Python整数类型int

整数（Integer）是Python中最基本的数字类型之一，用于表示没有小数部分的数值。Python的整数类型与许多其他编程语言不同，它没有固定的大小限制，可以表示任意大的整数，这得益于Python底层的自动内存管理机制。在Python 3中，int类型统一了Python 2中的int和long类型，成为唯一的整数类型。

整数定义

在Python中，整数可以直接通过字面量定义，无需声明类型：

a = 10
b = -25
c = 0

print(type(a))
print(type(b))
print(type(c))

输出：

<class 'int'>
<class 'int'>
<class 'int'>

无论是正数、负数还是零，Python都会自动将其识别为int类型。

不同进制表示

Python支持多种进制来表示整数，这在处理底层数据、位运算和颜色编码等场景中非常有用。

二进制（Binary）

以0b或0B开头，由数字0和1组成：

bin_num = 0b1010
print(bin_num)
print(bin(bin_num))

输出：

10
0b1010

八进制（Octal）

以0o或0O开头，由数字0到7组成：

oct_num = 0o12
print(oct_num)
print(oct(oct_num))

输出：

10
0o12

十进制（Decimal）

即日常使用的数字表示方式，由数字0到9组成，无需前缀：

dec_num = 10
print(dec_num)

输出：

10

十六进制（Hexadecimal）

以0x或0X开头，由数字0到9和字母a到f（或A到F）组成：

hex_num = 0xA
print(hex_num)
print(hex(hex_num))

输出：

10
0xa

大整数支持

Python的整数类型没有溢出问题，可以表示任意大的整数：

big_num = 10 ** 100
print(big_num)
print(type(big_num))

输出：

10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
<class 'int'>

提示：Python会自动分配足够的内存来存储大整数，无需担心溢出问题，这是Python相比C、Java等语言的一大优势。

整数运算

算术运算

print(10 + 3)
print(10 - 3)
print(10 * 3)
print(10 / 3)
print(10 // 3)
print(10 % 3)
print(10 ** 3)

输出：

13
7
30
3.3333333333333335
3
1
1000

注意：除法运算/的结果始终是浮点数，即使能整除也是如此。如果需要整数结果，请使用整除运算//。

位运算

print(0b1010 & 0b1100)
print(0b1010 | 0b1100)
print(0b1010 ^ 0b1100)
print(~0b1010)
print(0b1010 << 2)
print(0b1010 >> 2)

输出：

8
14
6
-11
40
2

进制转换函数

Python提供了三个内置函数用于进制转换：

此外，使用int()函数可以将其他进制的字符串转换为十进制整数：

print(int('1010', 2))
print(int('12', 8))
print(int('A', 16))
print(int('a', 16))

输出：

10
10
10
10

进制对比表格

代码示例

示例1：进制转换工具

def convert_number(num):
    print(f"十进制: {num}")
    print(f"二进制: {bin(num)}")
    print(f"八进制: {oct(num)}")
    print(f"十六进制: {hex(num)}")

convert_number(255)

输出：

十进制: 255
二进制: 0b11111111
八进制: 0o377
十六进制: 0xff

示例2：大整数运算

a = 2 ** 64
b = 2 ** 64 + 1

print(f"2的64次方: {a}")
print(f"2的64次方加1: {b}")
print(f"它们的差: {b - a}")
print(f"它们的积: {a * b}")

输出：

2的64次方: 18446744073709551616
2的64次方加1: 18446744073709551617
它们的差: 1
它们的积: 340282366920938463481821351505477763072

注意事项

• Python 3中只有int一种整数类型，不再区分int和long。

• 除法运算/始终返回浮点数，即使两个整数能整除。

• 整除运算//向负无穷方向取整，而非向零取整：-7 // 2的结果是-4而非-3。

• 八进制前缀是0o（数字0加小写字母o），不要误写为0（Python 2的旧语法）。

• bin()、oct()、hex()返回的是字符串，不是数字。

• Python整数没有溢出问题，但大整数运算会消耗更多内存和时间。

小结

本节介绍了Python整数类型的核心知识：

• Python的int类型可以表示任意大的整数，没有溢出限制

• 支持二进制（0b）、八进制（0o）、十进制、十六进制（0x）四种进制表示

• bin()、oct()、hex()函数用于进制转换

• int()函数可以将指定进制的字符串转换为十进制整数

• 整数支持丰富的算术运算和位运算

练习题