Числа и арифметические операторы Python
Числа очень часто применяются в программирование для ведения счета в играх, представления данных в визуализации, хранение информации и т.д.
| Содержание страницы: |
|---|
| 1. Типы чисел |
| 2. Арифметические операторы |
| 2.1. Сложение и вычитание |
| 2.2. Умножение |
| 2.3. Возведение в степень |
| 2.4. Деление |
| 2.5. Деление с округлением |
| 2.6. Оператор вычисления остатка от деления |
| 3. Исключения и трассировка |
1. Типы чисел в Python.
В Python числа делятся на несколько категорий в соответствии со способом их использования. Основные это целые числа ( int ) и вещественные ( float ) или числа с плавающей точкой. Чтобы узнать к какому типу относится число или переменная, можно воспользоваться встроенной функцией type() . Запустите командную строку и активируйте Python. В скобках введите число или переменную, чтобы узнать ее тип.
2. Арифметические операторы Python.
В таблице перечислены арифметические операторы, среди которых встречаются некоторые знаки, не используемые в алгебре.
2.1. Сложение и вычитание в Python.
Сложение и вычитание в целом выполняется и записывается, как и обычно в алгебре.
2.2. Умножение в Python ( * )
В Python в качестве оператора умножения используется знак * (звездочка)
>>> 5 * 5
25
2.3. Возведение в степень в Python ( ** )
>>> 5 ** 6
15625
>>> 81 ** (1/2)
9.0
Для вычисления квадратного корня можно воспользоваться показателем степени 1/2. Корень 81 = 9.
2.4. Деление в Python ( / )
Оператор деления ( / ) делит числитель на знаменатель
>>> 10 / 2
5.0
>>> 10 / 8
1.25
2.5. Деление с округлением в Python ( // )
Операция целочисленное деление ( // ) делит числитель на знаменатель, в результате получается наибольшее целое число, не превышающее результат. В Python дробная часть отсекается.
При обычном деление 10 на 8, получается результат 1,25. Python отсекает дробную часть и в итоге получаем 1.
2.6. Оператор вычисления остатка от деления ( % )
Для вычисления остатка от деления в Python используется оператор вычисления остатка от деления %
>>> 21 % 5
1
>>> 18 % 4
2
>>> 9.5 % 4.5
0.5
В данных примерах при делении 21 на 5, получается частное 4 и остаток 1. Во втором случае при делении 18 на 4, получается 4 и остаток 2. Этот оператор чаще работает с целыми числами, но также может использоваться и с другими типами.
3. Исключения и трассировка.
>>> 5 / 0
Traceback (most recent call last):
File » «, line 1, in
ZeroDivisionError: division by zero
Математические вычисления в Python 3
Программирование невозможно представить без работы с числами. Размеры экрана, выбор цвета путем присвоения числовых кодов, географическое расположение, деньги и очки, продолжительность видео – для всего этого используются числа.
Потому умение выполнять математические операции очень важно для программирования. Конечно, чем выше у вас навык математических вычислений, тем лучше для вас; однако совсем не обязательно уметь выполнять сложнейшие вычисления, чтобы быть хорошим программистом. Если у вас нет опыта работы в области математики, старайтесь представлять математику как инструмент или как способ улучшить ваше логическое мышление.
Данное руководство научит вас работать с двумя наиболее распространёнными числовыми типами данных Python:
Операторы Python
Оператор – это символ или функция, которая выполняет то или иное действие над данными. К примеру, символ + – это оператор сложения.
В Python присутствуют как общие, так и специальные математические операторы.
Ниже приведена таблица наиболее распространённых математических операторов Python.
| Операция | Результат |
| x + y | Сложение (сумма x и y) |
| x – y | Вычитание (разница между x и y) |
| -x | Смена знака x |
| +x | Тождественность x |
| x * y | Умножение x на y |
| x / y | Деление x на y |
| x // y | Получение целой части от деления x на y |
| x % y | Остаток от деления x / y |
| x ** y | Возведение в степень |
Также руководство охватывает использование операторов присваивания.
Сложение и вычитание
Операции сложения и вычитания в Python выполняются точно так же, как и в обычной математике. Вы даже можете использовать Python вместо калькулятора.
Также вы можете объявить переменные и указать их в функции print:
a = 88
b = 103
print(a + b)
191
Целые числа бывают положительными и отрицательными. Попробуйте сложить следующие числа:
Числа с плавающей точкой складываются аналогичным образом:
e = 5.5
f = 2.5
print(e + f)
8.0
В результате сложения чисел с плавающей точкой также получается число с плавающей точкой, потому Python выводит 8.0, а не 8.
Синтаксис вычитания отличается от сложения только оператором. Попробуйте отнять 32 из 75.67:
Примечание: Если в операции присутствует хотя бы одно число с плавающей точкой, в результате Python также выведет число с плавающей точкой.
Унарные арифметические операции
Унарное математическое выражение состоит только из одного компонента или элемента. В Python плюс и минус вместе со значением могут быть использованы в качестве одного элемента, это позволяет показать тождественность значения (+) или изменить его знак (-).
Тождественность используется нечасто. Плюс можно использовать с положительными числами:
Если вы используете плюс с отрицательным числом, он также вернёт тождественное (в этом случае – отрицательное) число.
Минус позволяет изменить знак. Если вы добавите минус к положительному значению, в результате будет отображено отрицательное значение:
Если добавить минус к отрицательному значению, в результате получится положительное число:
Умножение и деление
Операции умножения и деления, как сложение и вычитание, выполняются в Python так же, как в обычной математике. Для умножения Python использует *, для деления – /.
k = 100.1
l = 10.1
print(k * l)
1011.0099999999999
При делении в Python 3 частное всегда возвращается в виде числа с плавающей точкой, даже если вы делите целые числа:
m = 80
n = 5
print(m / n)
16.0
Это одно из главных различий между Python 2 и Python 3. Python 3 возвращает дробный результат, потому при делении 11 на 2 вы получите 5.5. В Python 2 деление привязано к типам данных, потому при делении целого числа невозможно получить число с плавающей точкой; поэтому при делении 11 на 2 Python 2 возвращает 5.
Читайте также: Python 2 vs Python 3
Когда числа по обе стороны символа деления являются целыми, выполняется деление floor, то есть, для фактора х Python 2 возвращает наибольшее целое число меньше или равное х. К примеру, при делении 5 / 2 таким числом будет 2.
Чтобы выполнить деление floor и получить только целую часть числа, Python 3 использует оператор //. К примеру, разделив 100//40, вы получите 2.
Деление по модулю
Оператор % – это модуль, который возвращает остаток от деления. К примеру, это позволяет найти числа, кратные одному и тому же числу.
o = 85
p = 15
print(o % p)
10
При делении 85 на 15 получается 5 и 10 в остатке.
Попробуйте разделить числа с плавающей точкой:
q = 36.0
r = 6.0
print(o % p)
0.0
Число 36.0 делится на 6.0 без остатка, потому в результате получился 0.0.
Возведение в степень
Оператор ** в Python возводит число в степень. Например, выражение 5 ** 3 значит, что 5 нужно возвести в третью степень. В математике это выглядит так: 5³. В Python можно получить тот же результат (125), умножив 5*5*5.
s = 52.25
t = 7
print(s ** t)
1063173305051.292
Приоритет операций
Как и в математике, в Python нужно помнить о том, что операции выполняются в порядке их приоритета, а не по порядку справа налево.
Сначала выполняется умножение (10*5=50), а затем сложение (10+50). Потому результат будет такой:
Чтобы сначала выполнить операцию сложения, а затем умножить полученный результат на 5, нужно взять сложение в скобки:
u = (10 + 10) * 5
print(u)
100
Математические операции имеют такой приоритет:
Операторы присваивания
Наиболее распространённым оператором присваивания является знак равенства (=). Он присваивает переменной слева значение справа. К примеру, в выражении v = 23 переменной v было присвоено значение 23.
В программировании часто используются составные операторы присваивания, которые выполняют операцию со значением переменной, а затем присваивают этой переменной полученное новое значение. Составные операторы объединяют арифметический оператор с оператором =. Например:
Составной оператор += выполнил сложение, а затем присвоил переменной w, значение, полученное в результате сложения.
Составные операторы часто используются в циклах.
for x in range (0, 7):
x *= 2
print(x)
0
2
4
6
8
10
12
Это позволяет автоматизировать процесс умножения чисел в заданном диапазоне.
В Python есть составные операторы присваивания для каждой математической операции:
Операторы присваивания позволяют постепенно увеличить или уменьшить значение, а также автоматизировать некоторые вычисления.
Заключение
Теперь вы умеете выполнять вычисления в Python. Читайте также:
Осваиваем Python: математические операции
В этом руководстве мы будем работать с двумя типами данных в Python – целыми числами ( integer) и числами с плавающей точкой ( floats) :
В этой статье будут описаны операции с числовыми типами данных в Python.
Математические операторы Python 3
Оператор – это символ, которая обозначает операцию. Например, в математике знак плюса или + – это оператор сложения.
Мы рассмотрим схожие операторы, которые перешли в Python из математики. Но другие операторы специфичны именно для программирования.
Ниже представлена таблица с кратким обзором математических операторов, доступных в Python.
| Операция | Возвращаемое значение |
| x + y | Сумма x и y. |
| x — y | Разность x и y. |
| -x | Изменение знака x. |
| +x | Тождественность x. |
| x * y | Произведение x и y. |
| x / y | Частное от деления x на y. |
| x // y | Частное от целочисленного деления x на y. |
| x % y | Остаток от деления x / y. |
| x ** y | x в степени y. |
Сумма в питоне и разность в питоне
В Python операторы суммы и разности выполняют те же операции, что и в математике. Поэтому вы можете использовать этот язык программирования как калькулятор.
Рассмотрим некоторые примеры. Начнём с целых чисел:
Вместо передачи целых чисел напрямую в функцию print мы можем инициализировать переменные для этих значений:
Целые числа могут быть как положительными, так и отрицательными. Поэтому можно добавлять отрицательные числа к положительным:
Прибавление работает аналогично и с числами с плавающей запятой:
В этом примере мы вычитаем целое число из числа с плавающей точкой. Python возвратит число с плавающей точкой, если хотя бы одно из чисел выражения является числом с плавающей точкой.
Унарные арифметические операции Python
Унарное математическое выражение состоит из одного элемента. Знаки плюса и минуса в питоне могут быть использованы как единичный оператор, чтобы вернуть тождественное значение (+) или сменить знак числа (-).
Знак плюса означает тождественное значение. Мы можем использовать его с положительными значениями:
Когда мы используем знак плюса с отрицательным значением, он также вернёт значение тождественное данному. В этом случае он вернёт отрицательное значение:
При использовании с отрицательным значением знак плюса возвращает то же отрицательное значение.
Минус (в отличие от знака плюса) изменяет знак числа. Поэтому при передаче положительного числа мы получим отрицательное значение:
А когда мы используем минус в качестве унарного оператора с отрицательным значением, будет возвращено положительное число:
Умножение и деление в питоне
Оператор, которые мы будем использовать в Python для умножения «*», а для деления «/». Пример умножения двух чисел с плавающей точкой в Python:
Когда вы выполняете деление в Python 3, частное всегда будет числом с плавающей точкой, даже если вы используете два целых числа:
Это одно из наиболее существенных отличий Python 2 от Python 3. В Python 3 результатом будет дробное число. Поэтому, когда вы используете оператора «/» для деления 11 на 2, возвращено будет 5.5. В Python 2 возвращаемое значение деления 11 / 2 было 5.
Целочисленное деление python 3 использует оператор «//». Выражение 100 // 40 вернёт значение 2.
Деление с остатком Python
Оператор % используется для деления по модулю, и возвращает остаток от деления, а не частное. Это полезно, например, для нахождения множителей числа.
Деление по модулю Python (с остатком) — пример:
В этом примере 85 делится на 15. Результат – 5 с остатком 10. Значение 10 выводится, поскольку оператор возвращает остаток от деления.
Если мы используем два числа с плавающей точкой для деления по модулю, число с плавающей точкой будет возвращено в качестве остатка:
В приведенном выше примере 36.0 делится на 6.0 без остатка, поэтому возвращается значение 0.0.
Возведение в степень Python
Оператор «**» в Python используется для возведения числа, расположенного слева от оператора в степень, указанную справа. То есть, в выражении 5 ** 3, число 5 возводится в третью степень.
В математике часто используется выражение 5³. То есть 5 умножается на себя три раза. В Python мы получим тот же результат (125) выполнив 5 ** 3 или 5 * 5 * 5.
Пример с переменными:
Возведение числа с плавающей точкой 52.25 в степень 7 с помощью оператора ** приводит к выводу большого числа с плавающей точкой.
Приоритет операторов
Операторы Python выполняются в порядке приоритета. Посмотрим на следующее выражение:
Операторы присваивания Python
Оператор «=» присваивает значение, расположенное справа, переменной слева. Например, v = 23 присваивает значение числа 23 переменной v.
В программировании часто используют составные операторы присваивания. Они соединяют арифметический оператор с оператором «=». Поэтому для сложения мы используем оператор «+» с оператором «=», чтобы получить составной оператор «+=». Пример:
Составные операторы присваивания часто используются в циклах for:
В Python предусмотрен составной оператор присваивания для каждой арифметической операции:
Составные операторы присваивания полезны в тех случаях, когда переменная должна увеличиваться или уменьшаться с помощью инкремента. А также когда необходимо автоматизировать некоторый процесс в создаваемой программе.
Заключение
В этой статье рассмотрены операторы, которые используются для математических операций с целыми и дробными десятичными числами.
Пожалуйста, опубликуйте свои комментарии по текущей теме материала. Мы крайне благодарны вам за ваши комментарии, подписки, лайки, дизлайки, отклики!
Пожалуйста, оставляйте ваши мнения по текущей теме статьи. Мы крайне благодарны вам за ваши комментарии, дизлайки, отклики, подписки, лайки!
Как умножать в пайтоне
Python поддерживает все распространенные арифметические операции:
Сложение двух чисел:
Вычитание двух чисел:
Умножение двух чисел:
Деление двух чисел:
Целочисленное деление двух чисел:
Данная операция возвращает целочисленный результат деления, отбрасывая дробную часть
Возведение в степень:
Получение остатка от деления:
При последовательном использовании нескольких арифметических операций их выполнение производится в соответствии с их приоритетом. В начале выполняются операции с большим приоритетом. Приоритеты операций в порядке убывания приведены в следующей таблице.
Пусть у нас выполняется следующее выражение:
Здесь начале выполняется возведение в степень (5 ** 2) как операция с большим приоритетом, далее результат умножается на 4 (25 * 4), затем происходит сложение (3 + 100) и далее опять идет сложение (103 + 7).
Чтобы переопределить порядок операций, можно использовать скобки:
Следует отметить, что в арифметических операциях могут принимать участие как целые, так и дробные числа. Если в одной операции участвует целое число (int) и число с плавающей точкой (float), то целое число приводится к типу float.
Арифметические операции с присвоением
Ряд специальных операций позволяют использовать присвоить результат операции первому операнду:
Присвоение результата сложения
Присвоение результата вычитания
Присвоение результата умножения
Присвоение результата от деления
Присвоение результата целочисленного деления
Присвоение степени числа
Присвоение остатка от деления
Функции преобразования чисел
Ряд встроенных функций в Python позволяют работать с числами. В частности, функции int() и float() позволяют привести значение к типу int и float соответственно.
Например, пусть у нас будет следующий код:
Мы ожидаем, что «2» + 3 будет равно 5. Однако этот код сгенерирует исключение, так как первое число на самом деле представляет строку. И чтобы все заработало как надо, необходимо привести строку к числу с помощью функции int():
Аналогичным образом действует функция float(), которая преобразует в число с плавающей точкой. Но вообще с дробными числами надо учитывать, что результат операций с ними может быть не совсем точным. Например:
В данном случае мы ожидаем получить число 0.40002, однако в конце через ряд нулей появляется еще какая-то четверка. Или еще одно выражение:
В этот случае для округления результата мы можем использовать функцию round() :
Представление числа
При обычном определении числовой переменной она получает значение в десятичной системе. Но кроме десятичной в Python мы можем использовать двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы.
Для определения числа в двоичной системе перед его значением ставится 0 и префикс b :
Для определения числа в восьмеричной системе перед его значением ставится 0 и префикс o :
Для определения числа в шестнадцатеричной системе перед его значением ставится 0 и префикс x :
И с числами в других системах измерения также можно проводить арифметические операции:
Python. Урок 4. Арифметические операции
Язык Python, благодаря наличию огромного количества библиотек для решения разного рода вычислительных задач, сегодня является конкурентом таким пакетам как Matlab и Octave. Запущенный в интерактивном режиме, он, фактически, превращается в мощный калькулятор. В этом уроке речь пойдет об арифметических операциях, доступных в данном языке.
Арифметические операции будем изучать применительно к числам, причем работу с комплексными числами разберем отдельно. Также, кратко остановимся на битовых операциях, представлении чисел в разных системах исчисления и коснемся библиотеки math.
Как было сказано в предыдущем уроке, посвященном типами и модели данных Python, в этом языке существует три встроенных числовых типа данных:
Если в качестве операндов некоторого арифметического выражения используются только целые числа, то результат тоже будет целое число. Исключением является операция деления, результатом которой является вещественное число. При совместном использовании целочисленных и вещественных переменных, результат будет вещественным.
Арифметические операции с целыми и вещественными числами
Все эксперименты будем производить в Python, запущенном в интерактивном режиме.
Складывать можно непосредственно сами числа…
либо переменные, но они должны предварительно быть проинициализированы.
Результат операции сложения можно присвоить другой переменной…
либо ей же самой, в таком случае можно использовать полную или сокращенную запись, полная выглядит так
Все перечисленные выше варианты использования операции сложения могут быть применены для всех нижеследующих операций.
Получение целой части от деления.
Получение остатка от деления.
Возведение в степень.
Работа с комплексными числами
Для создания комплексного числа можно использовать функцию complex(a, b), в которую, в качестве первого аргумента, передается действительная часть, в качестве второго – мнимая. Либо записать число в виде a + bj.
Рассмотрим несколько примеров.
Создание комплексного числа.
Комплексные числа можно складывать, вычитать, умножать, делить и возводить в степень.
У комплексного числа можно извлечь действительную и мнимую части.
Для получения комплексносопряженного число необходимо использовать метод conjugate().
Битовые операции
В Python доступны битовые операции, их можно производить над целыми числами.
Побитовое Исключающее ИЛИ (XOR).
Сдвиг вправо и влево.
Представление чисел в других системах счисления
В своей повседневной жизни мы используем десятичную систему исчисления, но при программирования, очень часто, приходится работать с шестнадцатеричной, двоичной и восьмеричной.
Представление числа в шестнадцатеричной системе
Представление числа в восьмеричной системе
Представление числа в двоичной системе
Библиотека (модуль) math
В стандартную поставку Python входит библиотека math, в которой содержится большое количество часто используемых математических функций.
Для работы с данным модулем его предварительно нужно импортировать.
Рассмотрим наиболее часто используемые функции.
math.ceil(x)
Возвращает ближайшее целое число большее, чем x.
math.fabs(x)
Возвращает абсолютное значение числа.
math.factorial(x)
Вычисляет факториал x.
math.floor(x)
Возвращает ближайшее целое число меньшее, чем x.
math.exp(x)
math.log2(x)
Логарифм по основанию 2.
math.log10(x)
Логарифм по основанию 10.
math.log(x[, base])
По умолчанию вычисляет логарифм по основанию e, дополнительно можно указать основание логарифма.
math.pow(x, y)
Вычисляет значение x в степени y.
math.sqrt(x)
Корень квадратный от x.
Тригонометрические функции, их мы оставим без примера.
math.cos(x)
math.sin(x)
math.tan(x)
math.acos(x)
math.asin(x)
math.atan(x)
И напоследок пару констант.
math.pi
math.e
Помимо перечисленных, модуль math содержит ещё много различных функций, за более подробной информацией можете обратиться на официальный сайт.
P.S.
Если вам интересна тема анализа данных, то мы рекомендуем ознакомиться с библиотекой Pandas. На нашем сайте вы можете найти вводные уроки по этой теме. Все уроки по библиотеке Pandas собраны в книге “Pandas. Работа с данными”. 
>>
