【レッスン1-3】データ型と演算子を使った四則演算｜Python入門
一つ前のLessonでは変数の基本について学習しました。
今回は基本データ型と算術演算子について見ていきます。
Lesson１：基礎文法編
・Lesson1-1：Pythonの入り口｜初めてコードを書いてみよう
・Lesson1-2：変数の基本を理解しよう
・Lesson1-3：四則演算をしよう ◁今回はココ
・Lesson1-4：文字列を操作しよう
・Lesson1-5：フォーマット文字列を使いこなそう
・Lesson1-6：乱数を生成しよう
・練習問題1-1：レッスン１の内容を総復習しよう
Lesson２：制御構造編
Lesson３：関数とスコープ編
Lesson４：データ構造編
Lesson５：オブジェクト指向編
次のステップ：Pythonを用いたアプリ開発
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Pythonの基本データ型と算術演算子とは
ここから基本データ型と算術演算子の説明に入ります。
ページ下部にはこのページで出てくる用語の意味をまとめた 用語集 もありますので、分からない言葉が出てきたらそちらも参考にしてください。
基本データ型とは？
Pythonのプログラミングにおいて 基本データ型 とは、数値や文字列などの単純なデータを扱うための型を指します。
これらの型はデータをどのように表現し、どのように操作できるかを定義します。主な基本データ型には整数型（int）、浮動小数点数型（float）、文字列型（str）などがあります。
これらは、プログラム内でデータを扱う上で非常に重要な役割を果たします。
基本データ型の例
では、実際にPythonの基本データ型を使った例を見てみましょう。
変数を宣言し、その編すの型を type()関数 を使って確認します。
# 整数型（int） a = 5 # 変数aを宣言して5を代入 print(type(a)) # type(a)を出力 ⇒ <class 'int'>と出力される # 浮動小数点型（float） b = 3.14 # 変数bを宣言して3.14を代入 print(type(b)) # type(b)を出力 ⇒ <class 'float'>と出力される # 文字列型（str） message = "Hello, Python!" # 変数messageを宣言して「Hello, Python!」を代入 print(type(message)) # type(message)を出力 ⇒ <class 'str'>と出力される
例えばJava言語の場合だと、整数を宣言するなら「int a = 5」、文字列を宣言するなら「string message = Hello, Java!」のように記載する必要があります。
しかしPythonでは上記ようにデータ型を明示的に宣言する必要はなく、値を代入するとその型が自動的に決定されます。
上記の例では、変数aには整数、変数bには浮動小数点数、messageには文字列が格納されています。
- コラム：浮動小数点とは？
-
Pythonのfloatとは？浮動小数点数の仕組みと注意点
Pythonで小数を扱うときに使う
float（浮動小数点数）は、コンピュータが小数を表現するための方法です。ただし、すべての小数が正確に表せるわけではありません。
例えば、
0.1 + 0.2を計算すると0.3ではなく0.30000000000000004のような結果になることがあります。これは、
0.1や0.2が2進数では無限に続く小数になり、丸め誤差が生じるためです。この現象はPythonに限らず、ほぼすべての言語で共通です。正確な小数計算が必要な場合は、Lesson5で学習する
decimalモジュール を使うのが安全です。浮動小数点数は便利ですが、誤差が出ることを理解して使うことが大切です。
算術演算子とは？
算術演算子 は数値の計算を行うために使用される演算子です。Pythonでは基本的な算術演算子として次のようなものが提供されています。
+: 加算（例:a + b）-: 減算（例:a - b）*: 乗算（例:a * b）/: 除算（例:a / b）//: 整数除算（例:a // b、小数点以下を切り捨てた結果を返します）%: 剰余（例:a % b、余りを返します）**: べき乗（例:a ** b、aのb乗を返します）
これらの演算子を使って、数値同士のさまざまな計算を行うことができます。
算術演算子の使用例
次に、算術演算子を使って基本的な計算を行う例を見てみましょう。
# 2つの数値の定義 a = 10 b = 3 # 加算 sum = a + b # 変数sumを宣言し、a+bの結果を代入 print(sum) # 変数sumの中身を出力。13と出力される # 減算 diff = a - b print(diff) #7と出力される # 乗算 prod = a * b print(prod) #30と出力される # 除算 quot = a / b print(quot) #3.333...と出力される # 整数除算 int_quot = a // b print(int_quot) #3と出力される # 剰余 mod = a % b print(mod) #1と出力される # べき乗 power = a ** b print(power) #1000と出力される
このコードでは2つの数値aとbを使って、加算、減算、乗算、除算、整数除算、剰余、べき乗の結果をそれぞれ出力しています。
これらの算術演算子を使うことで、Pythonでは簡単に計算が行えます。
まとめ
Pythonの 基本データ型 は、プログラムで使用されるデータの種類を定義し、データを操作するための基礎を提供します。また 算術演算子 を使うことで、数値の基本的な計算が簡単に行えます。
初心者にとってこれらの基本を理解することは、Pythonのプログラムを書く上で非常に重要です。
最初は簡単な演算を試してみて、徐々に複雑な計算に挑戦してみましょう。
練習問題：基本データ型と算術演算子を使ってみよう
ユーザーから入力された2つの数値を使い、加算、減算、乗算、除算、整数除算、剰余、べき乗の7種類を行うプログラムを作成してください。
入力された数値と、それぞれの計算結果を画面に表示することを目標とします。
また、加算結果のコードは以下のように指定します。
加算結果 = a + b # 変数「加算結果」を宣言し、a+bの結果を代入
print(f"加算結果: {a} + {b} = {加算結果}")これは フォーマット文字列 というまだ学習していない書き方ですが、今回はこれをマネしてその他の計算コードを書いてください。
問題の詳細条件
以下の要件に従ってコードを完成させてください。
- ユーザーに2つの数値を入力させ、それらを整数として受け取ること。
- 加算、減算、乗算、除算、整数除算、剰余、べき乗の7種類の計算を行うこと。
- 計算結果をそれぞれ画面に表示すること。
ただし、以下のような実行結果となるコードを書くこと。
1つ目の数値を入力してください: 10 2つ目の数値を入力してください: 3 加算結果: 10 + 3 = 13 減算結果: 10 - 3 = 7 乗算結果: 10 * 3 = 30 除算結果: 10 / 3 = 3.333... 整数除算結果: 10 // 3 = 3 剰余結果: 10 % 3 = 1 べき乗結果: 10 ** 3 = 1000
【ヒント】難しいと感じる人だけ見よう
１からコードを組み立てることが難しい場合は、以下のヒントを開いて参考にしましょう。
- ヒント１【コードの構成を見る】
-
正解のコードは上から順に以下のような構成となっています。
１．数値入力
1-1. 1つ目の数値をユーザーに入力させる
1-2. 2つ目の数値をユーザーに入力させる
２．加算処理
2-1. 入力された数値の加算を行う
2-2. 加算結果を出力する
３．減算処理
3-1. 入力された数値の減算を行う
3-2. 減算結果を出力する
４．乗算処理
4-1. 入力された数値の乗算を行う
4-2. 乗算結果を出力する
５．除算処理
5-1. 入力された数値の除算を行う
5-2. 除算結果を出力する
６．整数除算処理
6-1. 入力された数値の整数除算を行う
6-2. 整数除算結果を出力する
７．剰余処理
7-1. 入力された数値の剰余を計算する
7-2. 剰余結果を出力する
８．べき乗処理
8-1. 入力された数値のべき乗を計算する
8-2. べき乗結果を出力する
- ヒント２【穴埋め問題にする】
-
以下のコードをコピーし、コメントに従ってコードを完成させて下さい。
# ユーザーに2つの数値を入力してもらいます。 a = int(input("1つ目の数値を入力してください: ")) b = int(input("2つ目の数値を入力してください: ")) # 算術演算子を使った計算 """【穴埋め問題１】 ここに2つの数値の加算を行い、その結果を変数に代入するコードを書いてください。 """ print(f"加算結果: {a} + {b} = {加算結果}") """【穴埋め問題２】 ここに2つの数値の減算を行い、その結果を変数に代入するコードを書いてください。 """ print(f"減算結果: {a} - {b} = {減算結果}") """【穴埋め問題３】 ここに2つの数値の乗算を行い、その結果を変数に代入するコードを書いてください。 """ print(f"乗算結果: {a} * {b} = {乗算結果}") """【穴埋め問題４】 ここに2つの数値の除算を行い、その結果を変数に代入するコードを書いてください。 """ print(f"除算結果: {a} / {b} = {除算結果}") """【穴埋め問題５】 ここに2つの数値の整数除算を行い、その結果を変数に代入するコードを書いてください。 """ print(f"整数除算結果: {a} // {b} = {整数除算結果}") """【穴埋め問題６】 ここに2つの数値の剰余を計算し、その結果を変数に代入するコードを書いてください。 """ print(f"剰余結果: {a} % {b} = {剰余結果}") """【穴埋め問題７】 ここに2つの数値のべき乗を計算し、その結果を変数に代入するコードを書いてください。 """ print(f"べき乗結果: {a} ** {b} = {べき乗結果}")
このヒントを見てもまだ回答を導き出すのが難しいと感じる場合は、先に正解のコードと解説を見て内容を理解するようにしましょう。
問題の答え合わせ
この問題の一つの正解例とそのコードの解説を以下に示します。
一つの正解例
例えば以下のようなプログラムが考えられます。
- 正解コード
-
# ユーザーに2つの数値を入力してもらいます。 a = int(input("1つ目の数値を入力してください: ")) b = int(input("2つ目の数値を入力してください: ")) # 算術演算子を使った計算 # 加算 加算結果 = a + b print(f"加算結果: {a} + {b} = {加算結果}") # 減算 減算結果 = a - b print(f"減算結果: {a} - {b} = {減算結果}") # 乗算 乗算結果 = a * b print(f"乗算結果: {a} * {b} = {乗算結果}") # 除算 除算結果 = a / b print(f"除算結果: {a} / {b} = {除算結果}") # 整数除算 整数除算結果 = a // b print(f"整数除算結果: {a} // {b} = {整数除算結果}") # 剰余（余り） 剰余結果 = a % b print(f"剰余結果: {a} % {b} = {剰余結果}") # べき乗 べき乗結果 = a ** b print(f"べき乗結果: {a} ** {b} = {べき乗結果}")
正解例の詳細解説
このPythonコードでは、ユーザーから2つの数値を入力してもらい、その数値を使って算術演算（加算、減算、乗算、除算など）を行い、その結果を表示します。
このコードを通じて、基本データ型と算術演算子を学ぶことができます。
- 詳細解説
-
ユーザーに数値を入力してもらう
a = int(input("1つ目の数値を入力してください: ")) b = int(input("2つ目の数値を入力してください: "))まず、
input()関数を使ってユーザーから数値を入力してもらいます。この入力は文字列として扱われるため、int()を使って整数に変換しています。これにより、数値同士の計算ができるようになります。
aとbの変数にそれぞれユーザーが入力した数値を代入します。加算の計算
加算結果 = a + b print(f"加算結果: {a} + {b} = {加算結果}")ここでは、
+演算子を使って2つの数値を加算しています。算術演算子の+は、2つの数値を足し合わせるために使用します。加算の結果を
加算結果という変数に格納し、print()関数を使って結果を表示します。f文字列を使って、変数の値を出力する形になっています。減算の計算
減算結果 = a - b print(f"減算結果: {a} - {b} = {減算結果}")ここでは、
-演算子を使って2つの数値を減算しています。aからbを引いた結果を減算結果という変数に格納し、結果を表示します。乗算の計算
乗算結果 = a * b print(f"乗算結果: {a} * {b} = {乗算結果}")乗算には
*演算子を使います。aとbを掛け合わせた結果を乗算結果に格納し、結果を出力します。除算の計算
除算結果 = a / b print(f"除算結果: {a} / {b} = {除算結果}")/演算子を使って、aをbで割ります。ここでは通常の除算が行われ、小数点を含む結果が表示されます。整数除算の計算
整数除算結果 = a // b print(f"整数除算結果: {a} // {b} = {整数除算結果}")//演算子を使うと、整数除算が行われます。これは、小数点以下を切り捨てた結果を返す演算子です。例えば、10を3で割ると、通常の除算は3.33となりますが、整数除算では3になります。
剰余の計算
剰余結果 = a % b print(f"剰余結果: {a} % {b} = {剰余結果}")%演算子は、剰余（余り）を計算します。aをbで割ったときの余りが計算されます。例えば、10 % 3 の結果は1です。べき乗の計算
べき乗結果 = a ** b print(f"べき乗結果: {a} ** {b} = {べき乗結果}")**演算子は、べき乗を計算するために使用されます。aをb乗した結果を計算します。例えば、a = 2、b = 3の場合、2 ** 3は8となります。まとめ
このコードでは基本データ型（整数型）を使って、ユーザーから入力された2つの数値に対して、加算、減算、乗算、除算、整数除算、剰余、べき乗の計算を行い、結果を表示しています。
Pythonの基本的な算術演算子を学ぶことができる、とても良い例です。
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Python用語集｜データ型と算術演算子編
今回の記事で出てきた用語・関数などを一覧で紹介します。
このサイトに出てくる 全てのPython用語をまとめた用語集 も活用してください。
| Python用語 | 定義・使い方の概要 | 解説記事へのリンク |
|---|---|---|
| 変数 | 値に名前を付けてプログラム内で再利用できるようにする仕組み | Lesson1-2 |
| 基本データ型 | プログラム言語において最も基本的に使われるデータの種類（数値、文字列など） | 本記事 |
整数型（int 型） | 小数点を含まない数値を扱うデータ型で、正負の整数の演算に利用される | 本記事 |
浮動小数点数型（float 型） | 実数を表すために使われるデータ型で、数値の小数部分を扱える | 本記事 |
文字列型（str 型） | 文字や記号の並びをデータとして扱う型。ユーザーの入力やメッセージ表示に使用される | 本記事 |
type() 関数 | 渡された値のデータ型を調べて、その型オブジェクトを返す標準関数 | 本記事 |
| 浮動小数点 | 小数点を含む実数のこと。計算誤差が生じることがあるため注意が必要 | 本記事 |
FAQ｜Python学習の第一歩：演算子とデータ型編
- Q1.
+演算子は数値と文字列どちらにも使える？ -
はい、ただし型が異なる場合にはエラーになります。例えば
1 + "1"はエラーになるため、型をそろえる必要があります。
- Q2. 浮動小数点数の計算で誤差が出るのはなぜ？
-
コンピュータの内部処理では、小数を正確に表現できないことがあり、これが誤差の原因です。精度が必要な場合は
decimalモジュールを使いましょう。
- Q3.
//や%の演算子はどう使う？ -
//は整数の商を、%は余りを求める演算子です。割り算の結果が整数や余りとして必要な場面で使います。