Python字符串数字判断的扩展：判断整数、浮点数和复数的完整指南

# 1. Python字符串数字判断基础**

Python字符串数字判断是识别和验证字符串中数字表示形式的过程。它在数据处理、文本分析和科学计算等领域有着广泛的应用。

在Python中，数字判断通常涉及以下步骤：

- **数字字符识别：**识别字符串中代表数字的字符（0-9）。
- **前导符号处理：**处理字符串中可能存在的正负号（+或-）。
- **数字类型识别：**根据数字的表示形式（整数、浮点数或复数）进行分类。

# 2. 判断整数

### 2.1 整数判断的原理

#### 2.1.1 数字字符的识别

判断整数的第一步是识别数字字符。在 Python 中，可以使用 `isdigit()` 函数来检查一个字符是否为数字。该函数返回一个布尔值，如果字符是数字，则返回 `True`，否则返回 `False`。

>>> '0'.isdigit()
True
>>> 'a'.isdigit()
False

#### 2.1.2 前导符号的处理

整数可以带正号或负号。在判断整数时，需要先处理前导符号。可以使用 `startswith()` 函数来检查字符串是否以某个字符开头。

>>> '-123'.startswith('-')
True
>>> '123'.startswith('-')
False

### 2.2 整数判断的实践

#### 2.2.1 使用内置函数

Python 内置的 `int()` 函数可以将字符串转换为整数。如果字符串表示一个有效的整数，则转换成功；否则，会引发 `ValueError` 异常。

>>> int('123')
123
>>> int('-123')
-123

#### 2.2.2 使用正则表达式

正则表达式是一种强大的模式匹配工具。可以使用正则表达式来判断字符串是否表示一个整数。

import re

pattern = r'^-?\d+$'

def is_integer(string):
    return re.match(pattern, string) is not None

>>> is_integer('123')
True
>>> is_integer('-123')
True
>>> is_integer('123.45')
False

#### 2.2.3 自定义判断逻辑

也可以自定义判断逻辑来判断整数。

def is_integer(string):
    if not string:
        return False

    if string[0] in ('-', '+'):
        string = string[1:]

    for char in string:
        if not char.isdigit():
            return False

    return True

>>> is_integer('123')
True
>>> is_integer('-123')
True
>>> is_integer('123.45')
False

# 3.1 浮点数判断的原理

浮点数，又称浮动小数点数，是一种用于表示实数的计算机数据类型。与整数不同，浮点数可以表示小数和指数。浮点数的判断需要考虑以下两个关键要素：

- **小数点的识别：**浮点数中必须包含一个小数点，将数字部分划分为整数部分和小数部分。小数点可以出现在数字的任何位置，包括整数部分的末尾。
- **指数部分的处理：**浮点数还可能包含一个指数部分，表示数字的乘方。指数部分由字母“e”或“E”后跟一个整数组成，表示乘以 10 的幂。

### 3.2 浮点数判断的实践

#### 3.2.1 使用内置函数