基本介绍
我们之前学习的五节课的内容,掌握的怎么样了呢?是不是已经感受到了编程的乐趣了呢?
嗯,今天开始呀,我们给小朋友们带来了编程最有意思的部分:基本的数学运算。
这个数学运算呢,是计算机的强项哟,在计算机诞生之初就肩负了应对大型和超大型的算术运算的使命滴。
在之前的课程里,我们熟悉并练习了在交互模式中使用Python,我们已经做了一些简单的算术运算了,那么来看看Python还能对数字做些什么,还能完成哪些数学运算?
也许你没有意识到,数学确实无处不在!特别是在编程中,我们一直都在使用数学。
但是呢,这并不是说你必须要成为一位数学大师才能学习编程哟。
不过呢,可以想一下······
每个游戏都需要某种累计的分数;在屏幕上显示图形图像时必须要使用数字来确定位置和颜色;移动物体会有方向和速度,这一切的一切都是需要使用数字来描述呀!所有有意思的程序几乎都会以某种方式使用数字和数学。
所以,我们今天就来学习Python中有关的数字和数学~木辛博士说
这里学习到的很多知识同样也适用于其他编程语言,也可以在电子表格之类的其他程序中使用哟。并不是只有Python采用了这种方式完成数学运算。
不变的四大基本运算
在之前的文章里,我们已经看到过Python可以做一些数学运算:使用加号(+)完成加法;使用星号(*)完成乘法。
“那么使用减号也能做减法吗?”有个小朋友问了我一个这样的问题。
小朋友们你们觉得呢?
嗯嗯,编程重在实践,让咱们来试一试吧?
哈,不错哟,看来咱们的推测是正确的:减号是可以做减法的。
那么咱们引申出一个问题:咱们使用Python怎么做除法计算呢?好像键盘上没有除号这个字符哟?
这个问题呀,就由木辛博士给小朋友讲解吧~木辛博士说
在计算机键盘上并没有除号(➗)这个键,所以所有的程序都使用前斜杠(/)表示除法。
就像这样☟☟☟☟
嗯嗯,不错不错,咱们得到了Python使用除法进行计算的方法木辛博士说
咱们在计算过程中用到了整数,那么什么是整数呢?
整数(integer)就是我们平常数数时所说的数,比如1、2、3,另外还包括0和负数,比如-1、-2、-3.
那是不是还有其他类型的数字呢?
是的,还有一种叫做小数(decimal number)也叫实数(real number),这些数是由小数点及其后边的小数位组成滴,比如1.25、0.3752和-10.2。
在计算机编程中,小数也称为浮点数(floating-point number,有时简称floats,或者float)。这是因为小数点会“浮动”呀。像0.0012345或者1234.6都是浮点数。
有趣的操作符
+、-、*、和/符号都被称为操作符。这是因为他们会“操作”或者处理放在符号两边的数字。=号也是一种操作符,这个被称为赋值操作符(assignment operator),因为我们用它为一个变量赋值。木辛博士说
操作符(operator)就是会对他两边的东西有影响或者有“操作”的符号。这种影响可能是赋值、检查或者改变一个或者多个这样的东西。
完成运算的+、-、*、和/都是操作符。所操作的东西都被称为操作数(operand)。
奇妙的操作顺序
我们这里有个问题想请问下在座的小朋友 ☟☟
下边两个计算哪个是正确的呢?
是
2 + 3 * 4 = 20
还是
2 + 3 * 4 = 14
小朋友们思考一下这个问题
好了,咱们通过实际操作验证下吧?
哈哈,是不是很神奇呢?
在数学中有一种运算顺序,指定了先计算哪些操作符,后计算哪些操作符,而不管他们的书写顺序。就像我们小学数学老师教的那样:先乘除后加减。
Python也是遵循这种正确的数学规则的,所以,他会先做乘法再做加法。当然了之后咱们还会遇到指数计算,那么指数计算优先级就更高了。
但是小朋友们又问了,如果我们就是想先算加减后算乘除呢?有没有什么办法?
这当然是有办法的了~
我们只需要在他们的两边加上括号(圆括号),比如像这样
那么,Python就会先计算2+3得到5,然后在用5乘以4,得到20了。
在强调一次哈:这与数学课上讲的是一样滴。Python(和所有其他的编程语言)都会遵循正确的数学规则和运算顺序。
另外还有两个操作符
我们这里还有两个算数操作符要告诉小朋友,可以这么说,现代的程序里有99%的操作符都是由这两个操作符再加上刚才讲的4个基本操作符组成的。
指数 : 自乘为一个幂
如果把3乘5次,可以写成 3 * 3 * 3 * 3 * 3
这就等同于 3的指数为5,也可以说是 3的5次幂。Python这里呢,使用一个双星号表示指数或者将一个数自乘为一个幂。
取余:求余数
小朋友们是否还记得,咱们在刚开始学习除法的时候,如果两个数不能整除,最后会得到一个余数:
7 / 2 = 3, 余数是1
7 / 2的答案中有一个商,也就是这里的3,还有一个余数,也就是1。
那么我们在Python中怎么显示余数操作呢?
Python中有一个特殊的操作符,被称为取余(modulus)操作,这个操作就是来计算整数相除的余数的。这个符号是这么写:%。
对!就是这么写!
非常大和非常小
小朋友们是否还记得我们之前做过一个测试:将两个非常大的数相乘吗?我们得到的答案也是非常大的一个数字。
有时候Python会用一种稍微不同的方式显示非常大的数。可以在交互模式中试试看:
咦?这个结果数字里边怎么会有一个e呢?
嗯嗯,这个问题小朋友们问的好。木辛博士说
这个e是计算机中显示非常大或者非常小的数字时采用的一种方法。这叫做E记法。
处理非常大(或者非常小)的数的时候,要把所有的数字以及小数位都显示出来可能不太现实。
这种数在数学和科学领域经常出现。例如,一个天文程序姚先生地球到某个行星的距离,可能会显示成3800000000000000000或者 38 000 000 000 000 000。
不论采用哪种方式,数完所有的0都会让咱们崩溃滴。
显示这些数字有另一种方法:科学计数法,就是一个小数再乘以10的幂。
那么刚才提到的地球到某个行星的距离就可以写成了 3.8乘以10的16次方。
由于计算机中不能使用上标和下标计数法,所以呢,聪明的科学家们就采用了另一种计数方法:E记法。
E记法
在E记法中,上边提到的数字可以写成 3.8E16 或者3.8e16,读作“3.8指数16”或者读成“3.8 e 16”。这里假设指数是10 的幂。木辛博士说
在大多数的程序和计算机语言(当然包括Python)中,大写和小写E都是允许的。
我们讲了非常大的数的记数方法,那么对于非常小的数呢?
对于非常小的数,比如 0.000000000000132 ,可以使用一个负指数表示。E记法就写作 1.32e-13。负指数表示要把小数点向左移动xxx位。
好了,咱们本次的课程——— 基本的数学运算 就讲到这里吧
小朋友们你们学到了什么呢?用Python如何完成基本的数学运算
整数和浮点数
求幂(自乘得到一个幂)
E记法的一些知识
最后,小朋友们做几个测试题巩固下所学的知识吧~Python中乘法使用哪个符号?
Python计算 8 / 3的答案是什么?
Python中计算 2 * 2 * 2 * 2的另一个做法是什么?
采用E记法,18 000 000 000 000 应该怎么写?
希望通过本次的课程,小朋友们学习到了知识,并可以收获快乐~~
咱们下次课程再见吧~拜拜~~