いまさら始めるPython3(3)-数値と演算子の扱い

2017/07/06 tomizo_no.2

はじめに

ここでは、Pythonでの数値と演算子の扱いを紹介します。

数値を使用する目的は、主に数値の演算に使うため、合わせて演算子についても紹介しています。ただし、演算子については、最初から全て知っておかなくても、後から必要に応じて覚えればよいので、参考までに。

しかしながら、Pythonを使ってデータ分析や機械学習などを行う場合、数値や演算子をよく知っておく必要があります。

数値の型

Pythonの数値の型は、次のものがあります。

型	例
整数	123, -45, 12345678901234567890
浮動小数点数	1.23, 1.23e4, 1.23e-4
複素数	1+2j, 1.2+3.4j

整数は、短整数と長整数がありますが、短整数が演算していくなかでオーバーフローする場合は長整数に置き換えられるため、短整数、長整数を意識する必要はほぼありません。

また、メモリ上の制限を除けば、事実上、無限の桁数が使えるらしいです。（本当かどうか試したことがありませんが）

浮動小数点数は、通常の小数の表記とeを使った10の累乗の表記ができます。

複素数は、実数部+虚数部の形で表記し、虚数部の最後に「j」を付与します。

以下のようにインタープリター上で値を入力してみると、どのような数値かわかります。

>>> 123
123
>>> -45
-45
>>> 12345678901234567890
12345678901234567890
>>> 1.23
1.23
>>> 1.23e4
12300.0
>>> 1.23e-4
0.000123
>>> 1+2j
(1+2j)
>>> 1.2+3.4j
(1.2+3.4j)

整数の表記(2進数、8進数、16進数)

プログラムを書いていく中で、場合によっては10進数以外に2進数、8進数、16進数のような表記が必要な場合もあります。

これらについては、次のように表記します。

2進数 2進数文字列の先頭に「0b」を付与　例：0b101011
8進数 8進数文字列の先頭に「0o」を付与　例：0o12345670
16進数 16進数文字列の先頭に「0x」を付与　例：0x1234567890abcdef

上記を試しにインタープリター上で入力すると次のようになります。（整数として出力されます）

>>> 0b101011
43
>>> 0o1234567
342391
>>> 0x1234567890abcdef
1311768467294899695

数値の演算子

数値を演算することを示す演算子には次のものがあります。

演算	演算子	表記	例	演算結果(補足)
加算	+	x+y	1+2	=3
減算	-	x-y	4-1	=3
乗算	*	x*y	2*3	=6
除算	/ //	x/y x//y	5/2 5//2	=2.5(浮動小数点) =2(整数)
剰余	%	x%y	5%2	=1
累乗	**	x**y	5**2	=25

型変換

数値の型変換は、組み込み関数のint()やfloat()で行うことができます。

>>> int(2.34)
2
>>> float(123)
123.0

論理演算子

Pythonでは、論理演算子は、if文の条件のような真/偽で使用します。

演算	演算子	表記	例	演算結果(補足)
論理和	or	x or y	1 or 2 2 or 1 0 or 2 2 or 0	=1(0以外なら前の数字) =2(0以外なら前の数字) =2(0でない方の数字) =2(0でない方の数字)
論理積	and	x and y	1 and 2 2 and 1 0 and 2 2 and 0	=2(0がなければ後の数字) =1(0がなければ後の数字) =0(いずれか0なら0) =0(いずれか0なら0)
論理否定	not	not x	not 3 not 0	=False(真≠0の否定は偽) =True(偽=0の否定は真)

ビット演算子

ビット演算子は、バイナリ値(2進数)の論理演算で使用します。

演算	演算子	表記	例	演算結果(補足)
ビット論理和	\|	x \| y	1\|2	=3(0b01と0b10の論理和)
ビット論理積	&	x & y	10&2	=2(0b1010と0b0010の論理積)
ビット排他的論理和	^	x ^ y	10^2	=8(0b1010と0b0010の排他的論理和)
ビット反転	~	~ x	~10	=-11(説明はちょっと難しいので省略)
左シフト	<<	x << y	10<<2	=40(0b1010を左に2ビットシフト)
右シフト	>>	x >> y	10>>2	=2(0b1010を右に2ビットシフト)