Einführung
Zahlen sind extrem häufig in der Programmierung. Sie werden verwendet, um Dinge wie Bildschirmgrößendimensionen, geografische Standorte, Geld und Punkte, die Zeitdauer, die in einem Video vergeht, Positionen von Spielavataren und Farben durch Zuweisen numerischer Codes darzustellen.
Mathematische Operationen in der Programmierung effektiv ausführen zu können, ist eine wichtige Fähigkeit, die Sie entwickeln müssen, da Sie häufig mit Zahlen arbeiten., Obwohl ein hochrangiges Verständnis der Mathematik Ihnen sicherlich helfen kann, ein besserer Programmierer zu werden, ist dies keine Voraussetzung. Wenn Sie keinen mathematischen Hintergrund haben, denken Sie an Mathematik als Werkzeug, um das zu erreichen, was Sie erreichen möchten, und um Ihr logisches Denken zu verbessern.
Wir arbeiten mit zwei der am häufigsten verwendeten numerischen Datentypen von Python, Ganzzahlen und Gleitkommazahlen:
Dieses Tutorial geht auf Operatoren ein, die mit Zahlendatentypen in Python verwendet werden können.
Operatoren
Ein Operator ist ein Symbol oder eine Funktion, die eine Operation anzeigt., In Mathe ist beispielsweise das Pluszeichen oder + der Operator, der die Addition angibt.
In Python werden wir einige bekannte Operatoren sehen, die aus der Mathematik übernommen werden, aber andere Operatoren, die wir verwenden werden, sind spezifisch für die Computerprogrammierung.
Hier ist eine Kurzreferenztabelle mit mathematischen Operatoren in Python. Wir werden alle folgenden Vorgänge in diesem Tutorial behandeln., of x and y
x and y x / y x to the y powerWe’ll also be covering compound assignment operators, including += and *=, that combine an arithmetic operator with the = operator.,
Addition und Subtraktion
In Python funktionieren Additions-und Subtraktionsoperatoren genauso wie in der Mathematik. Tatsächlich können Sie die Programmiersprache Python als Taschenrechner verwenden.,“>
Anstatt Ganzzahlen direkt in die Anweisung print zu übergeben, können wir Variablen so initialisieren, dass sie für ganzzahlige Werte stehen:
a = 88b = 103print(a + b)Output191Da Ganzzahlen sowohl positive als auch negative Zahlen sein können (und auch 0), können wir eine negative Zahl mit einer positiven Zahl hinzufügen:
c = -36d = 25print(c + d)Output-11Die Addition verhält sich bei Floats ähnlich:
e = 5.5f = 2.5print(e + f)Output8.0Da wir zwei Floats zusammen hinzugefügt haben, hat Python einen Float-Wert mit einer Dezimalstelle zurückgegeben.,
Die Syntax für die Subtraktion ist dieselbe wie für die Addition, außer dass Sie Ihren Operator vom Pluszeichen (+) in das Minuszeichen (-) ändern:
g = 75.67h = 32print(g - h)Output43.67Hier haben wir eine Ganzzahl von einem float subtrahiert. Python gibt einen Float zurück, wenn mindestens eine der an einer Gleichung beteiligten Zahlen ein Float ist.,
Unäre arithmetische Operationen
Ein unärer mathematischer Ausdruck besteht nur aus einer Komponente oder einem Element, und in Python können die Plus-und Minuszeichen als einzelnes Element gepaart mit einem Wert verwendet werden, um die Identität des Werts zurückzugeben (+), oder ändern Sie das Vorzeichen des Werts (-).
Obwohl nicht häufig verwendet, gibt das Pluszeichen die Identität des Werts an., Wir können das Pluszeichen mit positiven Werten verwenden:
i = 3.3print(+i)Output3.3Wenn wir das Pluszeichen mit einem negativen Wert verwenden, wird auch die Identität dieses Wertes zurückgegeben, und in diesem Fall wäre es ein negativer Wert:
j = -19print(+j)Output-19Mit einem negativen Wert wert das Pluszeichen gibt den gleichen negativen Wert zurück.
Das Minuszeichen ändert alternativ das Vorzeichen eines Werts., Wenn wir also einen positiven Wert übergeben, stellen wir fest, dass das Minuszeichen vor dem Wert einen negativen Wert zurückgibt:
i = 3.3print(-i)Output-3.3Wenn wir alternativ den unären Operator für Minuszeichen mit einem negativen Wert verwenden, wird ein positiver Wert zurückgegeben:
j = -19print(-j)Output19Die durch das Pluszeichen und das Minuszeichen angegebenen unären arithmetischen Operationen geben entweder die Identität des Werts bei +i oder das entgegengesetzte Vorzeichen des Werts zurück Wert wie in -i.,
Multiplikation und Division
Wie Addition und Subtraktion sehen Multiplikation und Division sehr ähnlich aus wie in der Mathematik. Das Zeichen, das wir in Python für die Multiplikation verwenden, ist * und das Zeichen, das wir für die Division verwenden, ist /.,
Hier ist ein Beispiel für die Multiplikation in Python mit zwei Float-Werten:
k = 100.1l = 10.1print(k * l)Output1011.0099999999999Wenn Sie in Python 3 teilen, wird Ihr Quotient immer als float zurückgegeben, auch wenn Sie zwei Ganzzahlen verwenden:
m = 80n = 5print(m / n)Output16.0Dies ist eine der wichtigsten Änderungen zwischen Python 2 und Python 3., Der Ansatz von Python 3 bietet eine fraktionierte Antwort, sodass bei Verwendung von / zum Teilen von 11 durch 2 der Quotient von 5.5 zurückgegeben wird. In Python 2 ist der für den Ausdruck 11 / 2 zurückgegebene Quotient 5.
Der Operator/ von Python 2 führt eine Division durch, wobei für den Quotientenx die zurückgegebene Zahl die größte Ganzzahl ist, die kleiner oder gleichxist., Wenn Sie das obige Beispiel von print(80 / 5) mit Python 2 anstelle von Python 3 ausführen, erhalten Sie 16 als Ausgabe ohne die Dezimalstelle.
In Python 3 können Sie // verwenden, um die Bodenteilung durchzuführen. Der Ausdruck 100 // 40 gibt den Wert von 2zurück. Die Bodenaufteilung ist nützlich, wenn Sie einen Quotienten in ganzen Zahlen benötigen.
Modulo
Der Operator % ist der Modulo, der den Rest und nicht den Quotienten nach der Division zurückgibt., Dies ist nützlich, um beispielsweise Zahlen zu finden, die ein Vielfaches derselben Zahl sind.
Schauen wir uns das Modulo in Aktion an:
o = 85p = 15print(o % p)Output10Um dies aufzubrechen, gibt 85 geteilt durch 15 den Quotienten von 5 mit einem Rest von 10 zurück. Der Wert 10 wird hier zurückgegeben, da der Modulooperator den Rest eines Divisionsausdrucks zurückgibt.
Wenn wir zwei Floats mit dem Modulo verwenden, wird für den Rest ein Float-Wert zurückgegeben:
q = 36.0r = 6.0print(o % p)Output0.0Im Fall von 36.,0 geteilt durch 6.0 gibt es keinen Rest, daher wird der Wert von 0.0 zurückgegeben.
Power
Der Operator ** in Python wird verwendet, um die Zahl links auf die Potenz des Exponenten rechts zu erhöhen. Das heißt, im Ausdruck 5 ** 3 wird 5 auf die 3.Potenz erhöht. In der Mathematik sehen wir diesen Ausdruck oft als 53 gerendert, und was wirklich vor sich geht, ist, dass 5 dreimal mit sich selbst multipliziert wird., In Python würden wir das gleiche Ergebnis von 125 erhalten, indem wir entweder 5 ** 3 oder 5 * 5 * 5.
Schauen wir uns ein Beispiel mit Variablen an:
s = 52.25t = 7print(s ** t)1063173305051.292Anheben des Floats 52.25 auf die Potenz von 7 durch den Operator ** wird ein großer Float-Wert zurückgegeben, der.,
Operator-Priorität
In Python müssen wir wie in der Mathematik berücksichtigen, dass Operatoren in der Reihenfolge ihrer Priorität bewertet werden, nicht von links nach rechts oder von rechts nach links.,
Wenn wir uns den folgenden Ausdruck ansehen:
u = 10 + 10 * 5Wir können ihn von links nach rechts lesen, aber denken Sie daran, dass die Multiplikation zuerst erfolgt, wenn wir also print(u) aufrufen, erhalten wir den folgenden Wert:
Output60Dies liegt daran, dass 10 * 5 ergibt 50, und dann fügen wir 10 hinzu, um 60 als Endergebnis zurückzugeben.,
You may be familiar with another acronym for the order of operations, such as BEDMAS or BODMAS., Welches Akronym auch immer für Sie am besten funktioniert, denken Sie daran, wenn Sie mathematische Operationen in Python ausführen, damit die erwarteten Ergebnisse zurückgegeben werden.
Zuweisungsoperatoren
Der häufigste Zuweisungsoperator ist einer, den Sie bereits verwendet haben: das Gleichheitszeichen =. Der Zuweisungsoperator = weist den Wert rechts einer Variablen links zu. Beispielsweise weist v = 23 der Variablen v den Wert der Ganzzahl zu 23.,
Beim Programmieren ist es üblich, zusammengesetzte Zuweisungsoperatoren zu verwenden, die eine Operation für den Wert einer Variablen ausführen, und dieser Variablen dann den resultierenden neuen Wert zuzuweisen. Diese zusammengesetzten Operatoren kombinieren einen arithmetischen Operator mit dem Operator =, daher kombinieren wir für die Addition + mit =, um den zusammengesetzten Operator +=zu erhalten., Mal sehen, wie das aussieht:
w = 5w += 1print(w)Output6Zuerst setzen wir die Variable w gleich dem Wert von 5, dann haben wir den += zusammengesetzten Zuweisungsoperator verwendet, um die richtige Zahl zu der Wert der linken Variablen und weisen Sie dann das Ergebnis w.,
Zusammengesetzte Zuweisungsoperatoren werden häufig bei for-Schleifen verwendet, die Sie verwenden, wenn Sie einen Vorgang mehrmals wiederholen möchten:
Output024681012Mit der for-Schleife konnten wir den Prozess des *= Operators automatisieren, der die Variable multiplizierte w durch die Nummer 2 und dann das Ergebnis in der Variablen w für die nächste Iteration der for Schleife zugewiesen.,
Python hat einen zusammengesetzten Zuweisungsoperator für jeden der in diesem Tutorial diskutierten arithmetischen Operatoren:
Zusammengesetzte Zuweisungsoperatoren können nützlich sein, wenn Dinge schrittweise erhöht oder verringert werden müssen oder wenn Sie bestimmte Prozesse in Ihrem Programm automatisieren müssen.
Fazit
Dieses Tutorial behandelte viele der Operatoren, die Sie mit den numerischen Datentypen integer und float verwenden. Wenn Sie weiterhin über Zahlen in Python lesen möchten, können Sie mit den integrierten Python 3-Funktionen für die Arbeit mit Zahlen fortfahren.,
Um mehr über andere Datentypen zu erfahren, schauen Sie sich das Verständnis von Datentypen in Python 3 an und erfahren Sie, wie Datentypen konvertiert werden, indem Sie lesen, wie Datentypen in Python 3 konvertiert werden.