在 Python 程式設計中，整數 (int) 是一種基本且常用的資料型別，用於表示沒有小數點的數字。本文將深入探討 Python 整數的各個方面，包括定義、範圍、運算、型別轉換以及實際應用。
什麼是整數 (int)？
整數是指沒有小數部分的數字，可以是正數、負數或零。在 Python 中，整數屬於 int 型別。
# 整數範例
x = 10
y = -5
z = 0
print(type(x)) # 輸出: <class 'int'>
print(type(y)) # 輸出: <class 'int'>
print(type(z)) # 輸出: <class 'int'>
Python 整數的範圍
與某些程式語言 (例如 C/C++) 不同，Python 3 中的整數沒有固定的範圍限制。理論上，Python 整數可以表示任意大小的整數，只受限於可用記憶體的大小。
重要觀念: Python 2 有兩種整數型別：int (有範圍限制) 和 long (無限範圍)。但在 Python 3 中，這兩種型別合併為 int，並且沒有範圍限制。
整數的基本運算
Python 支援對整數進行各種數學運算：
- 加法 (
+): 兩個整數相加。 - 減法 (
-): 兩個整數相減。 - 乘法 (
*): 兩個整數相乘。 - 除法 (
/): 兩個整數相除，結果為浮點數 (即使可以整除)。 - 整數除法 (
//): 兩個整數相除，結果為整數 (捨去小數部分)。 - 取餘數 (
%): 得到兩個整數相除的餘數。 - 次方 (
**): 計算一個整數的冪次方。
a = 10
b = 3
print(a + b) # 輸出: 13
print(a - b) # 輸出: 7
print(a * b) # 輸出: 30
print(a / b) # 輸出: 3.3333333333333335 (浮點數)
print(a // b) # 輸出: 3 (整數)
print(a % b) # 輸出: 1 (餘數)
print(a ** b) # 輸出: 1000 (10 的 3 次方)
整數與其他型別的轉換
-
int(): 可以將其他型別(例如浮點數、字串)轉換為整數。 -
str(): 將整數轉成字串
# 將浮點數轉換為整數 (捨去小數)
float_num = 3.14
int_num = int(float_num)
print(int_num) # 輸出: 3
# 將字串轉換為整數 (字串內容必須是合法的整數)
str_num = "123"
int_num = int(str_num)
print(int_num) # 輸出: 123
# 將整數轉為字串
num = 456
str_num = str(num)
print(type(str_num)) # <class 'str'>
重要觀念: 如果轉換的字串不是合法的數字格式，會產生ValueError。
整數的應用
整數在程式設計中有廣泛的應用，例如：
- 計數： 計算迴圈的次數、元素的個數等。
- 索引： 存取串列、元組等有序資料結構中的元素。
- 數學運算： 進行各種數學計算。
- 狀態表示： 表示狀態 (例如，0 表示關閉，1 表示開啟)。
- 日期和時間： 時間戳記 (timestamp) 通常以整數表示。
# 計數
for i in range(5): # 迴圈執行 5 次
print(i)
# 索引
my_list = [10, 20, 30]
print(my_list[0]) # 輸出: 10
# 數學運算
result = (10 + 5) * 2 - 7 // 3
print(result)
總結
Python 的整數 (int) 型別是一種強大且靈活的資料型別，沒有範圍限制，支援各種數學運算，並可以與其他型別進行轉換。掌握整數的特性和用法，是 Python 程式設計的基礎。
