数学运算 | 小菜学编程

我们已经装好 Python 开发环境，并且成功运行第一个 Python 程序。虽然程序只是在屏幕上打印一句话，但这只是第一步，我们还可以让计算机执行更高级的任务呢！

计算器

我们可以将 Python 当做计算器来用，让计算机做一些简单的数学运算。打开 Python 终端，输入算式并按回车即可，例如计算 1 + 1 的值：

1
2


>>> 1 + 1
2

不止加法，常用的数学运算符， Python 都支持：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23


>>> # 减法
>>> 10 - 2
8

>>> # 乘法
>>> 5 * 5
25

>>> # 除法
>>> 1 / 4
0.25

>>> # 平方
>>> 5 ** 2
25

>>> # 立方
>>> 2 ** 3
8

# 乘方(10的10次方)
>>> 10 ** 10
10000000000

请注意，# 号开头表示注释， Python 将忽略注释内容。

运算符优先级

对于包含多个运算符的算式，计算顺序由运算符优先级决定。小时候我们都知道，先算乘除，再算加减，同级按从左到右的顺序计算。

1
2


>>> 1 + 2 + 3
6

这个式子先计算 1 + 2 ，再将结果与 3 相加，等价于：

1
2
3
4


>>> 1 + 2
3
>>> 3 + 3
6

而下面这个式子则先计算乘法，再跟前面的 1 相加：

1
2
3
4
5
6
7
8


>>> 1 + 10 * 10
101

>>> # 等价于
>>> 10 * 10
100
>>> 1 + 100
101

如果需要先计算加法，可以用括号将加法括起来：

1
2


>>> (1 + 10) * 10
110

变量

现在，我们来做一些有意义的计算，例如计算圆的面积。假设以 3.14 为圆周率，按圆面积计算公式 $\pi{r}^2$，半径为 1 的圆面积可以这样计算：

1
2


>>> 3.14 * 1 ** 2
3.14

这么简单不如口算得了，来点稍微复杂一点的：

1
2


>>> 3.14 * 1.5 ** 2
7.065

如果以 3.14159 为圆周率，结果又是多少呢？

1
2


>>> 3.14159 * 1.5 ** 2
7.0685775

由于圆周率是一个很长的常数，容易写错，我们可以用一个变量将它保存起来：

1

>>> pi = 3.14159

程序中的变量可以理解成一个保存着某个值的名字，通过 变量名 即可取出对应的值。我们将变量 pi 的值打印到屏幕看看：

1
2


>>> print(pi)
3.14159

这样一来，我们计算圆面积时便无须敲下长长的小数了，直接使用变量 pi 即可：

1
2


>>> pi * 1.5 ** 2
7.0685775

变量，顾名思义，值是可以改变的。例如，我们可以将 pi 的值修改为 3.14 ：

1
2
3


>>> pi = 3.14
>>> pi
3.14

现在，以新的圆周率，重新计算半径为 1.5 的圆的面积：

1
2


>>> pi * 1.5 ** 2
7.065

顺便提一下，使用变量前必须先定义变量，否则程序将报错：

1
2
3
4


>>> pi2
Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'pi2' is not defined

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