阿萌在学数学算式的运算顺序,他做了一些算式的练习题,但不知道运算结果是否正确。阿萌眯着眼睛想了一会儿,终于有了好方法。

阿萌想到的办法就是用Python来验证算式的计算结果。在Python的Shell窗口可以直接执行算式,并输出算式的计算结果。阿萌在Shell窗口很快就得到了上图算式的结果。

Python的计算结果比阿萌的计算结果精确多了,阿萌的计算结果保留了2位小数,Python则保留了多位小数。
在Pyhton语言中,算式被称为表达式。算式中的数值称为操作数,算式中的运算符号称为运算符。

在表达式中,算式的数值称为操作数,算式的运算符号称为运算符。在一些复杂的运算中,简单的表达式可以组合为复杂的表达式,其操作数本身可能就是一个表达式。

例如上图表达式运算符“+”两边的操作数是(12+9)和(20/5),它们本身就是一个表达式。
表达式的计算结果或者是数值,或者是逻辑值(逻辑值只有两种结果,真或假),关于逻辑值在后面的课程还会讲到。表达式计算结果是数值的称为算术表达式,计算结果是逻辑值的称为关系表达式或逻辑表达式。
阿萌为了更好理解表达式,他画了一张图:

从阿萌画的这张图可以看出,表达式的计算结果分为数值和逻辑值:算术表达式的计算结果为数值;关系表达式或逻辑表达式的计算结果为逻辑值。
阿萌为了学好算术表达式,他列了一张表,这张表对算术表达式使用到的运算符和数学算式中的运算符号进行了比较,这样就可以借助数学算式的运算符号来理解算术表达式的运算符。

在阿萌列出的算术运算符表格中,加减乘除运算符已经比较熟悉了。阿萌现在做的是需要了解取模运算符“%”、幂运算运算符“**”和取整除“//”运算符。
取模运算符“%”用于取模运算,取模运算和数学中的取余运算是一样的,运算结果返回两个数值相除后的余数。

阿萌首先计算163除以7,163除以7的商是23余数是2。然后他在IDLE的Shell窗口输入算术表达式“163 % 7”,按下电脑键盘的【Enter】键,Shell窗口执行阿萌输入的算术表达式并输出结果2,阿萌通过上机操作理解了取模运算,取模运算的结果为两数相除后的余数。

“15 % 5”的运算结果是多少呢?同学们应该知道15除以5的余数是0。如果两数相除的余数是0,那么这两个数取模运算的结果是多少呢?
阿萌在Shell窗口输入“15 % 5”,Shell窗口执行算式,并输出结果0。

幂运算符“**”用于数值的乘方运算,乘方运算是指一个数连续自乘n次,可以称为该数的n次乘方。例如:3个5连续自乘,可以称为3的5次乘方。除0外,任何数的0次乘方都为1。乘方运算的结果称为幂,因此乘方运算也称为幂运算。
幂运算符“**”有两个操作数,运算符左边的操作数是乘方的底数,运算符右边的操作数是乘方的指数。例如:计算2的3次方,算术表达式可以这么写“2**3”,2是底数,3是指数。

阿萌在Shell窗口输入了算术表达式“2**3”,Shell窗口输出计算结果8。阿萌提醒同学们使用幂运算符时,运算符左侧的数值是乘方运算的底数,运算符右侧的数值是乘方运算的指数。

取整除运算符“//”用于两数除法取商的整数部分,也就是运算结果返回两数相除后商的整数部分,商的小数部分及余数忽略。例如:19除以2的取整除运算结果是9。
取整除运算符“//”有两个操作数,运算符左边的操作数是被除数,运算符右边的操作数是除数。

阿萌在Shell窗口输入算术表达式“19 // 2”,Shell窗口输出计算结果9。阿萌提醒同学们注意,在输入“//”运算符时要注意和除法运算符“/”的区别,除法运算符是一个“/”符号,取整除是两个“//”符号。

了解了算术运算符,阿萌要做下面的练习,请同学们一起来做!

在上机练习前,先介绍一下练习的操作步骤:
(1)首先启动IDLE开发工具,Shell窗口被打开。

(2)在Shell窗口的命令提示符“>>>”的光标处输入算术表达式,算术表达式输入完成后,按下电脑键盘【Enter】键,Shell窗口会执行刚才输入的算术表达式,并在算术表达式的下面一行,输出算术表达式的计算结果。

阿萌在Shell窗口输入上面的算式,每输入完成一个算式,就按下电脑键盘的【Enter】键执行该算式。

>>> 21+79-32
68
>>> 28+120*8
988
>>> (45+16)/4*23
350.75
>>> 3**3
27
>>> 19 % 6
1
>>> 21 // 6
3
>>>
初学Python的同学在输入算术表达式时,可能会在输入法的中文模式下输入,如果在中文模式下输入,可能会导致算术表达式的语法错误。

上面的错误就是阿萌在输入算式时,在中文模式下输入了小括号“(”,Shell窗口会输出“语法错误:标识符中的字符无效”错误。
小结
表达式是由一个或多个操作数通过运算符组合而成。最简单的表达式仅由一个运算符和一个操作数构成,较复杂的表达式则由多个运算符以及多个操作数构成。算术表达式的计算结果为一个数值,如果是逻辑或关系表达式,其计算结果为逻辑值,即真或假。
上机练习
请同学们先用笔算计算下面的算术表达式,然后在用Python验证算式的计算结果是否正确。
(1)0.94*2.6-0.9*2.6
(2)3**2//3+(12-5)
(3)6/3+10//3**2