Python math 模块
Python math 模块提供了大量常用数学函数,可用于完成:
- 三角函数计算(sin / cos / tan)
- 对数与指数运算(log / exp / pow)
- 取整与舍入(ceil / floor / trunc)
- 组合排列与阶乘(comb / perm / factorial)
- 距离与几何计算(dist / hypot / sqrt)
它是 Python 进行数学运算最常用的标准库之一。
就需要借助 math 模块完成。
math 模块下的函数,返回值均为浮点数,除非另有明确说明。
如果你需要计算复数,请使用 cmath 模块中的同名函数。
要使用 math 函数必须先导入:
import math
查看 math 模块中的内容:
>>> import math
>>> dir(math)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'nextafter', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc', 'ulp']
>>> dir(math)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'nextafter', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc', 'ulp']
为什么使用 math 模块?
虽然 Python 自带许多基本运算符(如 +、-、*、/),但对于更复杂的数学计算,例如:
- 开平方
- 三角函数
- 自然对数
- 浮点精度处理
Python math 模块使用示例
import math
print(math.sqrt(16)) # 4.0
print(math.pow(2, 3)) # 8.0
print(math.ceil(4.2)) # 5
print(math.floor(4.9)) # 4
print(math.sin(math.pi/2))# 1.0
print(math.sqrt(16)) # 4.0
print(math.pow(2, 3)) # 8.0
print(math.ceil(4.2)) # 5
print(math.floor(4.9)) # 4
print(math.sin(math.pi/2))# 1.0
输出结果为:
4.0 8.0 5 4 1.0
math 模块常量
| 常量 | 描述 |
|---|---|
| math.e | 返回欧拉数 (2.7182...) |
| math.inf | 返回正无穷大浮点数 |
| math.nan | 返回一个浮点值 NaN (not a number) |
| math.pi | π 一般指圆周率。 圆周率 PI (3.1415...) |
| math.tau | 数学常数 τ = 6.283185...,精确到可用精度。Tau 是一个圆周常数,等于 2π,圆的周长与半径之比。 |
math 模块函数
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| math.acos(x) | 返回 x 的反余弦,结果范围在 0 到 pi 之间。 |
| math.acosh(x) | 返回 x 的反双曲余弦值。 |
| math.asin(x) | 返回 x 的反正弦值,结果范围在 -pi/2 到 pi/2 之间。 |
| math.asinh(x) | 返回 x 的反双曲正弦值。 |
| math.atan(x) | 返回 x 的反正切值,结果范围在 -pi/2 到 pi/2 之间。 |
| math.atan2(y, x) | 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值,结果是在 -pi 和 pi 之间。 |
| math.atanh(x) | 返回 x 的反双曲正切值。 |
| math.ceil(x) | 将 x 向上舍入到最接近的整数 |
| math.comb(n, k) | 返回不重复且无顺序地从 n 项中选择 k 项的方式总数。 |
| math.copysign(x, y) | 返回一个基于 x 的绝对值和 y 的符号的浮点数。 |
| math.cos() | 返回 x 弧度的余弦值。 |
| math.cosh(x) | 返回 x 的双曲余弦值。 |
| math.degrees(x) | 将角度 x 从弧度转换为度数。 |
| math.dist(p, q) | 返回 p 与 q 两点之间的欧几里得距离,以一个坐标序列(或可迭代对象)的形式给出。 两个点必须具有相同的维度。 |
| math.erf(x) | 返回一个数的误差函数 |
| math.erfc(x) | 返回 x 处的互补误差函数 |
| math.exp(x) | 返回 e 的 x 次幂,Ex, 其中 e = 2.718281... 是自然对数的基数。 |
| math.expm1() | 返回 Ex - 1, e 的 x 次幂,Ex,其中 e = 2.718281... 是自然对数的基数。这通常比 math.e ** x 或 pow(math.e, x) 更精确。 |
| math.fabs(x) | 返回 x 的绝对值。 |
| 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.floor() | 将数字向下舍入到最接近的整数 |
| math.fmod(x, y) | 返回 x/y 的余数 |
| math.frexp(x) | 以 (m, e) 对的形式返回 x 的尾数和指数。 m 是一个浮点数, e 是一个整数,正好是 x == m * 2**e 。 如果 x 为零,则返回 (0.0, 0) ,否则返回 0.5 <= abs(m) < 1 。 |
| math.fsum(iterable) | 返回可迭代对象 (元组, 数组, 列表, 等)中的元素总和,是浮点值。 |
| math.gamma(x) | 返回 x 处的伽马函数值。 |
| math.gcd() | 返回给定的整数参数的最大公约数。 |
| math.hypot() | 返回欧几里得范数,sqrt(sum(x**2 for x in coordinates))。 这是从原点到坐标给定点的向量长度。 |
| math.isclose(a,b) | 检查两个值是否彼此接近,若 a 和 b 的值比较接近则返回 True,否则返回 False。。 |
| math.isfinite(x) | 判断 x 是否有限,如果 x 既不是无穷大也不是 NaN,则返回 True ,否则返回 False 。 |
| math.isinf(x) | 判断 x 是否是无穷大,如果 x 是正或负无穷大,则返回 True ,否则返回 False 。 |
| math.isnan() | 判断数字是否为 NaN,如果 x 是 NaN(不是数字),则返回 True ,否则返回 False 。 |
| math.isqrt() | 将平方根数向下舍入到最接近的整数 |
| math.ldexp(x, i) | 返回 x * (2**i) 。 这基本上是函数 math.frexp() 的反函数。 |
| math.lgamma() | 返回伽玛函数在 x 绝对值的自然对数。 |
| math.log(x[, base]) | 使用一个参数,返回 x 的自然对数(底为 e )。 |
| math.log10(x) | 返回 x 底为 10 的对数。 |
| math.log1p(x) | 返回 1+x 的自然对数(以 e 为底)。 |
| math.log2(x) | 返回 x 以 2 为底的对数 |
| math.perm(n, k=None) | 返回不重复且有顺序地从 n 项中选择 k 项的方式总数。 |
| math.pow(x, y) | 将返回 x 的 y 次幂。 |
| math.prod(iterable) | 计算可迭代对象中所有元素的积。 |
| math.radians(x) | 将角度 x 从度数转换为弧度。 |
| math.remainder(x, y) | 返回 IEEE 754 风格的 x 除于 y 的余数。 |
| math.sin(x) | 返回 x 弧度的正弦值。 |
| math.sinh(x) | 返回 x 的双曲正弦值。 |
| math.sqrt(x) | 返回 x 的平方根。 |
| math.tan(x) | 返回 x 弧度的正切值。 |
| math.tanh(x) | 返回 x 的双曲正切值。 |
| math.trunc(x) | 返回 x 截断整数的部分,即返回整数部分,删除小数部分 |
| math.cbrt(x) | 返回 x 的立方根。 |
| math.exp2(x) | 返回 2 的 x 次幂,即 2**x。 |
| math.lcm(*integers) | 返回多个整数的最小公倍数。 |
| math.modf(x) | 返回 x 的小数部分和整数部分,结果为元组 (fractional, integer)。 |
| math.nextafter(x, y[, steps]) | 返回从 x 朝 y 方向前进指定浮点步数后的值。 |
| math.sumprod(p, q) | 返回两个可迭代对象对应元素乘积之和。 |
| math.ulp(x) | 返回 x 的最小有效浮点单位(Unit in the Last Place)。 |
版本兼容说明
以下函数为 Python 3.8+ / 3.9+ / 3.11+ 新增:
math.comb():Python 3.8+math.perm():Python 3.8+math.lcm():Python 3.9+math.cbrt():Python 3.11+math.exp2():Python 3.11+math.sumprod():Python 3.12+