การดำเนินการทางตัวเลขใน Python

บทความนี้อธิบายการดำเนินการทางตัวเลขใน Python

คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับประเภทตัวเลข ภาพรวมของฟังก์ชันและโมดูลในตัว และภาพรวมของฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ในโมดูล math

YouTube Video

การดำเนินการทางตัวเลขใน Python

Python มาพร้อมกับความสามารถที่ทรงพลังอย่างมากสำหรับการดำเนินการทางตัวเลข ด้านล่างนี้เป็นคำอธิบายเกี่ยวกับการดำเนินการทางตัวเลขพื้นฐานใน Python

ประเภทตัวเลข

Python มีประเภทตัวเลขหลักๆ ดังต่อไปนี้

 1# Integer (int)
 2x = 10
 3y = -5
 4print("x =", x, "type:", type(x))  # <class 'int'>
 5print("y =", y, "type:", type(y))  # <class 'int'>
 6print("x + y =", x + y)            # 5
 7
 8# Float
 9a = 3.14
10b = -0.001
11print("\na =", a, "type:", type(a))  # <class 'float'>
12print("b =", b, "type:", type(b))    # <class 'float'>
13print("a * 2 =", a * 2)              # 6.28
14
15# Complex
16c = 2 + 3j
17d = 1 - 1j
18print("\nc =", c, "type:", type(c))   # <class 'complex'>
19print("d =", d, "type:", type(d))     # <class 'complex'>
20print("c + d =", c + d)               # (3+2j)
21print("c * d =", c * d)               # (5+1j)

• ประเภท int (จำนวนเต็ม) ใช้แทนจำนวนเต็ม เช่น 10 หรือ -5
• ประเภท float (จำนวนทศนิยม) ใช้แทนตัวเลขที่มีจุดทศนิยม เช่น 3.14 หรือ -0.001
• ประเภท complex (จำนวนเชิงซ้อน) ใช้แทนจำนวนเชิงซ้อน เช่น 2 + 3j ที่นี่ j คือหน่วยจินตภาพ

ฟังก์ชันและโมดูลในตัว

Python ยังมีฟังก์ชันและโมดูลในตัวที่มีประโยชน์สำหรับการดำเนินการทางตัวเลข

• ฟังก์ชัน abs(x) จะคืนค่าค่าสัมบูรณ์

1result = abs(-10)  # result is 10
2print(result)

โค้ดนี้เป็นตัวอย่างของการใช้ฟังก์ชัน abs() เพื่อหาค่าสัมบูรณ์ของตัวเลข

• ฟังก์ชัน round(x, n) จะปัดเศษตัวเลขเป็นทศนิยม n ตำแหน่ง

1result = round(3.14159, 2)  # result is 3.14
2print(result)

โค้ดนี้เป็นตัวอย่างของการใช้ฟังก์ชัน round() เพื่อปัดตัวเลขให้ได้จำนวนทศนิยมตามที่กำหนด

• โมดูล math มีฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ขั้นสูงมากขึ้น

1import math
2
3# result is 4.0 (square root)
4result = math.sqrt(16)
5print(result)
6
7# result is 1.0 (sine function)
8result = math.sin(math.pi / 2)
9print(result)

โค้ดนี้เป็นตัวอย่างของการใช้โมดูล math เพื่อคำนวณทางคณิตศาสตร์ขั้นสูง เช่น การหารากที่สองและฟังก์ชันตรีโกณมิติ

• โมดูล decimal รองรับการคำนวณทศนิยมที่มีความแม่นยำสูง

1from decimal import Decimal
2
3# result is Decimal('0.3')
4result = Decimal('0.1') + Decimal('0.2')
5print(result)
6
7# The result is 0.30000000000000004 due to floating-point inaccuracies
8print(0.1 + 0.2)

โค้ดนี้เป็นตัวอย่างของการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดจากทศนิยมลอยตัวและการคำนวณทศนิยมความแม่นยำสูงโดยใช้โมดูล decimal

• โมดูล fractions ใช้จัดการกับจำนวนตรรกยะ (เศษส่วน)

1from fractions import Fraction
2result = Fraction(1, 3) + Fraction(1, 6)  # result is Fraction(1, 2)
3print(result)

ด้วยคุณลักษณะเหล่านี้ Python ทำให้การดำเนินการคำนวณทางตัวเลขต่าง ๆ เป็นเรื่องง่าย เนื่องจากข้อจำกัดด้านความแม่นยำของการคำนวณแบบจุดทศนิยม จึงแนะนำให้ใช้โมดูล decimal สำหรับการคำนวณที่ต้องการความแม่นยำสูง

ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ใน Python

ใน Python มีโมดูลที่สะดวกสบายชื่อว่า math สำหรับการใช้ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ โมดูลนี้ให้ฟังก์ชันมากมายที่จำเป็นสำหรับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ ลองดูฟังก์ชันตัวแทนบางตัวในโมดูล math กัน

ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์พื้นฐาน

• math.sqrt(x): ส่งกลับค่ารากที่สองของ x x ต้องเป็นตัวเลขที่ไม่ติดลบ
• math.pow(x, y): ส่งกลับค่า x ยกกำลัง y
• math.exp(x): ส่งกลับค่าของเลขยกกำลัง x ((e^x))
• math.log(x[, base]): คำนวณค่าลอการิทึมธรรมชาติหรือลอการิทึมในฐานที่กำหนด หากละเว้น base จะคำนวณค่าลอการิทึมธรรมชาติ

ฟังก์ชันตรีโกณมิติ

• math.sin(x): ส่งกลับค่า sine ของ x (เป็นเรเดียน)
• math.cos(x): ส่งกลับค่า cosine ของ x (เป็นเรเดียน)
• math.tan(x): ส่งกลับค่า tangent ของ x (เป็นเรเดียน)

ฟังก์ชันตรีโกณมิติผกผัน

• math.asin(x): ส่งกลับค่า arcsine (sine ผกผัน) ของ x
• math.acos(x): ส่งกลับค่า arccosine (cosine ผกผัน) ของ x
• math.atan(x): ส่งกลับค่า arctangent (tangent ผกผัน) ของ x

ฟังก์ชันไฮเพอร์โบลิก

• math.sinh(x): ส่งกลับค่า hyperbolic sine ของ x
• math.cosh(x): ส่งกลับค่า hyperbolic cosine ของ x
• math.tanh(x): ส่งกลับค่า hyperbolic tangent ของ x

ค่าคงที่

• math.pi: ค่าคงที่ที่แทนอัตราส่วนของเส้นรอบวงของวงกลมต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง ((\pi))
• math.e: ค่าคงที่ที่แทนฐานของลอการิทึมธรรมชาติ ((e))

ตัวอย่างการคำนวณ

นี่คือตัวอย่างบางส่วน

 1import math
 2
 3# Square root calculation
 4print(math.sqrt(16))  # Output: 4.0
 5
 6# Power calculation
 7print(math.pow(2, 3))  # Output: 8.0
 8
 9# Natural logarithm calculation
10print(math.log(math.e))  # Output: 1.0
11
12# Trigonometric functions
13degree = 45
14radian = math.radians(degree)  # Convert to radians
15print(math.sin(radian))  # Output: 0.7071067811865475 (approximately 1/√2)
16
17# Constants
18print(math.pi)  # Output: 3.141592653589793
19print(math.e)   # Output: 2.718281828459045

• โค้ดนี้ใช้โมดูล math ในการคำนวณเช่น รากที่สอง การยกกำลัง ลอการิทึมธรรมชาติ และฟังก์ชันตรีโกณมิติ รวมถึงแสดงค่าคงที่ เช่น ค่า pi และเลขออยเลอร์

สรุป

ในตัวอย่างนี้ เราใช้โมดูล math แต่ Python ยังมีการสนับสนุนอย่างกว้างขวางสำหรับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ขั้นสูงและการสร้างตัวเลขสุ่ม โดยการใช้ไลบรารีเช่น NumPy หรือ SciPy คุณสามารถใช้ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่ทรงพลังและหลากหลายมากยิ่งขึ้น

คุณสามารถติดตามบทความข้างต้นโดยใช้ Visual Studio Code บนช่อง YouTube ของเรา กรุณาตรวจสอบช่อง YouTube ด้วย

YouTube Video