Hướng dẫn how does python represent integers - python đại diện cho số nguyên như thế nào

Tóm tắt: Trong hướng dẫn này, bạn sẽ tìm hiểu về các số nguyên Python và cách Python lưu trữ số nguyên trong bộ nhớ.: in this tutorial, you’ll learn about Python integers and how Python stores integers in the memory.

Số nguyên là các số toàn bộ bao gồm số âm, số 0 và số dương như -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3.

Python sử dụng lớp

<class 'int'>

Cách máy tính lưu trữ số nguyên

Máy tính có thể lưu trữ số nguyên trực tiếp. Thay vào đó, họ chỉ có thể lưu trữ các số nhị phân như 0 và 1.

Để lưu trữ số nguyên, các máy tính cần sử dụng số nhị phân để đại diện cho các số nguyên.

Ví dụ: để lưu trữ số 5, các máy tính cần thể hiện nó bằng số cơ sở-2:

5 = 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20

Như bạn có thể thấy, phải mất 3 bit để lưu trữ số 5 trong bộ nhớ:

(101) 2 = (5) 10

Giả sử rằng bạn có 8 bit, bạn có thể lưu trữ tối đa 255 số nguyên từ 0 đến 255:

255 = 1x 27 + 1 x 26 + 1 x 25 + 1x 24 + 1 x 23 + 1 x 22 + 1x 21 + 1 x 20

Bằng cách sử dụng 8 bit, bạn có thể lưu trữ tối đa 28 - 1 = 255 số nguyên.

Để lưu trữ cả số nguyên âm, số không và số nguyên dương, bạn cần đặt trước 1 bit để lưu trữ dấu hiệu, âm (-) và dương (+). Do đó, với 8 bit:

• Số nguyên lớn nhất mà máy tính có thể đại diện là 27 = 127.
• Và các máy tính có thể lưu trữ tất cả các số nguyên trong phạm vi (-127, 127)

Vì số 0 không có dấu hiệu, các máy tính có thể vắt thêm một số. Do đó, 8 bit có thể lưu trữ tất cả các số nguyên từ -128 đến 127.

8 bit = [-27, 27-1]

Tương tự, nếu bạn muốn sử dụng 16 bit, 32 bit và 64 bit để lưu trữ số nguyên, phạm vi sẽ là:

• 16-bit ~ [-215, 215-1] = [

  <class 'int'>

  Code language: Python (python)3,

  <class 'int'>

  Code language: Python (python)4]
• 32-bit ~ [-231, 231-1] = [-________ 15,

  <class 'int'>

  Code language: Python (python)6]
• 64-bit ~ [-263, 263-1] = [

  <class 'int'>

  Code language: Python (python)7,

  <class 'int'>

  Code language: Python (python)8]

Làm thế nào python đại diện cho số nguyên

Các ngôn ngữ lập trình khác như Java và C# sử dụng một số bit cố định để lưu trữ số nguyên.

Ví dụ: C# có loại

<class 'int'>

from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

Tuy nhiên, Python không sử dụng một số bit cố định để lưu trữ số nguyên. Thay vào đó, Python sử dụng một số lượng bit khác nhau để lưu trữ số nguyên. Ví dụ, 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit, 128 bit, v.v.Python uses a variable number of bits to store integers. For example, 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, 128 bits, and so on.

Số nguyên tối đa mà Python có thể đại diện phụ thuộc vào bộ nhớ có sẵn.

Ngoài ra, số nguyên là đối tượng. Python cần thêm một số byte cố định như một chi phí cho mỗi số nguyên.

Điều quan trọng cần lưu ý là các số nguyên càng lớn thì các tính toán càng chậm như

from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

Python int loại

Sau đây xác định một biến tham chiếu một số nguyên và sử dụng hàm

from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

counter = 10 print(type(counter))

Output:

<class 'int'>

Như bạn có thể thấy rõ từ ouput, một số nguyên là một ví dụ của lớp

<class 'int'>

Nhận được kích thước của một số nguyên

Để có được kích thước của một số nguyên, bạn sử dụng hàm

from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

Hàm

from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

Ouput:

24

Để lưu trữ số 0, Python sử dụng 24 byte. Kể từ khi lưu trữ số 0, Python chỉ cần sử dụng 1 bit. Lưu ý rằng 1 byte bằng 8 bit.

Do đó, bạn có thể nghĩ rằng Python sử dụng 24 byte như một chi phí để lưu trữ một đối tượng số nguyên.

Các phần sau trả về kích thước của số nguyên 100:

from sys import getsizeof counter = 100 size = getsizeof(counter) print(size) # 28 bytes

Output:

28

Nó trả về 28 byte. Vì 24 byte là một chi phí, Python sử dụng 4 byte để thể hiện số 100.

Sau đây cho thấy kích thước của số nguyên 264:

from sys import getsizeof counter = 2**64 size = getsizeof(counter) print(size) # 36 bytes

Output:

36

Vì vậy, để lưu trữ số nguyên 264, Python sử dụng 36 byte.

Hoạt động số nguyên Python

Số nguyên Python hỗ trợ tất cả các hoạt động tiêu chuẩn bao gồm:

• Bổ sung +
• Phép trừ -
• Phép nhân *
• Phân công /
• Số mũ **

Kết quả của việc bổ sung, trừ, nhân và số mũ của số nguyên là một số nguyên. Ví dụ:

a = 10 b = 20 c = a + b print(c) print(type(c)) c = a - b print(c) print(type(c)) c = a * b print(c) print(type(c)) c = a ** b print(c) print(type(c))

Output:

30 <class 'int'> -10 <class 'int'> 200 <class 'int'> 100000000000000000000 <class 'int'>

Tuy nhiên, sự phân chia của hai số nguyên luôn trả về một số điểm nổi. Ví dụ:

<class 'int'>

Output:

<class 'int'>

Bản tóm tắt

• Số nguyên là các số toàn bộ bao gồm các số nguyên âm, số 0 và số nguyên dương.
• Máy tính sử dụng số nhị phân để đại diện cho số nguyên.
• Python sử dụng một số lượng bit thay đổi để thể hiện số nguyên. Do đó, số nguyên lớn nhất mà Python có thể đại diện phụ thuộc vào bộ nhớ có sẵn của máy tính.
• Trong Python, tất cả các số nguyên là trường hợp của lớp

  <class 'int'>

  Code language: Python (python)2.
• Sử dụng hàm

  from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

  Code language: Python (python)5 của mô -đun

  from sys import getsizeof counter = 0 size = getsizeof(counter) print(size) # 24 bytes

  Code language: Python (python)6 để có được số byte của số nguyên.
• Các số nguyên Python hỗ trợ tất cả các hoạt động tiêu chuẩn bao gồm bổ sung, trừ, nhân, chia và số mũ.

Bạn có thấy hướng dẫn này hữu ích không?