2.5　相關標準庫

2.5.1　math模塊

標準庫中的math模塊提供了大量的數學函數。通過這些函數，我們可以執行豐富的數學運算。值得注意的是該模塊中的函數均不適用于復數運算。

標準庫中的模塊，以如下格式使用：

import模塊名

引入math庫即為import math

對模塊中函數的相關使用方法進行查詢，可以通過如下語句：

help（模塊名.函數名）

Python中math模塊的常用函數、常量如下：

ceil（x）:取大于等于x的最小的整數值，如果x是一個整數，則返回x。

    >>> math.ceil (3.4) 
    4
    >>> math.ceil (-3.6) 
    -3

copysign（x，y）:返回由y的符號、x的絕對值構成的浮點數。

    >>> math.copysign (-3, 4) 
    3.0
    >>> math.copysign (3, -4) 
    -3.0
    >>> math.copysign (3, 0) 
    3.0

pi:數字常量，圓周率。

    >>> math.pi
    3.141592653589793

sin（x），cos（x），asin（x），acos（x）:求x的正弦，余弦，反正弦，反余弦值，x必須是弧度值。

    >>> math.cos (math.pi/6) 
    0.8660254037844387

tan（x），atan（x）：求x（x為弧度值）的正切值，反正切值。

     >>> math.tan (math.pi/6) 
    0.5773502691896257

sqrt（x）:求x的平方根。

    math.sqrt (2) 
    1.4142135623730951

trunc（x）:返回x的整數部分。

    >>> math.trunc (3.567) 
    3

degrees（x）:把x從弧度轉換成角度。

    >>> math.degrees (math.pi) 
    180.0

e:表示數學常量e。

    >>> math.e
    2.718281828459045

exp（x）:返回math.e的x次方。

    >>> math.exp (3) 
    20.085536923187668

expm1（x）:返回math.e的x次方的值減1。

    >>> math.expm1 (3) 
    19.085536923187668

fabs（x）:返回x的絕對值。

    >>> math.fabs (-3.5) 
    3.5

factorial（x）:取x的階乘的值。

    >>> math.factorial (5) 
    120

floor:取小于等于x的最大的整數值，如果x是一個整數，則返回自身。

    >>> math.floor (3.5) 
    3
    >>> math.floor (4.5) 
    4
    >>> math.floor (4) 
    4
    >>> math.floor (-3.5) 
    -4

trunc（x）:返回x的整數部分

    >>> math.trunc (3.567) 
    3

fmod（x，y）:得到x/y的余數，其值是一個浮點數。

    >>> math.fmod (10, 3) 
    1.0

fsum（x）:對迭代器里的每個元素進行求和操作。

    >>>math.fsum ( [1, 2, 3, 4, 5] ) 
    15.0

gcd（x，y）:返回x和y的最大公約數。

    >>> math.gcd (35, 75) 
    5

isnan（x）:如果x不是數字則返回True，否則返回False。

    >>> math.isnan (4.45) 
    False

log（x［，base］）:返回x的自然對數，默認以e為底數，base參數給定時，則以給定的base為底數。

    >>> math.log (2, 3) 
    0.6309297535714574

log10（x）:返回x的以10為底的對數。

    >>>math.log10 (5) 
    0.6989700043360189

log2（x）:返回x的基數2的對數。

    >>> math.log2 (16) 
    4.0

modf（x）:返回由x的小數部分和整數部分組成的元組。

    >>> math.modf (3.45) 
    (0.4500000000000002, 3.0)

pow（x，y）:返回x的y次方，即x**y。

    >>> math.pow (3, 4) 
    81.0

radians（x）:把角度x轉換成弧度。

    >>> math.radians (90) 
    1.5707963267948966

2.5.2　random模塊

random模塊提供了生成隨機數、將序列元素順序隨機化等功能。

引入random模塊的方法如下：

    import random

下面對該模塊中的常用函數介紹如下：

random( ):用于生成一個［0，1）之間的隨機數，包含0，但不包含1。

    >>> random.random ( ) 
    0.18179685450755578

uniform（a，b）:用于生成一個指定范圍內的隨機浮點數，兩個參數其中一個是上限，一個是下限。如果a > b，則生成的隨機數n: a ≤n≤b。如果a <b，則b ≤n ≤a。

    >>> random.uniform (1, 10) 
    4.6962412897308825
    >>> random.uniform (10, 1) 
    1.4117853360456198

randint（a，b）: 用于生成一個指定范圍內的整數。其中參數a是下限，參數b是上限，生成的隨機數n: a <= n <= b。

    >>> random.randint (1, 100) 
    22

choice（sequence）:從序列中獲取一個隨機元素。其函數原型為：random.choice（sequence）。

參數sequence表示一個序列。這里要說明一下：序列在Python中不是一種特定的類型，而是泛指一系列的類型。列表、元組、字符串都屬于序列。

    >>> random.choice ( [1, 12, 45, 36, 53] ) 
    36
    >>> random.choice (range (10, 30, 2) ) 
    10

randrange（［start］，stop［，step］）:從指定范圍內，按指定基數遞增的集合中，獲取一個隨機數。

    >>> random.randrange (10, 30, 2) 
    12
    >>> random.randrange (10, 30, 2) 
    28

random.randrange（10，30，2），結果相當于從［10，12，14，16，... 26，28］序列中獲取一個隨機數。

random.randrange（10，30，2）在結果上與random.choice（range（10，30，2））等效。

shuffle（x［，random］）:用于將一個列表中的元素打亂，即將列表內的元素隨機排列。

    >>> a= [2, 4, 6, 8, 10] 
    >>> random.shuffle (a) 
    >>> print (a) 
    [6, 8, 2, 10, 4]

sample（sequence，k）:從指定序列中隨機獲取指定長度的子序列并隨機排列。

注意：sample函數不會修改原有序列。

    >>> a= [2, 4, 6, 8, 10] 
    >>> print (random.sample (a, 4) ) 
    [2, 6, 8, 4]
    >>> print (a) 
    [2, 4, 6, 8, 10]