انواع داده های عددی در پایتون – با مثال های کاربردی و تمرین

انواع داده‌های عددی در پایتون

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند و ساده است که از انواع مختلف داده‌های عددی پشتیبانی می‌کند. این داده‌ها شامل اعداد صحیح (Integer)، اعداد اعشاری (Float)، اعداد مختلط (Complex) و اعداد بولی (Boolean) می‌شود. در ادامه به بررسی هر نوع داده همراه با مثال‌های کاربردی می‌پردازیم.

1. اعداد صحیح (Integer)

اعداد صحیح در پایتون، اعدادی بدون بخش اعشاری هستند و می‌توانند مثبت، منفی یا صفر باشند.

ویژگی‌ها:

• بدون محدودیت در طول عدد (بسته به حافظه سیستم).
• نوع داده‌ای پیش‌فرض برای اعداد بدون اعشار.

مثال‌ها:

x = 10       # عدد صحیح مثبت
y = -5       # عدد صحیح منفی
z = 0        # صفر

print(type(x))  # خروجی: <class 'int'>

عملیات‌ها:

می‌توانید عملیات‌های ریاضی مختلفی روی اعداد صحیح انجام دهید:

a = 15
b = 4

print(a + b)  # جمع: 19
print(a - b)  # تفریق: 11
print(a * b)  # ضرب: 60
print(a // b) # تقسیم صحیح: 3
print(a % b)  # باقی‌مانده: 3
print(a ** b) # توان: 50625

2. اعداد اعشاری (Float)

اعداد اعشاری، اعدادی هستند که دارای بخش کسری هستند و با نقطه اعشار (.) نمایش داده می‌شوند.

ویژگی‌ها:

• دقت تا 15 رقم اعشار.
• مناسب برای محاسباتی که به دقت بالا نیاز دارند.

مثال‌ها:

pi = 3.14159    # عدد اعشاری
g = -9.81       # عدد اعشاری منفی
zero = 0.0      # صفر اعشاری

print(type(pi))  # خروجی: <class 'float'>

عملیات‌ها:

همانند اعداد صحیح، می‌توان عملیات‌های ریاضی مختلف را روی اعداد اعشاری انجام داد:

x = 5.5
y = 2.2

print(x + y)  # جمع: 7.7
print(x / y)  # تقسیم: 2.5

تبدیل اعداد:

می‌توانید اعداد صحیح را به اعشاری و بالعکس تبدیل کنید:

a = 10       # عدد صحیح
b = float(a) # تبدیل به اعشاری

c = 3.14     # عدد اعشاری
d = int(c)   # تبدیل به صحیح (بخش اعشار حذف می‌شود)

print(b)  # خروجی: 10.0
print(d)  # خروجی: 3

3. اعداد مختلط (Complex)

اعداد مختلط شامل یک بخش حقیقی و یک بخش موهومی هستند و در پایتون با j به‌عنوان واحد موهومی نمایش داده می‌شوند.

ویژگی‌ها:

• مناسب برای مسائل ریاضی و مهندسی.
• به صورت a + bj تعریف می‌شوند.

مثال‌ها:

z1 = 2 + 3j   # عدد مختلط
z2 = -1 - 2j  # عدد مختلط منفی

print(type(z1))  # خروجی: <class 'complex'>

دسترسی به بخش‌های عدد مختلط:

z = 4 + 5j
print(z.real)  # بخش حقیقی: 4.0
print(z.imag)  # بخش موهومی: 5.0

عملیات‌ها:

z1 = 1 + 2j
z2 = 2 - 3j

print(z1 + z2)  # جمع: (3-1j)
print(z1 * z2)  # ضرب: (8+1j)

4. اعداد بولی (Boolean)

اعداد بولی فقط دو مقدار True و False دارند و زیرمجموعه‌ای از اعداد صحیح محسوب می‌شوند:

• مقدار True برابر با عدد 1.
• مقدار False برابر با عدد 0.

مثال‌ها:

a = True
b = False

print(type(a))  # خروجی: <class 'bool'>

# محاسبات بولی
print(a + b)    # خروجی: 1
print(a * b)    # خروجی: 0

مقایسه انواع داده‌ها

می‌توانید نوع داده‌ها را با استفاده از type() بررسی کنید:

x = 5         # Integer
y = 3.14      # Float
z = 1 + 2j    # Complex
b = True      # Boolean

print(type(x))  # <class 'int'>
print(type(y))  # <class 'float'>
print(type(z))  # <class 'complex'>
print(type(b))  # <class 'bool'>

تبدیل بین انواع داده‌ها

پایتون ابزارهای قدرتمندی برای تبدیل انواع داده‌های عددی فراهم می‌کند.

مثال‌ها:

# تبدیل عدد صحیح به اعشاری
x = 10
y = float(x)  # خروجی: 10.0

# تبدیل اعشاری به صحیح
z = 3.9
w = int(z)    # خروجی: 3

# تبدیل به عدد مختلط
a = 7
b = complex(a)  # خروجی: (7+0j)

نکات کاربردی

1. برای محاسبات دقیق‌تر اعشاری می‌توانید از ماژول decimal استفاده کنید.
2. برای کار با اعداد بزرگتر از محدودیت اعشاری، از ماژول fractions استفاده کنید.

مثال از ماژول decimal:

from decimal import Decimal

a = Decimal('0.1')
b = Decimal('0.2')
print(a + b)  # دقیق‌تر از محاسبات float

مثال از ماژول fractions:

from fractions import Fraction

frac = Fraction(1, 3)  # یک سوم
print(frac)            # خروجی: 1/3

نتیجه‌گیری

انواع داده‌های عددی در پایتون انعطاف‌پذیری بالایی برای حل مسائل مختلف فراهم می‌کنند. با استفاده از این داده‌ها و ماژول‌های مرتبط می‌توانید محاسبات عددی پیچیده‌ای انجام دهید.