内置函数：数学运算

编程语言中的内置函数非常有用，能够在日常任务中带来巨大便利，因为我们无需自行编写这些功能。Python 内置了大量始终可用的函数。同样，PowerShell 也能访问 .Net 类，从而提供一些有用的函数。在本节课中，我们将介绍 PowerShell 和 Python 提供的各种内置函数。

基本数学运算

在日常工作中，我们经常需要执行基本的数学运算。下面逐一进行讲解。

常量：π 和 e

在 PowerShell 中，可以通过 System.Math 类访问数学常数 π（π = 3.141592）和欧拉数 e（e = 2.718281）。该类包含静态属性，用于存储这些常量的值，如下例所示：

1[math]::PI
2[math]::E

Python 则通过 math 模块来获取这些常量的值。

Python：

1import math
2print(math.pi)
3print(math.e)

计数与求和：len() 和 sum()

PowerShell 默认为数组等容器添加 Length 属性，同时还有一个别名 Count，可用于获取数组中元素的数量。

1$array = 1,2,3,4,5
2$array.Length
3
4# 或者使用别名
5$array.Count

而 Python 使用内置函数 len() 来返回容器中元素的数量。

1print(len([1,2,3]))

在 PowerShell 中，通过将数值管道传递给 Measure-Object 命令并使用 -Sum 参数，可以轻松实现数值相加。

1$array = 1,2,3,4,5
2($array | Measure-Object -Sum).Sum

Python 使用 sum() 函数对列表中的元素求和并返回结果。

1array = [1,2,3,4,5]
2print(sum(array))

绝对值与四舍五入：abs() 和 round()

Python 提供内置函数 abs()，可返回数字（整数或浮点数）的绝对值。

1print(abs(-1.45))
2print(abs(-25))

在 PowerShell 中，可以使用 System.Math 类的 [math]::Abs() 方法获取传入参数的绝对值。

1[math]::Abs(-1.45)
2[math]::Abs(-25)

System.Math 类还提供了 Round() 方法，用于将浮点数 x 四舍五入到指定的小数位数 n。若省略 n，则默认为 0。

语法：

1[math]::Round(x,n)

示例：

1[math]::Round(1.345)
2[math]::Round(1.345, 2)
3[math]::Round(1.348, 2)
4[math]::Round(1.3489, 3)

Python 提供内置函数 round() 来返回四舍五入后的浮点数值。

1print(round(1.345))
2print(round(1.345, 2))
3print(round(1.348, 2))
4print(round(1.3489, 3))

最大值与最小值：max() 和 min()

在 PowerShell 中，通过使用 Measure-Object 命令并配合 -Max 和 -Min 参数，可以在数组中查找最大值和最小值。

1$array = 1,2,3,4,5
2$Array | Measure-Object -Maximum -Minimum
3
4# 查找最大值
5($Array | Measure-Object -Maximum).Maximum
6
7# 查找最小值
8($Array | Measure-Object -Minimum).Minimum

Python 提供内置函数 max() 和 min()，用于查找列表中的最大值或最小值。

1array = [1,2,3,4,5]
2
3# 查找最大值
4print(max(array))
5
6# 查找最小值
7print(min(array))

幂运算与平方根：pow() 和 sqrt()

PowerShell 可通过 System.Math 类的 Pow(x, y) 方法计算 x 的 y 次幂，两个参数均为数值类型。

1[math]::pow(2,3)
2[math]::pow(2,4)
3[math]::pow(10,10)

Python 提供内置函数 pow(x, y) 来计算 x 的 y 次幂。

1print(pow(2,3))
2print(pow(2,4))
3print(pow(10,10))

在 PowerShell 中，可以使用 System.Math 类的 sqrt() 方法计算平方根。

1[math]::sqrt(0)
2[math]::sqrt(8)
3[math]::sqrt(4.5)

在 Python 中，需先导入 math 模块，再通过点号（.）调用 sqrt() 函数来计算平方根。

1import math
2
3print(math.sqrt(0))
4print(math.sqrt(8))
5print(math.sqrt(4.5))

三角函数：sin()、cos() 和 tan()

两种语言都内置了三角函数，用于计算角度的正弦、余弦和正切值。

PowerShell：

1[Math]::Sin(90)
2[Math]::Cos(90)
3[Math]::Tan(30)

Python：

1import math
2
3print(math.sin(90))
4print(math.cos(90))
5print(math.tan(30))

对数：log() 和 log10()

对数是指数运算的逆运算。例如，当 10 的四次方等于 10000 时，10000 以 10 为底的对数就是 4。在 PowerShell 中，可以使用 System.Math 类的 Log10() 方法返回任意数以 10 为底的对数。Python 的 math 模块也提供 log10() 函数。两种语言都提供 log() 函数，用于计算以指定底数为基准的对数；若未指定底数，则返回自然对数（以 e 为底）。

PowerShell：

1# 以 10 为底的对数
2[Math]::Log10(10000)
3
4# 以 2 为底的对数
5[Math]::Log(10000, 2)
6
7# 默认底数为 e
8[Math]::Log(10000)
9
10[Math]::Log(10000, [Math]::E)

Python：

1import math
2
3# 以 10 为底的对数
4print(math.log10(10000))
5
6# 以 2 为底的对数
7print(math.log(10000, 2))
8
9# 默认底数为 e
10print(math.log(10000))
11
12print(math.log(10000, math.e))

向下取整与向上取整：floor() 和 ceil()

在 Python 和 PowerShell 中，floor(x) 函数返回 x 的向下取整值（即小于或等于 x 的最大整数）。Python 还提供 ceil(x) 函数，返回 x 的向上取整值（即大于或等于 x 的最小整数）。在 PowerShell 中，该函数名为 Ceiling(x)，但功能相同。

PowerShell：

1[Math]::floor(3.14)
2[Math]::floor(3.99)
3[Math]::ceiling(3.14)
4[Math]::ceiling(3.99)

Python：

1import math
2
3print(math.floor(3.14))
4print(math.floor(3.99))
5print(math.ceil(3.14))
6print(math.ceil(3.99))