在Python中计算指数和对数函数（exp, log, log10, log2）。

使用数学，Python的数学函数标准模块，你可以计算指数和对数函数（自然对数、普通对数和二进制对数）。

这里解释一下，并附有示例代码。

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自然对数（纳皮尔数）的基数: math.e

自然对数（Napier数）的基数在数学模块中作为一个常数提供，用math.e表示。

import math

print(math.e)
# 2.718281828459045

要计算幂，可以使用**运算符、内置函数pow()或math.pow()。

x的y平方得到如下结果

print(2**4)
# 16

print(pow(2, 4))
# 16

print(math.pow(2, 4))
# 16.0

math.pow()将参数转换为浮点类型。另一方面，Python的内置函数pow()使用为每种类型定义的__pow()__。

例如，pow()允许指定复杂类型作为参数，但math.pow()不能将复杂类型转换为浮点类型，导致错误。

print(pow(1 + 1j, 2))
# 2j

# print(math.pow(1 + 1j, 2))
# TypeError: can't convert complex to float

Python内置函数pow()也允许第三个参数，pow(x, y, z)，它返回z到x的y次方的余数(余数)，它与pow(x, y) % z的计算相同，但pow(x, y, z)更有效率。

print(pow(2, 4, 5))
# 1

可以使用**或math.sqrt()将平方根（root）设置为**0.5。

print(2**0.5)
# 1.4142135623730951

print(math.sqrt(2))
# 1.4142135623730951

print(2**0.5 == math.sqrt(2))
# True

和math.pow()一样，math.sqrt()将参数转换为浮点类型进行处理，所以指定一个不能转换为浮点类型的类型将导致一个TypeError。

print((-3 + 4j)**0.5)
# (1.0000000000000002+2j)

# print(math.sqrt(-3 + 4j))
# TypeError: can't convert complex to float

另外，math.sqrt()不能处理负值，导致ValueError。

print((-1)**0.5)
# (6.123233995736766e-17+1j)

# print(math.sqrt(-1))
# ValueError: math domain error

注意，在处理复数时，使用**运算符的例子显示了一个错误，但cmath模块提供了一个更准确的值。负值也可以被处理。

import cmath

print(cmath.sqrt(-3 + 4j))
# (1+2j)

print(cmath.sqrt(-1))
# 1j

要计算自然对数（纳皮尔数）e的基数的幂，请使用math.exp()。

math.exp(x) 返回e的x的平方。
math.exp(x)不等同于 “math.e ** x”，math.exp(x)更准确。

print(math.exp(2))
# 7.38905609893065

print(math.exp(2) == math.e**2)
# False

要计算对数函数，使用math.log(),math.log10(),math.log2()。

math.log(x, y) 返回以 y 为底的 x 的对数。

print(math.log(25, 5))
# 2.0

如果省略第二个参数，自然对数如下所示。

在数学中，自然对数（以纳皮尔数e为底的对数），用log或ln表示，可以用math.log(x)计算。

print(math.log(math.e))
# 1.0

普通对数（以10为底的对数）可以用math.log10(x)计算，它比math.log(x, 10)更精确。

print(math.log10(100000))
# 5.0

二进制对数（以2为底的对数）可以用math.log2(x)计算，它比math.log(x, 2)更准确。

print(math.log2(1024))
# 10.0