Python - 数値を使った計算

このnoteでは、プロラミング初心者にむけて、Pythonで扱う数値に関する基本的な知識と、実際に簡単な計算（演算）を行い結果を確認する手順を記載しています。

このnoteを読んでわかる・できること
・Pythonで扱う数値の種類の理解
・簡単な演算（加算・減算・乗算・除算など）
・変数を使った少し応用的な演算

noteの中で紹介してるコードは、コンソールなどで実際に動かして、何がどうなっているのか確認・理解しながら進めることをお勧めします。

プログラミングは実際に動かすことがとても重要で、書かれているものを読むだけの学習に比べ、習得するスピードもとても早いです。

是非内容を読むだけではなく、実際に動かしてみてください。

数値型の種類

まずは、Pythonで主に扱う数値について紹介します。
Pythonで扱う数値型は主に2種類（整数・不動小数点数）です。
*その他に、複素数というものが存在しますが、今は覚えないで問題ありません。

リテラルとは
変数の対義語で、コード上に直接書く数値のことです。
以下のように、（）の中に記載されている値を示す場合は、数値リテラルは1などと呼びます。
>>> print( 1 )

整数・浮動小数点数の書き方

# 整数：int
>> n = 1
>> print( n, type(n) )
1 <class 'int'>

# 不動少数点数：float
>> n = 3.14
>> print( n, type(n) )
3.14 <class 'float'>

演算子

何かの計算をするときは、演算子（+, - など）を使って結果を求めます。
Pythonで使う基本的な演算子の種類は以下の通りです。

加算
足し算です。

# 加算
>> 1 + 1
2

減算
引き算です。

# 減算
>> 2 - 1
1

乗算
掛け算です。
紙での計算とは異なり、プログラムの世界では乗算の演算子として、アスタリスク（*）を使用します。

# 乗算
>> 2 * 2
4

除算
割り算です。
整数値で割りけれない場合は、浮遊小数点数として出力されます。

# 除算（結果が整数）
>> 4 / 2
2

# 除算（結果が浮遊小数点数）
>> 3 / 2
1.5

剰余
割り算の余りです。

# 剰余（例１）
>> 3 % 2
1

# 剰余（例２）
>> 5 % 3
2

べき乗
以下のように記載し、「x を n回掛け算する計算」のことです。

x  : 「基数」と呼びます。
n：「指数」と呼びます。

# べき乗を使った計算（例１）
>> 2 ** 3
8

# 例１と同じ意味・計算になる計算
>> 2 * 2 * 2
8

計算の優先順位

計算には優先順位があります。
優先順位は、演算子ごとに決まっていて、本noteにて紹介している演算子の優先順位は以下の通りとなります。
優先順位が同列の演算子の場合は、記載したプログラムの順（左から右にかけて順番）に計算されます。

# 優先順位を確認する計算
>> 10 + 2 * 3 ** 2
28

優先順位の変更
紙の計算同様、括弧（）で囲まれた計算は優先して算出されます。

# 優先順位を変更した計算
>> ( 10 + 2 ) * 3 ** 2
108

変数を使った計算

計算は数値リテラルだけではなく、変数でもできます。
変数へは数値リテラルをそのまま格納できる他、計算の結果を変数に格納することもできます。

# 変数を使った計算

# a に 2 を代入
>> a = 2

# b に 計算結果 3 を代入
>> b = a + 1

# a と b の加算結果 ( 2 + 3 ) を表示
>> a + b
5

計算式の簡略化
変数を使って計算を行う場合は、以下のように [ = ] の直前に演算子を加える方法で記載することもできます。

# ( a = 10 + 1 ) と同じ意味
>> a = 10
>> a += 1
>> a
11

# ( a = 10 - 1 ) と同じ意味
>> a = 10
>> a -= 1
>> a
9

# ( a = 10 * 2 ) と同じ意味
>> a = 10
>> a *= 2
>> a
20

# ( a = 10 / 2 ) と同じ意味
>> a = 10
>> a /= 2
>> a
5

実際にやってみよう

それでは、実際に変数を作成し、変数にどのような値が格納されているか確認する簡単なプログラムをコンソールで動かしてみましょう。

* [ >> ] から始まる行の内容を実際に打ち込んで実行してください。
* [ # ] から始まる行は、コメント行です。

動かす内容
・ 数値リテラルを使った計算
・ 変数を混ぜた計算
・ 変数を混ぜた計算の簡略記載

# 加算
>> a = 1 + 1
>> print( a, type(a) )
2 <class 'int'>

# 減算
>> a = 10 - 1
>> print( a, type(a) )
9 <class 'int'>

# 乗算
>> a = 10 * 2
>> print( a, type(a) )
20 <class 'int'>

# 除算
>> a = 10 / 2
>> print( a, type(a) )
5.0 <class 'float'>

# 剰余
>> a = 10 % 2
>> print( a, type(a) )
0 <class 'int'>

# 指数
>> a = 2 ** 3
>> print( a, type(a) )
8 <class 'int'>

# 加算（簡略）
>> b = 10
>> b += 1
>> b
11

# 減算（簡略）
>> b -= 1
>> b
10

# 乗算（簡略）
>> b *= 2
>> b
20

# 除算（簡略）
>> b /= 2
>> b
10.0

# 剰余（簡略）
>> b %= 6
>> b
4.0

# 指数（簡略）
>> b **= 2
>> b
16

おわり

初歩的な計算ばかりで、物足りない内容だったかもしれませんんが、ゆっくりでいいので、しっかり内容を理解して進めていきましょう。

簡略化の式は、コードの可読性（読みやすさ）なんかを意識して、使ったり使わなかったりするようにしてください。

次回は、「文字列」について記載する予定です。

よろしくお願いします。