Python初級編 第3回【算術演算子、比較演算子、論理演算子】

はじめに

前回の記事では、print()関数、変数、type()について学びました。前回の授業の振り返りが必要な方は、以下の記事をご覧ください！

今回は、演算子について学んでみましょう！

演算子の種類

Pythonには、算術演算子、比較演算子、論理演算子の3種類の演算子があります。これから、各演算子について詳しく説明します。

算術演算子

算術演算子の種類は次のとおりです。

次に、上記の算術演算子について詳しく説明します。

+とは

「+」は、2つの数値を足し算するために使います。また、文字列を連結する際にも使用できます。では、2つの数値を足し算して表示するソースコードを実際に書いてみましょう！

num1 = 10
num2 = 20
print(num1 + num2)  #出力：30

上述のコードの場合、変数 num1 に10が保存され、変数 num2 に20が保存されます。これらの変数に保存されている値を足し合わせて、print() 関数を通じて表示させます。結果として、30が表示されます。

注意点として、「+」は2つの数値を表現していますが、実際には2つの変数の中身を足し算すると理解しても大丈夫です。前回の記事では、変数には整数型、浮動小数点型、文字列型、ブール型を保存できることを話しました。ここでは、文字列型を変数に保存して「+」の連結操作を見てみましょう。

sentence_one = "Hello " 
sentence_two = "Wolrd"
print( sentence_one + sentence_two)   #出力：Hello World

上述のコードでは、変数 sentence_one に「Hello」が、変数 sentence_two に「World」が保存されます。これらの変数を連結し、print() 関数を通じて「Hello World」と表示します。

なお、「+」を使って数値と文字列を混合するとエラーが発生します。例えば、次のようなコードはエラーとなります。

num = 10
text = " apples"
print(num + text)  # エラー：TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

このエラーを回避するためには、数値を文字列に変換する必要があります。以下のコードのように、str() 関数を使って数値を文字列に変換してから連結します。

num = 10
text = " apples"
print(str(num) + text)  # 出力：10 apples

このようにして、数値と文字列を連結することができます。

-とは

「-」は、1つの数値から別の数値を引き算するために使います。では、ソースコードを実際に書いてみましょう！

num1 = 30
num2 = 10
print(num1 - num2)  # 出力：20

上記のコードでは、num1 に30、num2 に10が保存されています。num1 – num2 は30から10を引き算し、結果は20となります。

また、「-」は負の数を現すためにも使えます。

num = -10
print(num)  # 出力：-10

上記のコードのように、「-」を使うことで、-10を表示させることができます。

*とは

「*」は、2つの数値を掛け算するために使います。では、ソースコードを実際に書いてみましょう！

num1 = 5
num2 = 4
print(num1 * num2)  # 出力：20

上記のコードでは、num1 に5、num2 に4が保存されています。num1 * num2 は5と4を掛け算し、結果は20となります。

また、「*」は文字列を繰り返すためにも使うことができます。

text = "Hello"
print(text * 3)  # 出力：HelloHelloHello

上記のコードでは、text に「Hello」が保存されています。text * 3 は「Hello」を3回繰り返し、結果は「HelloHelloHello」となります。

/とは

「/」は、1つの数値をもう1つの数値で割り算するために使います。では、ソースコードを実際に書いてみましょう！

num1 = 20
num2 = 4
print(num1 / num2)  # 出力：5.0

上記のコードでは、num1 に20、num2 に4が保存されています。num1 / num2 は20を4で割り算し、結果は5.0となります。

また、割り算で注意しなければならないのは、0で割ることです。0で割るとエラーが発生します。以下の例を見てみましょう。

num1 = 10
num2 = 0
print(num1 / num2)  # ゼロ除算エラー：ZeroDivisionError: division by zero

このコードを実行すると、ZeroDivisionError が発生し、プログラムはエラーで停止します。0で割る操作は無効であるため、事前に割り算する値が0でないことを確認する必要があります。

num1 = 10
num2 = 0

if num2 != 0:
    print(num1 / num2)
else:
    print("0で割ることはできません")

このように、割り算を行う前にチェックを入れることで、エラーを防ぐことができます。また、if文に関して学んでないですが、条件分岐であることだけ覚えましょう。一応このようなコードで割り算を行う前に確認できます。

また、整数部分のみが必要な場合は「//」を使用することで、整数部分だけ結果を得ることもできます。

%とは

「%」は、1つの数値をもう1つの数値で割った余りを求めるために使います。では、ソースコードを実際に書いてみましょう！

num1 = 10
num2 = 3
print(num1 % num2)  # 出力：1

上記のコードでは、num1 に10、num2 に3が保存されています。num1 % num2 は10を3で割った余りを求め、結果は1となります。

次に、Pythonの比較演算子についても見てみましょう。

比較演算子

比較演算子は、2つの値を比較するために使います。結果はブール値（True または False）となります。比較演算子の種類は次のとおりです。

==とは

== 演算子は、2つの値が等しいかどうかを比較します。等しい場合は True、そうでない場合は False となります。例えば、下記のようなコードです！

x = 10
y = 10
print(x == y)  # 出力：True

a = 5
b = 10
print(a == b)  # 出力：False

!= とは

!= 演算子は、2つの値が等しくないかどうかを比較します。等しくない場合は True、そうでない場合は False となります。

x = 10
y = 5
print(x != y)  # 出力：True

a = 7
b = 7
print(a != b)  # 出力：False

>とは

演算子は、左側の値が右側の値より大きいかどうかを比較します。左側の値が大きい場合は True、そうでない場合は False となります。

x = 15
y = 10
print(x > y)  # 出力：True

a = 3
b = 8
print(a > b)  # 出力：False

<とは

< 演算子は、左側の値が右側の値より小さいかどうかを比較します。左側の値が小さい場合は True、そうでない場合は False となります。

x = 5
y = 10
print(x < y)  # 出力：True

a = 10
b = 3
print(a < b)  # 出力：False

>=とは

>=演算子は、左側の値が右側の値以上かどうかを比較します。左側の値が右側の値以上である場合はTrue、そうでない場合はFalseとなります。

x = 10
y = 10
print(x >= y)  # 出力：True

a = 7
b = 10
print(a >= b)  # 出力：False

<=とは

<= 演算子は、左側の値が右側の値以下かどうかを比較します。左側の値が右側の値以下である場合は True、そうでない場合は False となります。

x = 10
y = 15
print(x <= y)  # 出力：True

a = 10
b = 10
print(a <= b)  # 出力：True

c = 20
d = 5
print(c <= d)  # 出力：False

また、比較演算子は、数値だけでなく、文字列やその他のデータ型にも適用できます。たとえば、文字列の比較では辞書順での大小比較が行われます。

str1 = "apple"
str2 = "banana"

print(str1 < str2)  # 出力：True（辞書順で "apple" は "banana" より前）

次に、Pythonの論理演算子についても見てみましょう。

論理演算子

論理演算子の種類は次のとおりです。

andとは

and 演算子は、両方の条件が True の場合にのみ True を返します。どちらか一方でも False であれば False を返します。つまり、次のようなルールです。

x = 5
y = 10
z = 15

print(x < y and y < z)  # 出力：True
print(x > y and y < z)  # 出力：False

上記のコードのように「print(x < y and y < z)」では 「x < y」は「5 < 10」なので、「True」を返し、「 y < z」は「10 < 15」なので、「True」を返して、「True and True」は「True」を返すことになります。

また、「print(x > y and y < z)」では 「x > y」は「5 > 10」なので、「False」を返し、「 y < z」は「10 < 15」なので、「True」を返して、「False and True」は「False」を返すことになります。

or とは

or 演算子は、どちらか一方の条件が True であれば True を返します。両方の条件が False の場合にのみ False を返します。つまり、次のようなルールです。

x = 5
y = 10
z = 15

print(x < y or y > z)  # 出力：True
print(x > y or y > z)  # 出力：False

上記のコードのように、「print(x < y or y > z)」では、「x < y」は「5 < 10」なので「True」を返し、「y > z」は「10 > 15」なので「False」を返します。したがって、「True or False」は「True」を返すことになります。

また、「print(x > y or y > z)」では、「x > y」は「5 > 10」なので「False」を返し、「y > z」は「10 > 15」なので「False」を返します。したがって、「False or False」は「False」を返すことになります。

not とは

not 演算子は、条件の真偽を反転させます。条件が True であれば False を、条件が False であれば True を返します。つまり、次のようなルールです。

x = 5

print(not x > 10)  # 出力：True
print(not x < 10)  # 出力：False

上記のコードのように、「print(not x > 10)」では、「x > 10」は「5 > 10」なので「False」を返し、それを反転させて「True」を返します。

また、「print(not x < 10)」では、「x < 10」は「5 < 10」なので「True」を返し、それを反転させて「False」を返します。

まとめ

今回の記事でのまとめとしては、次のようになります。

算術演算子

比較演算子

論理演算子

上記のように、今回の記事では、演算子に関して学びました。

次回の記事では、条件分岐や今回の記事で触れなかったprint()の詳細に関して触れていきたいと思います！ご覧いただき誠にありがとうございます！