：and 和 or 不一定返回 True 或 False，它们返回的是决定表达式结果的那个值。0 or "fallback" 返回 "fallback"；5 and 10 返回 10。这让你可以写出 name = user_input or "anonymous" 这样简短的默认值，而当某个布尔判断给出了意料之外的类型时，理解这一点也很有帮助。

真值与假值

当你在 if 或 while 这样的布尔上下文中使用值时，Python 会把很多值当作“偏真”或“偏假”。假值有：

False
0、0.0
None
空容器：""、[]、{}、set()、()

其他一切都是真值。这让你能写出更自然的判断：

name = ""

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

把 if name: 读作“如果 name 里有内容”。这比 if name != "": 清爽得多。只是对数字要小心：if count: 会把 0 当作“跳过”，这通常是你想要的，但并不总是。如果零是合法的值，请改用 if count is not None:。

布尔值的算术运算

因为布尔值本身就是整数，所以你可以对它们做算术运算：

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

这个技巧用得很多，值得记下来。如果你想统计列表中有多少元素通过了某个测试，就对一个返回布尔值的生成器求和：

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

实用要点

整数永远不会溢出，放心使用。
/ 返回浮点数；想要整数除法时用 //。
不要用 == 比较浮点数；请带容差比较，涉及金额时使用 Decimal。
真值让条件读起来更自然，只要记住 0 和空字符串是假值。

下一步：输入与打印，这两个工具能让你的脚本从沉默的程序变成可以对话的程序。

常见问题

Python 中 int 和 float 有什么区别？

int 是没有小数点的整数；float 是带小数点的数。Python 的整数可以任意大，不会溢出。浮点数遵循标准的 IEEE 754 规则，这意味着在做十进制运算时可能会损失一点点精度。

为什么在 Python 中 0.1 + 0.2 不等于 0.3？

因为二进制浮点数无法精确表示大多数十进制小数。0.1 + 0.2 的结果是 0.30000000000000004。这不是 Python 的 bug，所有使用 IEEE 754 浮点数的语言都是这样。如果需要精确的十进制运算，请使用 decimal 模块。

Python 中的真值和假值是什么？

在布尔上下文中，Python 会把很多值当作真或假，即使它们并不是字面意义上的 True 或 False。零、空字符串、空列表、空字典和 None 是假值；大多数其他值是真值。if my_list: 可以读作“如果列表里有东西”。

Python 数字与布尔值：int、float、bool 与算术运算