Введение
Добро пожаловать в будущее Метатрополия, сверхсовременный технологический город, где жизнь процветает за счет силы кода и робототехники. В Метатрополе ваша роль жителя-программиста собирается стать захватывающей! Город зовет своих опытных жителей помочь оптимизировать сеть распределения энергии. Для этого вам необходимо овладеть основными элементами программирования на Python, сосредоточившись в частности на числовых типах и операциях.
Энергетический совет города создал виртуальную лабораторию, где вы можете экспериментировать и развить мастерство в использовании числовых типов Python. Вашей миссией, если вы решите принять ее, будет написание эффективного кода на Python, способного выполнять сложные вычисления, конвертировать единицы энергии и балансировать энергосистему города с использованием чисел и математических операций.
Ваша цель - обеспечить непрерывный поток энергии во все уголки города, избежать отключений и обеспечить зеленое, эффективное распределение энергии. Готовьтесь к обработке чисел и используйте свои знания, чтобы внести свой вклад в блестящий будущий Метатрополия.
Основы типов чисел
В этом шаге вы познакомитесь с основными числовыми типами Python: целыми числами и числами с плавающей точкой. Напишем некоторый код для выполнения основных арифметических операций и посмотрим, как Python обрабатывает разные числовые типы.
Теперь добавьте следующий код в /home/labex/project/numeric_types.py:
## Основные арифметические операции
## Сложение
addition_result = 5 + 3
print("5 + 3 =", addition_result)
## Вычитание
subtraction_result = 10 - 2
print("10 - 2 =", subtraction_result)
## Умножение
multiplication_result = 7 * 3
print("7 * 3 =", multiplication_result)
## Деление (результат с плавающей точкой)
division_result = 15 / 3
print("15 / 3 =", division_result)
## Целочисленное деление (целый результат)
floor_division_result = 15 // 2
print("15 // 2 =", floor_division_result)
## Остаток от деления
modulus_result = 16 % 5
print("16 % 5 =", modulus_result)
## Возведение в степень
exponent_result = 2 ** 3
print("2 ** 3 =", exponent_result)
В скрипте выше мы выполняем сложение, вычитание, умножение и различные виды деления. Обратите внимание, как деление дает результат с плавающей точкой даже в том случае, когда оба операнда - целые числа.
Запустите свой код в терминале и изучите результаты:
python3 /home/labex/project/numeric_types.py
Ваш терминал должен показать:
5 + 3 = 8
10 - 2 = 8
7 * 3 = 21
15 / 3 = 5.0
15 // 2 = 7
16 % 5 = 1
2 ** 3 = 8
Работа с числами с плавающей точкой и приведением типов
Числа с плавающей точкой (floats) - это числа с десятичной точкой. Python автоматически преобразует целые числа в числа с плавающей точкой при смешанном арифметическом выражении, которое включает оба типа. В этом шаге вы также научитесь преобразовывать между целыми числами и числами с плавающей точкой, чтобы получить нужный числовой тип.
Добавьте следующий код в /home/labex/project/numeric_types.py после предыдущего кода:
## Работа с числами с плавающей точкой и приведением типов
## Смешивание целых чисел и чисел с плавающей точкой
mix_result = 10 + 3.14
print("10 + 3.14 =", mix_result)
## Преобразование целого числа в число с плавающей точкой
int_to_float = float(8)
print("float(8) =", int_to_float)
## Преобразование числа с плавающей точкой в целое число (заметьте, что это обрезает, а не округляет)
float_to_int = int(3.99)
print("int(3.99) =", float_to_int)
В этом коде вы увидите, как Python обрабатывает операции, включающие как целые числа, так и числа с плавающей точкой. При выполнении этого скрипта обратите внимание на преобразование, которое происходит от целого числа к числу с плавающей точкой и наоборот.
Запустите свой код в терминале и просмотрите выводы:
python3 numeric_types.py
Ваш терминал должен показать:
10 + 3.14 = 13.14
float(8) = 8.0
int(3.99) = 3
Комплексные числа и дополнительные операции
Python также поддерживает комплексные числа, которые имеют вид a + bj, где a - действительная часть, а b - мнимая часть. Давайте выполним некоторые операции с комплексными числами.
Добавьте следующий код в /home/labex/project/numeric_types.py:
## Работа с комплексными числами
## Создание комплексного числа
complex_number = 3 + 4j
print("Комплексное число:", complex_number)
## Доступ к действительной и мнимой частям
print("Действительная часть:", complex_number.real)
print("Мнимая часть:", complex_number.imag)
## Сопряженное комплексное число
print("Сопряженное:", complex_number.conjugate())
Данный код демонстрирует создание комплексного числа и доступ к его действительной и мнимой частям.
Запустите код:
python3 /home/labex/project/numeric_types.py
Ваш терминал должен показать:
Комплексное число: (3+4j)
Действительная часть: 3.0
Мнимая часть: 4.0
Сопряженное: (3-4j)
Резюме
В этом лабораторном задании вы отправились в путешествие по числовому миру Python. Начав с основ целых чисел и чисел с плавающей точкой, вы изучали арифметические операции, получали опыт в преобразовании типов и углублялись в область комплексных чисел.
По окончании этого лабораторного задания вы должны четко понять числовые типы Python и иметь уверенность в применении этих знаний в реальных приложениях.
Вы не только приобрели технические навыки, но и внесли свой вклад в прекрасный Метатрополь, обеспечив эффективный и устойчивый поток энергии. Отлично сделано! Продолжайте программировать для более яркого будущего!
