Тема 3: Переменные и операции с ними.
Введение
Название "компьютер" происходит от слова "compute", что означает "считать" или "вычислять". Компьютеры были разработаны для выполнения сложных математических и логических операций, обработки данных и решения различных задач, связанных с вычислениями.
Для удобного и структурированного общения между человеком и компьютером, были придуманы языки программирования. Они предоставляют из себя набор инструкций и правил, с помощью которых программисты могут описывать алгоритмы и операции, которые компьютер должен выполнить.
Таким образом, компьютеры и языки программирования тесно связаны между собой, прежде всего, благодаря способности компьютеров эффективно выполнять вычисления, а языки программирования облегчают этот процесс, позволяя людям описывать задачи и указывать компьютеру, как именно их решать.
Переменные
Ну а там где задачи и вычисления, там конечно же математика. И да, без школьного уровня математики программирование не освоить. Однако, мы попробуем пройтись по основным понятиям языков программирования без использования сложной математики.
Как вы помните, основой школьного курса алгебры является понятие "неизвестного". Это некоторое значение, которое в школе часто обозначают "x" и просят вычислить.
Например, чему равен x, если 3x = 6. Он равен 2 (двум). А чему равен х если 2x = 8k, если "k" это тоже какое-то другое число? Очевидно что он равен 4k, и следовательно он может меняться в зависимости от того чему равно "k".
Такое изменение результатов решения задачи подводит нас к понятию переменной - некоторого объекта, который может принимать различные значения, при этом логически оставаясь на своем месте.
Хорошей аналогией для переменной в языках программирования являются ящики шкафа. Весь шкаф это доступная для нашей программы память, переменные это ящики в шкафу, надписи на ящиках это имена наших переменных, а содержимое ящиков - значения переменных.
А что же храниться в переменных-ящиках? В отличие от обычных ящиков, в которых может храниться все что угодно, в переменных могут храниться только числа. Но вот интерпретация этих числе может быть разная. Это могут быть простые числа (дробные и целые), при этом сами числа могут быть небольшими и занимать немного места, а могут быть и огромными и требовать много памяти. Также это могут быть числа, которые указывают на какие-то элементы таблицы символов и тогда они становятся буквами или символами, типа запятых, точек или тире. А могут быть группы чисел, и тогда они становятся последовательностями или массивами. Или это могут быть и довольно сложные взаимосвязанные группы чисел, и тогда мы говорим о них как о структурах данных.
Типы данных
Для того чтобы знать какого размера ящик нам нужен для хранения тех или иных данных, нам надо знать их тип.
В Python есть разные типы данных, и давайте начнем с основных - самыми простыми из них являются целые и дробные числа. Целые числа (integer - int) представляют собой положительные или отрицательные целочисленные значения без дробной части. Например, 1, 10, -5 - это целые числа. В Python целые числа могут иметь произвольную длину и не ограничены по размеру, что позволяет работать с очень большими числами.
Дробные числа (float) представляют собой числа с плавающей точкой, то есть числа с десятичной частью. Они используются для представления десятичных чисел, как целых, так и дробных. Например, 3.14, -2.5 - это дробные числа. Важно понимать, что в Python дробные числа могут иметь ограниченную точность из-за способа их представления в памяти компьютера.
Кроме целых и дробных чисел, в Python также есть другие типы данных, такие как строки (string - str). Строки представляют собой последовательность символов, которые заключены в одинарные или двойные кавычки. Они используются для хранения текстовой информации.
Так же есть специальные булевы числа (boolean - bool) они могут принимать только два значения и быть либо True (истина), либо False (ложь) эти числа используются для логических операций и условных выражений.
Операции с числами
В Python вы можете выполнять различные операции с переменными. Ниже приведены основные операции, которые можно использовать:
Вы можете выполнять математические операции с числами, такие как сложение (+), вычитание (-), умножение (*), деление (/) и возведение в степень (**). Например, вы можете написать
3 + 4для сложения чисел 3 и 4.Операции с остатком и целочисленным делением: Оператор
%используется для получения остатка от деления одного числа на другое. Например,10 % 3вернет остаток от деления числа 10 на 3, то есть 1. Оператор//выполняет целочисленное деление, возвращая целую часть результата деления. Например,10 // 3вернет 3, игнорируя дробную часть результата.
Ок, мы поняли как числа можно складывать, умножать, делить и т.д. теперь давайте разберемся с тем, как сохранять результат этих операций. Например, мы хотим сохранить результат сложения 2-х чисел 4 + 7. Для этого мы можем использовать какую-нибудь переменную, например a. Для того чтобы приравнять результат вычисления выражения 4 + 7 к значению переменной a, мы должны как в школе поставить знак "=", такое "равно" называется оператор присваивания и используется для сохранения в переменную результатов вычисления выражения.
Оператор присваивания выполняет следующую операцию: он берет значение, указанное справа от знака "=", и присваивает его переменной, указанной слева от знака "=". То есть, значение справа вычисляется, а затем присваивается переменной слева.
Таким образом в нашем примере :
a = 4 + 7
сначала вычисляется значение выражения 4 + 7, а затем переменной a присваивается это вычисленное значение.
Кроме вычисления значения переменной мы можем поступить и более просто - напрямую указать чему эта переменная будет равна:
В первом примере значение 3.14 присваивается переменной pi. Во втором примере значение "John" присваивается переменной name.
Оператор присваивания позволяет изменять значения переменных в процессе выполнения программы. Например, можно присвоить переменной новое значение или изменить текущее значение переменной, используя арифметические операции или операции над значениями других переменных.
Примеры изменения значения переменных:
В первом примере значение переменной x сначала равно 5, а затем увеличивается на 1, становясь равным 6. Во втором примере значение переменной y сначала равно 10, а затем увеличивается на 2, становясь равным 12.
Last updated