python math模块基础操作介绍

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Python的math模块提供了三角函数，对数等运算，今天我们就来讲一下这个模块。这里只讲解模块操作，对一些数学知识方面的就不做介绍了。

在Python中使用 math 模块之前，需先导入。直接用import math就行。

Math模块主要提供了这些功能：1、数学常量。2、基础数值计算函数。3、三角函数。4、对数和指数函数。5、其他函数

Math里最常用的基础常量有两个，一个是圆周率pi，值约为3.9793。另一个是自然常数e，值约为2.9045。

其他不太常用的特殊常量还有math.tau，值为 2*pi。math.inf ：表示正无穷大，前面加个负号就是负无穷大。

math.nan ：表示非数，用于表示未定义的运算结果。

数值计算函数

Math的基础数值计算函数有：

math.sqrt(x) ：计算 x 的平方根。这里x必须是非负实数，否则抛出 ValueError 异常。所以在实际使用时，要提前判断x是否为非负实数。

print(math.sqrt(25)) # 输出：5.0

# print(math.sqrt(-4)) # 报错：ValueError

math.pow(x, y) ：返回 x 的 y 次幂， x 和 y 可为整数或浮点数。当y为0到1之间的小数时，相当于开方。比如math.pow(2, 0.5) 可计算平方根。

print(math.pow(2, 3)) # 2³=8.0

print(math.pow(2, 0.5)) # 平方根≈1.4142

在使用时要注意，当x为0时，y不能为负数。 或者当x为负数时，y不能为小数。否则就会出错。

math.fabs(x) ：返回 x 的绝对值，与Python内置 abs() 功能类似，但 math.fabs() 始终返回浮点数， abs() 返回类型与输入一致。如 math.fabs(-3) 结果为 3.0 ， abs(负3) 结果为 3 。在进行数值比较或计算误差时，需根据具体需求选择合适的绝对值函数。

print(math.fabs(-3)) # 输出：3.0

print(abs(-3)) # 输出：3（内置函数，返回整数）

math.ceil(x) ：向上取整，返回大于或等于 x 的最小整数。如 math.ceil(3.9) 结果为 4 ， math.ceil(-2.9) 结果为 -2 。在处理分页、资源分配等问题时，该函数十分有用，例如计算需要的页面数量，若总数据量为 n ，每页显示 m 条数据，则 math.ceil(n / m) 可得到所需页面数。

print(math.ceil(3.1)) # 4.0

print(math.ceil(-2.9)) # -2.0（向正无穷取整）

math.floor(x) ：向下取整，返回小于或等于 x 的最大整数。如 math.floor(3.9) 结果为 3 ， math.floor(-3.9) 结果为 -4 。常用于计算折扣价格、舍去小数部分等场景。

print(math.floor(3.9)) # 3.0

print(math.floor(-2.1)) # -3.0（向负无穷取整）

math.trunc(x) ：截取 x 整数部分，直接去掉小数部分。如 math.trunc(3.9) 结果为 3 ， math.trunc(-3.9) 结果为 -3 。

print(math.trunc(3.9)) # 3

print(math.trunc(-2.9)) # -2

7. math.modf(x) ：将浮点数 x 拆分为小数和整数部分，返回包含两个元素的元组，两部分符号与 x 相同。如 math.modf(-3.9) 返回 (-0.9, -3.0) 。由于用二进制来表示十进制的浮点数会有精度损失，所以得到的小数可能会有点偏差。

decimal, integer = math.modf(-3.9)

print(decimal, integer) # 输出：(-0.9, -3.0)

三角函数

math.sin(x) ：正弦函数。math.cos(x)，余弦函数，math.tan(x) 正切函数。这些使用都很方便，但是要注意，math 模块中三角函数的参数和返回值默认使用弧度制，使用角度制时需先转换（转换公式为： 弧度 = 角度 * math.pi / 180 ），或者用math. radians(x)函数转换。比如要计算30度正弦值，需先将30度转换为弧度 30 * math.pi / 180 ，再调用 math.sin() 。

print(math.sin(math.pi/2)) # sin(90°)=1.0

其他还有 math.asin(x) ：反正弦函数，math.acos(x) ：反余弦函数，math.atan(x) ：反正切函数，math.atan2(y, x) ：根据 y 和 x 坐标值计算反正切值。

print(math.asin(0.5)) # 30°对应的弧度≈0.5236

print(math.atan2(1, 1)) # 45°对应的弧度≈0.7854

对数和指数函数

math.exp(x) ：计算自然常数 e 的 x 次幂。

print(math.exp(1)) # e¹≈2.71828

print(math.exp(2)) # e²≈7.3891

math.log(x, base) ：计算 x 的对数。单参数时计算自然对数；传入 x 和 base ，则计算以 base 为底的对数。如 math.log(8, 2) 计算以2为底8的对数。

print(math.log(math.e)) # 1.0

print(math.log(8, 2)) # 以2为底8的对数=3.0

math.log10(x) ：计算以10为底的常用对数，等价于 math.log(x, 10) 。

math.log2(x) ：计算以2为底的对数， 等价于 math.log(x, 2)

其他函数

math.degrees(x) ：将弧度值 x 转换为角度值，公式为 角度 = 弧度 * 180 / math.pi 。

radians = math.pi

degrees = math.degrees(radians) # π弧度=180°

print(degrees) # 180.0

math.radians(x) ：将角度值 x 转换为弧度值。公式为： 弧度 = 角度 * math.pi / 180

math.gamma(x) ：计算 x 的伽马函数值，在数学分析等领域有重要应用。伽马函数是阶乘在实数和复数域上的扩展，在概率论、统计学等学科中用于计算概率分布、积分等。

math.lgamma(x) ：返回 x 的伽马函数的自然对数。在需要避免数值溢出的计算中，使用 math.lgamma(x) 比直接计算 math.gamma(x) 后再取对数更高效和准确。

print(math.gamma(5)) # 4! = 24.0（伽马函数Γ(n)=(n-1)!）

print(math.lgamma(5)) # ln(24)≈3.1781

好了，关于math模块的介绍就到这里，还有什么遗漏要补充的欢迎在评论区留言。