Зарегистрируйтесь для доступа к 15+ бесплатным курсам по программированию с тренажером

Арифметические операции Python: Основы программирования

На базовом уровне компьютеры оперируют только числами. Даже в прикладных программах на высокоуровневых языках внутри много чисел и операций над ними. К счастью, для старта достаточно знать обычную арифметику — с нее и начнем.

Счётные палочки

Для сложения двух чисел в математике мы пишем, например, 3 + 4. В программировании — то же самое. Вот программа, складывающая два числа:

3 + 4

Арифметика в программировании практически не отличается от школьной арифметики.

Строчка кода 3 + 4 заставит интерпретатор сложить числа и узнать результат. Эта программа будет работать, но в ней нет смысла, потому что по сути мы не даём команду интерпретатору, мы просто говорим ему «смотри, сумма трёх и четырёх». В реальной работе недостаточно сообщать интерпретатору о математическом выражении. Например, при создании интернет-магазина недостаточно просить интерпретатор посчитать стоимость товаров в корзине, а нужно просить посчитать стоимость И показать цену покупателю.

Нам нужно попросить интерпретатор сложить 3 + 4 И дать команду сделать что-то с результатом. Например, вывести его на экран:

# Сначала вычисляется сумма,
# затем она передается в функцию печати
print(3 + 4)  # => 7

Кроме сложения доступны следующие операции:

Теперь давайте выведем на экран результат деления, а потом результат возведения в степень:

print(8 / 2)   # => 4.0 (При делении двух чисел получается тип данных float)
print(3 ** 2)  # => 9
print(9 % 2)   # => 1

Операторы

Знак операции, такой как +, называют оператором. Операторы выполняют операции над определенными значениями, которые называются операндами. Сами операторы, обычно, представлены одним или несколькими символами. Реже словом. Подавляющее большинство операторов соответствуют математическим операциям.

print(8 + 2)

В этом примере + это оператор, а числа 8 и 2 — это операнды.

В случае сложения у нас есть два операнда: один слева, другой справа от знака +. Операции, которые требуют наличия двух операндов, называются бинарными. Если пропустить хотя бы один операнд, например, так 3 +, то программа завершится с синтаксической ошибкой.

Операции бывают не только бинарными, но и унарными (с одним операндом) и даже тернарными (с тремя операндами)! Причем операторы могут выглядеть одинаково, но обозначать разные операции. Символы + и - используются не только как операторы. Когда речь идёт про отрицательные числа, то знак минуса становится частью числа:

print(-3)  # => -3

Выше пример применения унарной операции к числу 3. Оператор минус перед тройкой говорит интерпретатору взять число 3 и найти противоположное, то есть -3. Это немного может сбить с толку, потому что -3 — это одновременно и число само по себе, и оператор с операндом, но у языков программирования такая структура.

Коммутативная операция

Мы все помним со школы: «от перемены мест слагаемых сумма не меняется». Это один из базовых и интуитивно понятных законов арифметики, он называется коммутативным законом. Бинарная операция считается коммутативной, если, поменяв местами операнды, вы получаете тот же самый результат. Очевидно, что сложение — коммутативная операция: 3 + 2 = 2 + 3.

А вот является ли коммутативной операция вычитания? Конечно, нет: 2 - 3 ≠ 3 - 2. В программировании этот закон работает точно так же, как в арифметике. Более того, большинство операций, с которыми мы будем сталкиваться в реальной жизни, не являются коммутативными. Отсюда вывод: всегда обращайте внимание на порядок того, с чем работаете.

Композиция операций

Рассмотрим пример:

print(2 * 4 * 5 * 10)

Как видно, операции можно соединять друг с другом, получая возможность вычислять все более сложные составные выражения. Чтобы представить себе то, как происходят вычисления внутри интерпретатора, давайте разберем пример: 2 * 4 * 5 * 10.

  1. Сначала вычисляется 2 * 4 и получается выражение 8 * 5 * 10.
  2. Затем 8 * 5. В итоге имеем 40 * 10.
  3. В конце концов происходит последнее умножение, и получается результат 400.

Приоритет операций

А что, если понадобится вычислить такое выражение: 2 + 2 * 2. Именно так и запишем:

print(2 + 2 * 2)  # => 6

В школьной математике мы изучали понятие «приоритет операции». Приоритет определяет то, в какой последовательности должны выполняться операции. Например, умножение и деление имеют больший приоритет, чем сложение и вычитание, а приоритет возведения в степень выше всех остальных арифметических операций: 2 ** 3 * 2 вычислится в 16.

Но нередко вычисления должны происходить в порядке, отличном от стандартного приоритета. В сложных ситуациях приоритет можно (и нужно) задавать круглыми скобками, точно так же, как в школе, например: (2 + 2) * 2. Скобки можно ставить вокруг любой операции. Они могут вкладываться друг в друга сколько угодно раз. Вот пара примеров:

print(3 ** (4 - 2))  # => 9
print(7 * 3 + (4 / 2) - (8 + (2 - 1)))  # => 14

Главное при этом соблюдать парность, то есть закрывать скобки в правильном порядке. Это, кстати, часто становится причиной ошибок не только у новичков, но и у опытных программистов. Для удобства ставьте сразу открывающую и закрывающую скобку, а потом пишите внутреннюю часть. Редактор на нашем сайте (и большинство других редакторов кода) делают это автоматически: вы пишете (, а редактор сразу добавляет ). Это касается и других парных символов, например, кавычек. О них — в будущих уроках.

Иногда выражение сложно воспринимать визуально. Тогда можно расставить скобки, не повлияв на приоритет:

# Было
print(8 / 2 + 5 - -3 / 2)  # => 10.5

# Стало
print(((8 / 2) + 5) - (-3 / 2))  # => 10.5

Запомните: код пишется для людей, потому что код будут читать люди, а машины будут только исполнять его. Для машин код — или корректный, или не корректный, для них нет «более» понятного или «менее» понятного кода.


Аватары экспертов Хекслета

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.

Ошибки, сложный материал, вопросы >
Нашли опечатку или неточность?

Выделите текст, нажмите ctrl + enter и отправьте его нам. В течение нескольких дней мы исправим ошибку или улучшим формулировку.

Что-то не получается или материал кажется сложным?

Загляните в раздел «Обсуждение»:

  • задайте вопрос. Вы быстрее справитесь с трудностями и прокачаете навык постановки правильных вопросов, что пригодится и в учёбе, и в работе программистом;
  • расскажите о своих впечатлениях. Если курс слишком сложный, подробный отзыв поможет нам сделать его лучше;
  • изучите вопросы других учеников и ответы на них. Это база знаний, которой можно и нужно пользоваться.

Об обучении на Хекслете

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно.

  • 130 курсов, 2000+ часов теории
  • 900 практических заданий в браузере
  • 360 000 студентов
Даю согласие на обработку персональных данных, соглашаюсь с «Политикой конфиденциальности» и «Условиями оказания услуг»

Наши выпускники работают в компаниях:

Логотип компании Альфа Банк
Логотип компании Aviasales
Логотип компании Yandex
Логотип компании Tinkoff
Рекомендуемые программы

С нуля до разработчика. Возвращаем деньги, если не удалось найти работу.

Иконка программы Python-разработчик
Профессия
Разработка веб-приложений на Django
18 мая 10 месяцев

Используйте Хекслет по максимуму!

  • Задавайте вопросы по уроку
  • Проверяйте знания в квизах
  • Проходите практику прямо в браузере
  • Отслеживайте свой прогресс

Зарегистрируйтесь или войдите в свой аккаунт

Даю согласие на обработку персональных данных, соглашаюсь с «Политикой конфиденциальности» и «Условиями оказания услуг»