Python3の数値と演算と数学モジュール

まえがき

Pythonにある数値は３つ。

• 整数型：int型（10進数、2進数、8進数、16進数 ）
• 不動小数点型：float型（倍精度不動小数点）
• 複素数型：complex型（実部と虚部）

そして、数学モジュールとして「fractions：有理数」がある。

この記事では数値型とその演算についてまとめてみる。

変更履歴

新規作成：2020/03/07

この記事の環境

• python 3.8.1
• os: MacOS
• モジュール：標準モジュール（数学モジュール）

Python3で扱える数値

先に述べたとおり数値型には３種類ある。他の言語にはもっとあるし、PyrhonについてPython2にはもっとあったらしい。これをたったの３つにしたので普通のint型、float型ではないので詳しくみていこう。

int型には最大値はない

Python3のint型には最大値はない。最大値はないが限界はあって、それはメモリによって決まる。限界まで使うことは通常はないと思う。

ちなみに２進数などの表記と変換を以下のように書く。

"""\
型としてはint型かstr型になる。
int型としての表記と、１０進数をstr型に変換する方法がある。
演算はint型どうしとして普通にできる。
"""

# 2, 8, 16
int_bin = 0b1000
int_oct = 0o1000
int_hex = 0x1000
# 大文字でもOK
int_bin_big = 0B1000
int_oct_big = 0O1000
int_hex_big = 0X1000
# 演算もOK、正しprint()では10進数で出力される
int_sum = int_bin + int_oct + int_hex
print(int_sum)
# そのまま出力したい場合は変換関数を使う
ch_bin = bin(128)
ch_oct = oct(128)
ch_hex = hex(128)
print(ch_bin)
print(ch_oct)
print(ch_hex)

# _で区切りを付けられる
sep_int_bin = 0b0110_0101_1010
# 関数と文字列メソッドによる変換
ch_sep_int_bin_1 = format(sep_int_bin, 'b')
ch_sep_int_bin_2 = format(sep_int_bin, '#b')
print(ch_sep_int_bin_1)
print(ch_sep_int_bin_2)

Python3の数値の演算

公式ドキュメントの書いてあるとおり。きお付けたいのはPythonの割り算の返り値はint型どうしの割り算で有ってもfloat型になる点。割り切れた場合でも1.0などのfloat型になる。

余りを求めるのも「%」を使い、VBのようにmod()を使ったりしない。「//」で小数点以下を切り捨てられるので状況に合わせて思い出したい。

数学モジュールについて

Python3には標準モジュールとして多くの数学モジュールがある。全部は調べないけれど何があるのか知っておきたい。公式ドキュメント丸パクリ。

• numbers – 数の抽象基底クラス
  
  • 抽象基底クラス の階層を定義
• math – 数学関数
  
  • 数論および数表現の関数
  • 指数関数と対数関数
  • 三角関数
  • 角度変換
  • 双曲線関数
  • 特殊関数
  • 定数
• cmath – 複素数のための数学関数
  
  • 極座標変換
  • 指数関数と対数関数
  • 三角関数
  • 双曲線関数
  • 類別関数
  • 定数
• decimal – 十進固定及び浮動小数点数の算術演算
  
  • float型よりも利点が多い
• fractions – 有理数
• random – 擬似乱数を生成する
• statistics – 数理統計関数
  
  • 統計で使うやつ

データサイエンスや機械学習で出番が多そう。

むすび

正直、割り算の返り値がfloat型になること、「//」で切り捨てられることだけ覚えておけば問題ない気がする。数学モジュールは使ってみたい。外部モジュールにも有名なものがあるわけだから、データサイエンス的なことやって見たいです。