【6日でできるPython入門】四則演算

プログラミングで最も基本的な処理の一つが「四則演算」です。
 四則演算とは、足し算・引き算・掛け算・割り算のことを指します。Pythonは、この四則演算が非常にシンプルな記述で行えるのが特徴です。
 Pythonのインタラクティブ(対話)モードを利用すれば、ちょっとした電卓代わりにもなりますし、複雑な計算も簡単にプログラム化できます。
 ここ章では、Pythonによる四則演算の基本的な使い方や構文、演算子の優先順位、エラー処理の注意点などを解説します。

1.Pythonの対話モードと四則演算

1.1. 対話モード(インタラクティブモード)の使い方

Pythonには対話モードがあります。これは、コマンドを1行ずつ入力して、その場で実行結果を確認できるモードです。
主に、Pythonを学び始めたばかりの人や、ちょっとした計算・動作確認に使われます。

起動方法内容
コマンドプロンプトpython または python3 と入力
Jupyter Notebookブラウザ上で手軽に実行&記録できる
IDLE標準で付属するPythonの対話環境

特徴

  • 実行結果がすぐ表示される。
  • プログラムの一部をすぐに試せる。

1.2. Pythonの四則演算の基本

Pythonでは、以下の演算子を用いて四則演算を行います。

演算記号結果
足し算+7 + 29
引き算-10 - 37
掛け算*4 * 520
割り算/20 / 45.0

ポイント

  • 割り算 / は小数点が含まれた結果になる(整数でも 5.0 のように表示される)。
  • 整数部分だけ欲しい場合は //(切り捨て割り算)を使う。

2.応用演算とエラー処理

2.1. 四則演算を使った実用プログラム例

ここでは「商品の値段と個数、割引率を入力し、合計金額と割引後の金額を計算する」Pythonプログラムを紹介します。

ファイル名: lesson02-1.py

# 商品の値段、個数、割引率を入力して合計金額と割引後金額を計算するプログラム

print("商品の値段を入力してください(円):")
price = int(input())
print("購入する個数を入力してください:")
quantity = int(input())
print("割引率を入力してください(例:10なら10%):")
discount_rate = float(input())

# 合計金額の計算(掛け算)
total = price * quantity
print("合計金額は", total, "円です。")

# 割引額の計算
discount = total * (discount_rate / 100)
print("割引額は", int(discount), "円です。")

# 割引後の金額(引き算)
final_price = total - discount
print("割引後の支払金額は", int(final_price), "円です。")

実行結果

商品の値段を入力してください(円):
500
購入する個数を入力してください:
3
割引率を入力してください(例:10なら10%):
15
合計金額は 1500 円です。
割引額は 225 円です。
割引後の支払金額は 1275 円です。

プログラム構文解説

部分解説
input()ユーザーから値を入力させる。戻り値は文字列型なのでint()float()で数値変換する必要がある。
*掛け算。値段 × 個数で合計金額を求める。
/割引率をパーセント→小数へ(10%→0.1)。
-割引額を引いて最終金額を求める。
print()日本語メッセージで計算結果を表示する。

2.2. 0による割り算エラー(ZeroDivisionError)

 数学と同様、0で割ることはPythonでも禁止されています。もし割り算の分母が0の場合はエラー(ZeroDivisionError)が発生します。

実行例

ファイル名: lesson02-2.py

a = 10
b = 0
print(a / b)

実行結果

Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 3, in <module>
    print(a / b)
ZeroDivisionError: division by zero

2.3. 演算子の優先順位と括弧

Pythonの演算子には優先順位があります。基本的に数学と同じルールです。

優先順位演算子説明
1()丸括弧
2**べき乗
3*, /, //, %掛け算、割り算、剰余
4+, -足し算、引き算

サンプル

ファイル名: lesson02-3.py

result = 10 + 5 * 2 - (8 / 4) ** 2
print("計算結果は", result, "です。")

実行結果

計算結果は 16.0 です。

解説

  • まず (8 / 4) が計算され、2.0
  • 次に 2.0 ** 24.0
  • 次に 5 * 210
  • 10 + 10 - 4.016.0

3.四則演算を使った演習問題

3.1. 選択問題:エラーになるのはどれ?

次のうち、実行時にZeroDivisionErrorとなるものを選びましょう。

Noコード例結果
112 - 012
27 * 00
38 / 0ZeroDivisionError(エラー)
43 ** 01

3.2. 穴埋め問題

( )内に当てはまる演算子を入れてください。

問題正解解説
20 ( ) 5+25(足し算)
30 ( ) 10-20(引き算)
6 ( ) 3 ( ) 2* /1.0(掛け→割り算)

3.3. 応用問題(余り、切り捨て、べき乗)

問題正解解説
14 ( ) 4//3(切り捨て割り算)
14 ( ) 4%2(余り)
3 ( ) 3**27(3の3乗)

 このように、Pythonでは四則演算が簡単かつ直感的に扱えます。複雑な計算や自動化にもすぐ応用できるのが大きな魅力です。