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math —- 數(shù)學(xué)函數(shù)
該模塊提供了對(duì)C標(biāo)準(zhǔn)定義的數(shù)學(xué)函數(shù)的訪問。
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這些函數(shù)不適用于復(fù)數(shù)；如果你需要計(jì)算復(fù)數(shù)，請(qǐng)使用 cmath 模塊中的同名函數(shù)。將支持計(jì)算復(fù)數(shù)的函數(shù)區(qū)分開的目的，來自于大多數(shù)開發(fā)者并不愿意像數(shù)學(xué)家一樣需要學(xué)習(xí)復(fù)數(shù)的概念。得到一個(gè)異常而不是一個(gè)復(fù)數(shù)結(jié)果使得開發(fā)者能夠更早地監(jiān)測(cè)到傳遞給這些函數(shù)的參數(shù)中包含復(fù)數(shù)，進(jìn)而調(diào)查其產(chǎn)生的原因。
該模塊提供了以下函數(shù)。除非另有明確說明，否則所有返回值均為浮點(diǎn)數(shù)。
數(shù)論與表示函數(shù)
math.ceil(x)
返回 x 的向上取整，即大于或等于 x 的最小的整數(shù)。如果 x 不是浮點(diǎn)數(shù)，委托給 x.__ceil__ ，它應(yīng)該返回一個(gè) Integral 的值。
math.comb(n, k)
返回不重復(fù)且無順序地從 n 項(xiàng)中選擇 k 項(xiàng)的方式總數(shù)。
當(dāng) k <= n 時(shí)取值為 n! / (k! * (n - k)!)；當(dāng) k > n 時(shí)取值為零。
Also called the binomial coefficient because it is equivalent to the coefficient of k-th term in polynomial expansion of (1 + x)?.
如果任一參數(shù)不為整數(shù)則會(huì)引發(fā) TypeError。 如果任一參數(shù)為負(fù)數(shù)則會(huì)引發(fā) ValueError。
3.8 新版功能.
math.copysign(x, y)
返回一個(gè)基于 x 的絕對(duì)值和 y 的符號(hào)的浮點(diǎn)數(shù)。在支持帶符號(hào)零的平臺(tái)上，copysign(1.0, -0.0) 返回 -1.0.
math.fabs(x)
返回 x 的絕對(duì)值。
math.factorial(n)
Return n factorial as an integer. Raises ValueError if n is not integral or is negative.
3.9 版后已移除: 接受具有整數(shù)值的浮點(diǎn)數(shù) (例如 5.0) 的行為已被棄用。
math.floor(x)
返回 x 的向下取整，小于或等于 x 的最大整數(shù)。如果 x 不是浮點(diǎn)數(shù)，則委托給 x.__floor__ ，它應(yīng)返回一個(gè) Integral 值。
math.fmod(x, y)
返回 fmod(x, y) ，由平臺(tái)C庫定義。請(qǐng)注意，python表達(dá)式 x % y 可能不會(huì)返回相同的結(jié)果。C標(biāo)準(zhǔn)的目的是 fmod(x, y) 完全（數(shù)學(xué)上；到無限精度）等于 x - n*y 對(duì)于某個(gè)整數(shù) n ，使得結(jié)果具有 與 x 相同的符號(hào)和小于 abs(y) 的幅度。Python的 x % y 返回帶有 y 符號(hào)的結(jié)果，并且可能不能完全計(jì)算浮點(diǎn)參數(shù)。 例如， fmod(-1e-100, 1e100) 是 -1e-100 ，但Python的 -1e-100 % 1e100 的結(jié)果是 1e100-1e-100 ，它不能完全表示為浮點(diǎn)數(shù)，并且取整為令人驚訝的 1e100 。 出于這個(gè)原因，函數(shù) fmod() 在使用浮點(diǎn)數(shù)時(shí)通常是首選，而Python的 x % y 在使用整數(shù)時(shí)是首選。
math.frexp(x)
以 (m, e) 對(duì)的形式返回 x 的尾數(shù)和指數(shù)。 m 是一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)， e 是一個(gè)整數(shù)，正好是 x == m * 2**e 。 如果 x 為零，則返回 (0.0, 0) ，否則返回 0.5 <= abs(m) < 1 。這用于以可移植方式“分離”浮點(diǎn)數(shù)的內(nèi)部表示。
math.fsum(iterable)
返回迭代中的精確浮點(diǎn)值。通過跟蹤多個(gè)中間部分和來避免精度損失:
>>> sum([.1, .1, .1, .1, .1, .1, .1, .1, .1, .1])0.9999999999999999>>> fsum([.1, .1, .1, .1, .1, .1, .1, .1, .1, .1])1.0
該算法的準(zhǔn)確性取決于IEEE-754算術(shù)保證和舍入模式為半偶的典型情況。在某些非Windows版本中，底層C庫使用擴(kuò)展精度添加，并且有時(shí)可能會(huì)使中間和加倍，導(dǎo)致它在最低有效位中關(guān)閉。
有關(guān)待進(jìn)一步討論和兩種替代方法，參見 ASPN cookbook recipes for accurate floating point summation。
math.gcd(\integers*)
返回給定的整數(shù)參數(shù)的最大公約數(shù)。 如果有一個(gè)參數(shù)非零，則返回值將是能同時(shí)整除所有參數(shù)的最大正整數(shù)。 如果所有參數(shù)為零，則返回值為 0。 不帶參數(shù)的 gcd() 返回 0。
3.5 新版功能.
在 3.9 版更改: 添加了對(duì)任意數(shù)量的參數(shù)的支持。 之前的版本只支持兩個(gè)參數(shù)。
math.isclose(a, b, **,rel_tol=1e-09,abs_tol=0.0*)
若 a 和 b 的值比較接近則返回 True，否則返回 False。
根據(jù)給定的絕對(duì)和相對(duì)容差確定兩個(gè)值是否被認(rèn)為是接近的。
rel_tol 是相對(duì)容差 —— 它是 a 和 b 之間允許的最大差值，相對(duì)于 a 或 b 的較大絕對(duì)值。例如，要設(shè)置5％的容差，請(qǐng)傳遞 rel_tol=0.05 。默認(rèn)容差為 1e-09，確保兩個(gè)值在大約9位十進(jìn)制數(shù)字內(nèi)相同。 rel_tol 必須大于零。
abs_tol 是最小絕對(duì)容差 —— 對(duì)于接近零的比較很有用。 abs_tol 必須至少為零。
如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生，結(jié)果將是： abs(a-b) <= max(rel_tol * max(abs(a), abs(b)), abs_tol) 。
IEEE 754特殊值 NaN ， inf 和 -inf 將根據(jù)IEEE規(guī)則處理。具體來說， NaN 不被認(rèn)為接近任何其他值，包括 NaN 。 inf 和 -inf 只被認(rèn)為接近自己。
3.5 新版功能.
參見
PEP 485 —— 用于測(cè)試近似相等的函數(shù)
math.isfinite(x)
如果 x 既不是無窮大也不是NaN，則返回 True ，否則返回 False 。 （注意 0.0 被認(rèn)為 是 有限的。）
3.2 新版功能.
math.isinf(x)
如果 x 是正或負(fù)無窮大，則返回 True ，否則返回 False 。
math.isnan(x)
如果 x 是 NaN（不是數(shù)字），則返回 True ，否則返回 False 。
math.isqrt(n)
返回非負(fù)整數(shù) n 的整數(shù)平方根。 這就是對(duì) n 的實(shí)際平方根向下取整，或者相當(dāng)于使得 a2 ≤ n 的最大整數(shù) a。
對(duì)于某些應(yīng)用來說，可以更適合取值為使得 n ≤ a2 的最小整數(shù) a ，或者換句話說就是 n 的實(shí)際平方根向上取整。 對(duì)于正數(shù) n，這可以使用 a = 1 + isqrt(n - 1) 來計(jì)算。
3.8 新版功能.
math.lcm(\integers*)
返回給定的整數(shù)參數(shù)的最小公倍數(shù)。 如果所有參數(shù)均非零，則返回值將是為所有參數(shù)的整數(shù)倍的最小正整數(shù)。 如果參數(shù)之一為零，則返回值為 0。 不帶參數(shù)的 lcm() 返回 1。
3.9 新版功能.
math.ldexp(x, i)
返回 x * (2**i) 。 這基本上是函數(shù) frexp() 的反函數(shù)。
math.modf(x)
返回 x 的小數(shù)和整數(shù)部分。兩個(gè)結(jié)果都帶有 x 的符號(hào)并且是浮點(diǎn)數(shù)。
math.nextafter(x, y)
返回 x 趨向于 y 的最接近的浮點(diǎn)數(shù)值。
如果 x 等于 y 則返回 y。
示例：
math.nextafter(x, math.inf)的方向朝上：趨向于正無窮。math.nextafter(x, -math.inf)的方向朝下：趨向于負(fù)無窮。math.nextafter(x, 0.0)趨向于零。math.nextafter(x, math.copysign(math.inf, x))趨向于零的反方向。
另請(qǐng)參閱 math.ulp()。
3.9 新版功能.
math.perm(n, k=None)
返回不重復(fù)且有順序地從 n 項(xiàng)中選擇 k 項(xiàng)的方式總數(shù)。
當(dāng) k <= n 時(shí)取值為 n! / (n - k)!；當(dāng) k > n 時(shí)取值為零。
如果 k 未指定或?yàn)?None，則 k 默認(rèn)值為 n 并且函數(shù)將返回 n!。
如果任一參數(shù)不為整數(shù)則會(huì)引發(fā) TypeError。 如果任一參數(shù)為負(fù)數(shù)則會(huì)引發(fā) ValueError。
3.8 新版功能.
math.prod(iterable, **,start=1*)
計(jì)算輸入的 iterable 中所有元素的積。 積的默認(rèn) start 值為 1。
當(dāng)可迭代對(duì)象為空時(shí)，返回起始值。 此函數(shù)特別針對(duì)數(shù)字值使用，并會(huì)拒絕非數(shù)字類型。
3.8 新版功能.
math.remainder(x, y)
返回 IEEE 754 風(fēng)格的 x 相對(duì)于 y 的余數(shù)。對(duì)于有限 x 和有限非零 y ，這是差異 x - n*y ，其中 n 是與商 x / y 的精確值最接近的整數(shù)。如果 x / y 恰好位于兩個(gè)連續(xù)整數(shù)之間，則將最接近的 偶數(shù) 用作 n 。 余數(shù) r = remainder(x, y) 因此總是滿足 abs(r) <= 0.5 * abs(y)。
特殊情況遵循IEEE 754：特別是 remainder(x, math.inf) 對(duì)于任何有限 x 都是 x ，而 remainder(x, 0) 和 remainder(math.inf, x) 引發(fā) ValueError 適用于任何非NaN的 x 。如果余數(shù)運(yùn)算的結(jié)果為零，則該零將具有與 x 相同的符號(hào)。
在使用IEEE 754二進(jìn)制浮點(diǎn)的平臺(tái)上，此操作的結(jié)果始終可以完全表示：不會(huì)引入舍入錯(cuò)誤。
3.7 新版功能.
math.trunc(x)
返回去除小數(shù)部分的 x ，只留下整數(shù)部分。 這樣就可以四舍五入到0了： trunc() 對(duì)于正的 x 相當(dāng)于 floor() ，對(duì)于負(fù)的 x 相當(dāng)于 ceil() 。如果 x 不是浮點(diǎn)數(shù)，委托給 x.__trunc__ ，它應(yīng)該返回一個(gè) Integral 值。
math.ulp(x)
返回浮點(diǎn)數(shù) x 的最小有效比特位的值:
如果 x 是 NaN (非數(shù)字)，則返回 x。
如果 x 為負(fù)數(shù)，則返回
ulp(-x)。如果 x 為正數(shù)，則返回 x。
如果 x 等于零，則返回 去正規(guī)化的 可表示最小正浮點(diǎn)數(shù) (小于 正規(guī)化的 最小正浮點(diǎn)數(shù) sys.float_info.min)。
如果 x 等于可表示最大正浮點(diǎn)數(shù)，則返回 x 的最低有效比特位的值，使得小于 x 的第一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)為
x - ulp(x)。在其他情況下 (x 是一個(gè)有限的正數(shù))，則返回 x 的最低有效比特位的值，使得大于 x 的第一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)為
x + ulp(x)。
ULP 即 “Unit in the Last Place” 的縮寫。
另請(qǐng)參閱 math.nextafter() 和 sys.float_info.epsilon。
3.9 新版功能.
注意 frexp() 和 modf() 具有與它們的C等價(jià)函數(shù)不同的調(diào)用/返回模式：它們采用單個(gè)參數(shù)并返回一對(duì)值，而不是通過 ‘輸出形參’ 返回它們的第二個(gè)返回參數(shù)（Python中沒有這樣的東西）。
對(duì)于 ceil() ， floor() 和 modf() 函數(shù)，請(qǐng)注意 所有 足夠大的浮點(diǎn)數(shù)都是精確整數(shù)。Python浮點(diǎn)數(shù)通常不超過53位的精度（與平臺(tái)C double類型相同），在這種情況下，任何浮點(diǎn) x 與 abs(x) >= 2**52 必然沒有小數(shù)位。
冪函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)
math.cbrt(x)
Return the cube root of x.
3.11 新版功能.
math.exp(x)
返回 e 次 x 冪，其中 e = 2.718281… 是自然對(duì)數(shù)的基數(shù)。這通常比 math.e ** x 或 pow(math.e, x) 更精確。
math.exp2(x)
Return 2 raised to the power x.
3.11 新版功能.
math.expm1(x)
返回 e 的 x 次冪，減1。這里 e 是自然對(duì)數(shù)的基數(shù)。對(duì)于小浮點(diǎn)數(shù) x ， exp(x) - 1 中的減法可能導(dǎo)致 significant loss of precision； expm1() 函數(shù)提供了一種將此數(shù)量計(jì)算為全精度的方法:
>>> from math import exp, expm1>>> exp(1e-5) - 1 # gives result accurate to 11 places1.0000050000069649e-05>>> expm1(1e-5) # result accurate to full precision1.0000050000166668e-05
3.2 新版功能.
math.log(x[, base])
使用一個(gè)參數(shù)，返回 x 的自然對(duì)數(shù)（底為 e ）。
使用兩個(gè)參數(shù)，返回給定的 base 的對(duì)數(shù) x ，計(jì)算為 log(x)/log(base) 。
math.log1p(x)
返回 1+x 的自然對(duì)數(shù)（以 e 為底）。 以對(duì)于接近零的 x 精確的方式計(jì)算結(jié)果。
math.log2(x)
返回 x 以2為底的對(duì)數(shù)。這通常比 log(x, 2) 更準(zhǔn)確。
3.3 新版功能.
參見
int.bit_length() 返回表示二進(jìn)制整數(shù)所需的位數(shù)，不包括符號(hào)和前導(dǎo)零。
math.log10(x)
返回 x 底為10的對(duì)數(shù)。這通常比 log(x, 10) 更準(zhǔn)確。
math.pow(x, y)
Return x raised to the power y. Exceptional cases follow the IEEE 754 standard as far as possible. In particular, pow(1.0, x) and pow(x, 0.0) always return 1.0, even when x is a zero or a NaN. If both x and y are finite, x is negative, and y is not an integer then pow(x, y) is undefined, and raises ValueError.
與內(nèi)置的 ** 運(yùn)算符不同， math.pow() 將其參數(shù)轉(zhuǎn)換為 float 類型。使用 ** 或內(nèi)置的 pow() 函數(shù)來計(jì)算精確的整數(shù)冪。
在 3.11 版更改: The special cases pow(0.0, -inf) and pow(-0.0, -inf) were changed to return inf instead of raising ValueError, for consistency with IEEE 754.
math.sqrt(x)
返回 x 的平方根。
三角函數(shù)
math.acos(x)
返回以弧度為單位的 x 的反余弦值。 結(jié)果范圍在 0 到 pi 之間。
math.asin(x)
返回以弧度為單位的 x 的反正弦值。 結(jié)果范圍在 -pi/2 到 pi/2 之間。
math.atan(x)
返回以弧度為單位的 x 的反正切值。 結(jié)果范圍在 -pi/2 到 pi/2 之間。.
math.atan2(y, x)
以弧度為單位返回 atan(y / x) 。結(jié)果是在 -pi 和 pi 之間。從原點(diǎn)到點(diǎn) (x, y) 的平面矢量使該角度與正X軸成正比。 atan2() 的點(diǎn)的兩個(gè)輸入的符號(hào)都是已知的，因此它可以計(jì)算角度的正確象限。 例如， atan(1) 和 atan2(1, 1) 都是 pi/4 ，但 atan2(-1, -1) 是 -3*pi/4 。
math.cos(x)
返回 x 弧度的余弦值。
math.dist(p, q)
返回 p 與 q 兩點(diǎn)之間的歐幾里得距離，以一個(gè)坐標(biāo)序列（或可迭代對(duì)象）的形式給出。 兩個(gè)點(diǎn)必須具有相同的維度。
大致相當(dāng)于：
sqrt(sum((px - qx) ** 2.0 for px, qx in zip(p, q)))
3.8 新版功能.
math.hypot(\coordinates*)
返回歐幾里得范數(shù)，sqrt(sum(x**2 for x in coordinates))。 這是從原點(diǎn)到坐標(biāo)給定點(diǎn)的向量長度。
對(duì)于一個(gè)二維點(diǎn) (x, y)，這等價(jià)于使用畢達(dá)哥拉斯定義 sqrt(x*x + y*y) 計(jì)算一個(gè)直角三角形的斜邊。
在 3.8 版更改: 添加了對(duì) n 維點(diǎn)的支持。 之前的版本只支持二維點(diǎn)。
在 3.10 版更改: 改進(jìn)了算法的精確性，使得最大誤差在 1 ulp (最后一位的單位數(shù)值) 以下。 更為常見的情況是，結(jié)果幾乎總是能正確地舍入到 1/2 ulp 范圍之內(nèi)。
math.sin(x)
返回 x 弧度的正弦值。
math.tan(x)
返回 x 弧度的正切值。
角度轉(zhuǎn)換
math.degrees(x)
將角度 x 從弧度轉(zhuǎn)換為度數(shù)。
math.radians(x)
將角度 x 從度數(shù)轉(zhuǎn)換為弧度。
雙曲函數(shù)
雙曲函數(shù) 是基于雙曲線而非圓來對(duì)三角函數(shù)進(jìn)行模擬。
math.acosh(x)
返回 x 的反雙曲余弦值。
math.asinh(x)
返回 x 的反雙曲正弦值。
math.atanh(x)
返回 x 的反雙曲正切值。
math.cosh(x)
返回 x 的雙曲余弦值。
math.sinh(x)
返回 x 的雙曲正弦值。
math.tanh(x)
返回 x 的雙曲正切值。
特殊函數(shù)
math.erf(x)
返回 x 處的 error function 。
The erf() function can be used to compute traditional statistical functions such as the cumulative standard normal distribution:
def phi(x):'Cumulative distribution function for the standard normal distribution'return (1.0 + erf(x / sqrt(2.0))) / 2.0
3.2 新版功能.
math.erfc(x)
返回 x 處的互補(bǔ)誤差函數(shù)。 互補(bǔ)錯(cuò)誤函數(shù) 定義為 1.0 - erf(x)。 它用于 x 的大值，從其中減去一個(gè)會(huì)導(dǎo)致 有效位數(shù)損失。
3.2 新版功能.
math.gamma(x)
返回 x 處的 伽馬函數(shù) 值。
3.2 新版功能.
math.lgamma(x)
返回Gamma函數(shù)在 x 絕對(duì)值的自然對(duì)數(shù)。
3.2 新版功能.
常量
math.pi
數(shù)學(xué)常數(shù) π = 3.141592…，精確到可用精度。
math.e
數(shù)學(xué)常數(shù) e = 2.718281…，精確到可用精度。
math.tau
數(shù)學(xué)常數(shù) τ = 6.283185…，精確到可用精度。Tau 是一個(gè)圓周常數(shù)，等于 2π，圓的周長與半徑之比。更多關(guān)于 Tau 的信息可參考 Vi Hart 的視頻 Pi is (still) Wrong。吃兩倍多的派來慶祝 Tau 日 吧！
3.6 新版功能.
math.inf
浮點(diǎn)正無窮大。 （對(duì)于負(fù)無窮大，使用 -math.inf 。）相當(dāng)于 float('inf') 的輸出。
3.5 新版功能.
math.nan
一個(gè)浮點(diǎn)的 “非數(shù)字”（NaN）值。相當(dāng)于 float('nan') 的輸出。 由于 IEEE-754標(biāo)準(zhǔn) 的要求， math.nan 和 float('nan') 不被認(rèn)為等于任何其他數(shù)值，包括其本身。要檢查一個(gè)數(shù)字是否為NaN，請(qǐng)使用 isnan() 函數(shù)來測(cè)試 NaN ，而不是 is 或 == 。 例子:
>>> import math>>> math.nan == math.nanFalse>>> float('nan') == float('nan')False>>> math.isnan(math.nan)True>>> math.isnan(float('nan'))True
在 3.11 版更改: It is now always available.
3.5 新版功能.
CPython 實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)： math 模塊主要包含圍繞平臺(tái)C數(shù)學(xué)庫函數(shù)的簡單包裝器。特殊情況下的行為在適當(dāng)情況下遵循C99標(biāo)準(zhǔn)的附錄F。當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)將引發(fā) ValueError 用于無效操作，如 sqrt(-1.0) 或 log(0.0) （其中C99附件F建議發(fā)出無效操作信號(hào)或被零除）， 和 OverflowError 用于溢出的結(jié)果（例如， exp(1000.0) ）。除非一個(gè)或多個(gè)輸入?yún)?shù)是NaN，否則不會(huì)從上述任何函數(shù)返回NaN；在這種情況下，大多數(shù)函數(shù)將返回一個(gè)NaN，但是（再次遵循C99附件F）這個(gè)規(guī)則有一些例外，例如 pow(float('nan'), 0.0) 或 hypot(float('nan'), float('inf')) 。
請(qǐng)注意，Python不會(huì)將顯式NaN與靜默NaN區(qū)分開來，并且顯式NaN的行為仍未明確。典型的行為是將所有NaN視為靜默的。
參見
cmath 模塊
這里很多函數(shù)的復(fù)數(shù)版本。
當(dāng)前文章：創(chuàng)新互聯(lián)Python教程：math —- 數(shù)學(xué)函數(shù)
網(wǎng)站路徑：http://m.fisionsoft.com.cn/article/cospjec.html
