آموزش پایتون به زبان ساده: ریاضیات

امروز قصد دارم که با یکی از مهم‌ترین مباحث پایه‌ای در برنامه‌نویسی صحبت کنیم و اون ریاضیات در پایتون هستش. البته شما هم شاید جزو اون دسته افرادی باشید که با ریاضیات میانه خوبی ندارین. اما نگران نباشید در این مقاله سعی می‌کنم که مطالب خیلی پیچیده‌ای نگم و در حد نیازمون یه سری مطالب رو به بیان ساده بگم.

خب قبل از شروع بیایم یه مروری بر موضوعاتی که قراره تو این قسمت بیان داشته باشیم.

• کار با Python Shell به عنوان ماشین‌حساب
• بررسی انواع اعداد در پایتون – به طور کلی سه نوع عدد در پایتون وجود داره: اعداد صحیح، اعشاری و مختلط
• انواع عملگرهای ریاضی و اولویت عملگرها

کار با Python Shell به عنوان ماشین حساب

احتمالا می‌دونید که کامپیوترها نوعی ماشین‌حساب هستند البته از نوع پیشرفته‌اش. و البته تاریخچه کامپیوتر هم بر میگرده به زمان اختراع ماشین حساب‌ها. حالا اینو گفتم که چی؟ این ابزاری که ما قراره باهاش کار کنیم اسمش IDLE هستش. توی این محیط می‌تونیم ما کدهامون رو خط به خط بنویسیم و اجرا کنیم. همچنین این محیط یه قابلیتی شبیه ماشین حساب داره. مثلا می تونید عبارات ریاضی و محاسباتی مختلفی رو در محیط پایتون شل خط به خط وارد کنید و نتیجه رو ببینید. اجازه بدین با یه مثال این مطلب رو توضیح بدم:

ابتدا نرم افزار IDLE رو اجرا کنید.
حالا یه عبارت ریاضی مثل زیر رو تایپ کنید و Enter رو بزنید. مثلا:

11 + 3 – 4

همون طور که دیدین، میشه از این محیط به عنوان ماشین‌حساب هم استفاده کرد و انواع عملیات ریاضی پیچیده‌تری هم انجام داد که مثلا شامل ضرب و تقسیم و توان و چیزای دیگه هم باشه. پیشنهاد می‌کنم که به این مثال اکتفا نکنید و خودتون موارد دیگه‌ای رو هم امتحان کنید.

اما یه سوال؟ زمانی که ما مثلا یه سری عبارات پیچیده داریم که ترکیبی از ضرب و تقسیم و جمع و… هستند اونا رو با چه ترتیبی محاسبه کنیم؟ مثلا اول جمع و تفریق ها رو حساب کنیم یا ضرب و تقسیم ها رو؟ اینجاست که اولویت عملگرها اهمیت پیدا می‌کنه.

انواع عملگرهای ریاضی

خب اول اجازه بدین که انواع عملگرهای ریاضی رو معرفی کنیم. همون‌طور که می‌بینید در ادامه جدول عملگرهای حسابی رو قرار دادم.

خب همون طور که میدونید در عبارات ترکیبی و پیچیده طبیعتا باید یه قانون یا اولویتی برای به کارگیری این عملگرها باشه که در جدول پایین به ترتیب اولولیت عملگرها از بالا به پایین اومده.

خب فکر می‌کنم بهتره که یه خورده هم عملی کار کنیم و از تئوری فاصله بگیریم.
گفتیم که از محیط پایتون شل میشه به عنوان یه ماشین حساب استفاده کرد. اما این کار یه مشکلی داره. چی مثلا؟
تا اینجا که این قابلیت شبیه ماشین حساب های معمولیه. اما بعضی مواقع ما نیاز داریم که محاسبات و عبارات خودمون رو ذخیره داشته باشیم و هر بار مجبور نباشیم که اونها رو بنویسیم. اینجاست که باید یه برنامه یا کد رو تو محیط ویرایشگر بنویسیم.

برای اینکار از همون محیط پایتون شل، از منوی File -> New File یه پرونده جدید باز کنید و کدهای خودتون رو داخلش بنویسید.

توضیح:
برای اینکه عبارات خودمون رو ذخیره داشته باشیم باید از متغیرها کمک بگیریم و بهشون مقدار بدیم. مثلا فرض کنید که میخوایم فرمول محاسبه مساحت و محیط یه مستطیل رو بدست بیاریم. 
خب همون طور که می‌دونید برای حل مسایل ریاضی سه تا عامل داریم:

• ورودی
• فرمول
• خروجی

برای مثال:
ورودی‌های ما طول و عرض هستند که به ترتیب با tool و arz مشخص می‌کنیم.
فرمول محاسبه مساحت و محیط مربع هم رو که همه بلدید.
مساحت = حاصل ضرب طول در عرض
محیط = دو برابر حاصل جمع طول و عرض
خروجی ما هم که همون مقادیر مساحت و محیط هستند

خب حالا میخوایم یه برنامه خیلی ساده بنویسیم که همین عملیات ساده رو برای ما انجام بده و نتیجه رو توی خروجی نشون بده:

tool = 4
arz = 3

masahat = tool * arz
mohit = (tool + arz) * 2

print(“masahat: “,masahat)
print(“mohit: “,mohit)

بعد از نوشتن کدها، برنامه‌تون رو ذخیره کنید و اون رو اجرا کنید. اگه اجرای برنامه رو بلد نیستید، پیشنهاد می‌کنم که قسمت نصب و راه‌ندازی پایتون رو یه نگاهی بهش بیندازین.

بعد از اجرا شما باید چنین خروجی‌ای رو داشته باشین:

خب این یک مثال ساده بود و شما می‌تونید برای یادگیری بهتر خودتون مثال‌های دیگه‌ای رو هم در نظر بگیرین و کدهاشو بزنید. توصیه می‌کنم که علاوه بر مثال‌هایی که توی این آموزش‌ها گفته میشه خودتون هم دست به کیبرد باشین و بیشتر کد بزنین.

این مقاله هم به پایان رسید. امیدوارم که از مطالب و توضیحات اون لذت برده باشین.

منبع: آموزش پایتون به زبان ساده: ریاضیات - وبسایت شخصی محمدحسین میثاق‌پور