Python 数字运算必学：类型转换、优先级规则与常见陷阱避坑指南

今天我们要学习 Python 中最基础也是最实用的技能——处理数字。有了这些知识，我们就能用 Python 制作各种实用的计算器了。

认识 Python 中的数字类型

在 Python 的世界里，数字主要分为两大类：整数和浮点数。

整数 (int)

整数就是我们日常生活中的正整数、负整数和 0。在 Python 中，整数的表示非常直观：

age = 25temperature = -10score = 0population = 1400000000

Python 的整数没有大小限制，你想写多大就能写多大。这在处理大数据时非常方便。

浮点数 (float)

浮点数就是带小数点的数字，用来表示更精确的数值：

height = 1.75price = 99.99pi = 3.14159temperature = -5.5

需要注意的是，浮点数在计算机中的存储方式可能导致一些精度问题。比如：

result = 0.1 + 0.2print(result)  # 输出 0.30000000000000004

这不是 Bug，而是计算机存储浮点数的特性。在日常使用中，这点误差通常可以忽略不计。

基本运算符：Python 的计算魔法

Python 提供了丰富的运算符，让我们可以对数字进行各种操作。

算术运算符

# 加法result = 10 + 5  # 15# 减法result = 10 - 5  # 5# 乘法result = 10 * 5  # 50# 除法 (结果总是浮点数)result = 10 / 5  # 2.0result = 10 / 3  # 3.3333333333333335# 整除 (只保留整数部分)result = 10 // 3  # 3# 取余 (求余数)result = 10 % 3  # 1# 幂运算result = 2 ** 3  # 8 (2的3次方)

运算符的优先级

就像数学中一样，Python 的运算也有优先级：

1. 1. 括号 ()
2. 2. 幂运算 **
3. 3. 乘法 *、除法 /、整除 //、取余 %
4. 4. 加法 +、减法 -

result = 2 + 3 * 4      # 14 (先乘后加)result = (2 + 3) * 4    # 20 (括号优先)result = 2 ** 3 * 2     # 16 (先幂运算后乘法)

实战案例：BMI 计算器

Body Mass Index (BMI) 是衡量体重是否标准的常用指标。计算公式是：

BMI = 体重 (kg) / 身高 (m) 的平方

让我们用 Python 实现一个 BMI 计算器：

# BMI 计算器print("=== BMI 计算器 ===")# 获取用户输入weight = float(input("请输入您的体重 (kg)："))height = float(input("请输入您的身高 (m)："))# 计算 BMIbmi = weight / (height ** 2)# 输出结果 (保留2位小数。此处是 f-string 方法，后面会详细介绍，为字符串展示的问题，“保留几位小数”是数值处理的问题，通常使用 round 方法)print(f"您的 BMI 指数是：{bmi:.2f}")# 判断体重状况（可以类比 Shell 中的 if 语句的含义）if bmi < 18.5:    print("您的体重偏轻")elif bmi < 24:    print("您的体重正常")elif bmi < 28:    print("您的体重偏重")else:    print("您需要注意体重管理")

运行效果：

=== BMI 计算器 ===请输入您的体重 (kg)：70请输入您的身高 (m)：1.75您的 BMI 指数是：22.86您的体重正常

实战案例：房贷计算器

买房是人生大事，了解每月还款金额很重要。我们来制作一个等额本息房贷计算器。

等额本息月供计算公式：月供 = 贷款本金 × 月利率 × (1 + 月利率)^还款月数 / [(1 + 月利率)^还款月数 - 1]

# 房贷计算器print("=== 房贷计算器 (等额本息) ===")# 获取用户输入loan_amount = float(input("请输入贷款总额 (万元)：")) * 10000annual_rate = float(input("请输入年利率 (%)：")) / 100years = int(input("请输入贷款年限 (年)："))# 计算月利率和还款月数monthly_rate = annual_rate / 12months = years * 12# 计算月供if monthly_rate == 0:    monthly_payment = loan_amount / monthselse:    monthly_payment = loan_amount * monthly_rate * (1 + monthly_rate) ** months / ((1 + monthly_rate) ** months - 1)# 计算总还款额和利息total_payment = monthly_payment * monthstotal_interest = total_payment - loan_amount# 输出结果print(f"\n--- 计算结果 ---")print(f"贷款总额：{loan_amount:,.2f} 元")print(f"月供金额：{monthly_payment:,.2f} 元")print(f"还款总额：{total_payment:,.2f} 元")print(f"支付利息：{total_interest:,.2f} 元")

运行效果：

=== 房贷计算器 (等额本息) ===请输入贷款总额 (万元)：100请输入年利率 (%)：4.9请输入贷款年限 (年)：30--- 计算结果 ---贷款总额：1，000，000.00 元月供金额：5，307.27 元还款总额：1，910，616.19 元支付利息：910，616.19 元

获取用户输入：input() 函数

在上面的案例中，我们使用了 input() 函数来获取用户输入。

基本用法

name = input("请输入您的姓名：")print(f"你好，{name}！")

input() 函数会暂停程序，等待用户输入并按回车键。需要注意的是：input() 函数返回的永远是字符串类型。

处理数字输入

如果需要获取数字，必须进行类型转换：

# 错误示范age = input("请输入您的年龄：")next_year_age = age + 1  # 报错！不能对字符串进行加法运算# 正确做法age = int(input("请输入您的年龄："))next_year_age = age + 1print(f"明年您就 {next_year_age} 岁了")

类型转换：数字的变身术

在 Python 中，我们经常需要在不同的数据类型之间进行转换。

常用转换函数

# 转换为整数x = int(3.14)      # 3 (直接截断小数部分)y = int("100")     # 100z = int("3.14")    # 报错！不能直接转换带小数点的字符串# 转换为浮点数a = float(10)      # 10.0b = float("3.14")  # 3.14# 转换为字符串c = str(100)       # "100"d = str(3.14)      # "3.14"

类型转换的实际应用

# 价格计算器print("=== 商品价格计算器 ===")unit_price = float(input("请输入单价："))quantity = int(input("请输入数量："))discount = float(input("请输入折扣 (0.8表示8折)："))# 计算总价total = unit_price * quantity * discountprint(f"\n原价：{unit_price * quantity:.2f} 元")print(f"折后价：{total:.2f} 元")print(f"节省：{unit_price * quantity - total:.2f} 元")

类型查看

如果不确定某个变量的类型，可以使用 type() 函数：

x = 10y = 3.14z = "hello"print(type(x))  # <class 'int'>print(type(y))  # <class 'float'>print(type(z))  # <class 'str'>

常见陷阱与注意事项

除以零

result = 10 / 0  # ZeroDivisionError: division by zero

在进行除法运算前，要确保除数不为 0。

类型转换失败

age = int("abc")  # ValueError: invalid literal for int()

转换前要确保字符串的格式正确。可以使用 try-except 来处理异常：

try:    age = int(input("请输入年龄："))except ValueError:    print("输入格式错误，请输入数字！")

浮点数比较

# 不推荐if 0.1 + 0.2 == 0.3:    print("相等")# 推荐：使用误差范围if abs((0.1 + 0.2) - 0.3) < 0.0001:    print("相等")

练习题

学以致用，来做几道练习题吧：

1. 1. 温度转换器：编写程序，将摄氏度转换为华氏度 (公式：F = C × 9/5 + 32)
2. 2. 找零计算器：用户购物支付后，计算应找零多少钱
3. 3. 年龄计算器：输入出生年份，计算当前年龄
4. 4. 圆面积计算器：输入半径，计算圆的面积 (π 取 3.14159)
5. 5. 复利计算器：计算银行存款的复利收益

写在最后

今天我们学习了：

• • Python 中的两种数字类型：整数 (int) 和浮点数 (float)
• • 7 种基本算术运算符及其优先级
• • 使用 input() 函数获取用户输入
• • 数字类型之间的转换方法
• • 两个实用案例：BMI 计算器和房贷计算器

掌握了这些知识，我们就可以用 Python 制作各种实用的计算工具了。下一期我们将学习条件判断，敬请期待。