Python Math Operators: คู่มือตัวดำเนินการคณิตศาสตร์

ไม่ว่าคุณจะสร้างอะไร ก็มีโอกาสที่ตัวเลขจะปรากฏขึ้นที่ไหนที่นั่นในโค้ดของคุณ คุณอาจใช้ตัวเลขจัดเก็บราคาสินค้าบนเมนูสำหรับแอปร้านอาหาร หรือทำการแปลงหน่วยระหว่างสกุลเงินต่างๆ ในแอปแลกเปลี่ยนสกุลเงิน

ผู้เริ่มต้น Python มักถามว่าทำอย่างไรให้ดำเนินการคณิตศาสตร์กับตัวเลขในโค้ดของพวกเขา บทช่วยสอนนี้จะตอบคำถามนั้น เราจะช่วยคุณนำทางพื้นฐานของตัวดำเนินการคณิตศาสตร์ใน Python จนจบการอ่านบทช่วยสอนนี้ คุณจะเป็นผู้เชี่ยวชาญในการใช้ตัวดำเนินการคณิตศาสตร์ในตัวของ Python

Operator (ตัวดำเนินการ) คืออะไร?

ก่อนที่เราจะอภิบายวิธีใช้ตัวดำเนินการคณิตศาสตร์ของ Python เราต้องย้อนกลับมาพูดถึงตัวดำเนินการ

Operator (ตัวดำเนินการ) คือสัญลักษณ์พิเศษที่ดำเนินการเฉพาะเจาะจงในโปรแกรม ตัวอย่างเครื่องหมายลบ (-) เป็นตัวดำเนินการ มันถูกใช้เพื่อดำเนินการลบ

Operators มาทุกรสชาติ แตสำหรับบทช่วยสอนนี้ เราจะเน้นที่ Python math operators คุณอาจได้ยินเรียกพวกมันว่า "arithmetic operators" (ตัวดำเนินการเลขคณิต)

การบวกและการลบ

ตอนนี้เรารู้พื้นฐานของ operators แล้ว มาสำรวจวิธีใช้ตัวดำเนินการคณิตศาสตร์ของ Python เริ่มจากการบวกและการลบ

เครื่องหมายบวก (+) ช่วยให้คุณดำเนินการบวกในโปรแกรม เครื่องหมายลบ (-) ช่วยให้คุณดำเนินการลบ มาสำรวจตัวอย่างบางตัวของสัญลักษณ์เหล่านี้ในโปรแกรม

สมมติว่าเราต้องการบวก 5 และ 10 เข้าด้วยกัน เราสามารถทำได้ด้วยโค้ดนี้:

print(5 + 10)

โค้ดของเราคืนค่า: 15

นักพัฒนา Python บ่อยครั้งใช้ตัวแปรในสมการคณิตศาสตร์ นี่สามารถปรับปรุงความอ่านง่ายได้ เพราะคุณสามารถกำหนดฉลากให้แต่ละตัวแปร ซึ่งจะช่วยคุณติดตามวัตถุประสงค์ของค่าที่คุณกำลังทำงานอยู่ ตัวอย่างเช่น เพื่อลบ 19 จาก 27 เราสามารถใช้โค้ดนี้:

a = 27
b = 19
print(a - b)

โค้ดของเราคืนค่า: 8

ในโค้ดของเรา "a" และ "b" เป็นตัวแปร เราตั้งค่า "a" เป็น 27 และค่า "b" เป็น 19 จากนั้นเราลบ "b" จาก "a"

เมื่อทำงานกับตัวดำเนินการคณิตศาสตร์ของ Python เราสามารถใช้ทั้งจำนวนบวกและลบ (สมมติว่าตัวเลขที่เราใช้สามารถให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องทางคณิตศาสตร์ได้ หากคุณพยายามหารตัวเลขด้วย 0 ตัวอย่างเช่น ข้อผิดพลาดจะถูกคืนค่า) ตัวอย่างเช่น เราสามารถบวกจำนวนบวกกับจำนวนลบ ได้อย่างนี้:

a = 8
b = -9
print(a + b)

โค้ดของเราคืนค่า: -1

จนตอนนี้ เราทำงานกับจำนวนเต็ม (integers) แต่เรายังสามารถใช้ floating-point numbers (ทศนิยม) ในการดำเนินการคณิตศาสตร์ใน Python ได้ หากเราระบุทศนิยมในการดำเนินการคณิตศาสตร์ โปรแกรมจะคืนค่าทศนิยม

สมมติว่าเราต้องการบวก 8.2 กับ 4 เราสามารถทำได้ด้วยโค้ดนี้:

print(8.2 + 4)

โค้ดของเราคืนค่า: 12.2

ตามที่คุณเห็น โปรแกรมของเราคืนค่าผลรวมของตัวเลขสองตัวของเรา แทนในรูปทศนิยม

การคูณและการหาร

เครื่องหมายดอกจัน (*) เดียว ใช้คูณตัวเลขใน Python และเครื่องหมายทับ (/) เดียว ใช้หารตัวเลขใน Python

สมมติว่าเราต้องการคูณ 92 ด้วย 8 เราสามารถทำได้ด้วยโค้ดนี้:

a = 92
b = 8
print(a * b)

โค้ดของเราคืนค่า: 736

ตามที่คุณเห็น เราใช้ตัวดำเนินการ * เพื่อคูณตัวเลขของเรา

เช่นเดียวกัน สมมติว่าเราต้องการหารทศนิยมสองตัว เราสามารถทำได้ด้วยโค้ด Python 3 นี้:

a = 18.2
b = 2
print(a / b)

โค้ดของเราคืนค่า: 9.1

ในโค้ดนี้ เราใช้เครื่องหมายทับเพื่อระบุว่าเราต้องการหารตัวเลขของเรา

มีค่าที่ควรสังเกตว่า เมื่อคุณหารตัวเลขโดยใช้เครื่องหมายทับใน Python 3 ผลลัพธ์สุดท้ายจะเป็น unrounded float (ทศนิยมที่ไม่ปัดเศษ) เสมอ อย่างไรก็ตาม หากคุณหารตัวเลขใน Python 2 โดยใช้เครื่องหมายทับ ผลลัพธ์สุดท้ายจะเป็นจำนวนเต็ม (integer)

ดังนั้น เมื่อเรารันโค้ดข้างต้นใน Python 2 โปรแกรมคืนค่า: 9

Modulo Operator (ตัวดำเนินการโมดูล로)

เครื่องหมายเปอร์เซ็นต์ (%) ทำหน้าที่เป็น Python modulo operator ตัวดำเนินการนี้คืนค่าเศษทางคณิตศาสตร์ แทนที่จะเป็นผลลัพธ์สุดท้าย ของการดำเนินการหาร

สมมติว่าเราต้องการหาเศษของ 20 หาร 6 เราสามารถทำได้ด้วยโค้ดนี้:

a = 20
b = 6
print(a % b)

โค้ดของเราคืนค่า: 2

20 สามารถหารด้วย 6 ได้ 3 ครั้ง และเศษคือ 2 ดังนั้น โปรแกรมคืนค่า 2

Power Operator (ตัวดำเนินการยกกำลัง)

ดอกจันสองตัว (**) ประกอบเป็น Python power operator ตัวดำเนินการยกกำลังช่วยให้คุณยกกำลังตัวเลขหนึ่งด้วยอีกตัวเลขหนึ่ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตัวดำเนินการยกกำลังช่วยให้คุณคูณตัวเลขด้วยตัวมันเองจำนวนครั้งที่กำหนด

ดังนั้น สมมติว่าเราต้องการคำนวณ 5 ยกกำลัง 3 — กล่าวอีกนัยหนึ่ง คูณ 5 ด้วยตัวมันเอง 3 ครั้ง (5 x 5 x 5) เราสามารถทำได้ด้วยโค้ดนี้:

a = 5
b = 3
print(a ** b)

โค้ดของเราคืนค่า: 125

ตัวดำเนินการยกกำลังบอกโปรแกรมของเราให้ยกค่าของ "a" ให้เป็นเลขชี้กำลังของค่า "b" ดังนั้น ใช้ค่าที่เรากำหนด โปรแกรมคำนวณ 5 ยกกำลัง 3 และคืนค่า 125

ลำดับการดำเนินการ (Operator Precedence)

ในคณิตศาสตร์ ปัญหาจะถูกแก้โดยลำดับการดำเนินการเฉพาะ กฎที่กำหนดไว้ล่วงหน้ากำหนดลำดับที่คุณดำเนินการคำนวณที่มีหลายการดำเนินการ

สิ่งเดียวกันก็จริงใน Python จริงๆ แล้ว Python ปฏิบัติตามลำดับการดำเนินการมาตรฐานที่ใช้ในคณิตศาสตร์

พิจารณาคำสั่งโปรแกรมมิ่งต่อไปนี้:

problem = 10 + 15 / 2

คำตอบของปัญหานี้ หากอ่านจากซ้ายไปขวา และไม่คำนึงถึงลำดับการดำเนินการมาตรฐาน คือ 12.5 อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่คำตอบที่ถูกต้อง

เมื่อคุณทำโจทย์คณิตศาสตร์ คุณต้องทำการหารก่อนการบวก ดังนั้น 15 ควรหารด้วย 2 ก่อน จากนั้น ผลลัพธ์ของนั้นจะบวกกับ 10 คำตอบที่ถูกต้องคือ 17.5

เช่นเดียวกัน หากเรารันปัญหานี้ใน Python โปรแกรมคืนค่า: 17.5

ลำดับการดำเนินการในคณิตศาสตร์มีดังนี้:

• Brackets (วงเล็บ)
• Order (ยกกำลัง / รากที่สอง)
• Division (การหาร)
• Multiplication (การคูณ)
• Addition (การบวก)
• Subtraction (การลบ)

นี่สร้างเป็นย่อหน้า BODMAS เมื่อ Python กำลังทำงานผ่านโจทย์คณิตศาสตร์ มันจะใช้ลำดับนี้

ตารางอ้างอิง Python Operators

ในบทช่วยสอนนี้ เราสำรวจตัวดำเนินการ Python หลัก นี่คือตารางอ้างอิงของสิ่งที่เราครอบคลุม:

สรุป

Python ให้ตัวดำเนินการคณิตศาสตร์หลากหลายช่วยให้คุณทำงานกับตัวเลขในโค้ดของคุณได้

ในบทช่วยสอนนี้ เราอภิบายวิธีใช้ตัวดำเนินการบวก ลบ คูณ หาร โมดูลโฟ และยกกำลัง เรายังอภิบายลำดับการดำเนินการที่ Python ปฏิบัติเมื่อแก้โจทย์คณิตศาสตร์ ตอนนี้คุณพร้อมที่จะเริ่มใช้ตัวดำเนินการคณิตศาสตร์ของ Python อย่างมืออาชีพแล้ว!