Pythonの数学演算子徹底ガイド：基本から使い方まで

どんなアプリを開発する場合でも、コードの中で数値を扱う場面は必ずと言っていいほど登場します。レストラン向けアプリでメニューの価格を保存したり、両替アプリで異なる通貨間の換算を行ったりするのもその一例です。

Pythonを学び始めたばかりの方からよく寄せられる質問の一つが、「コード内の数値に対して数学的な操作を行うにはどうすればよいのか」というものです。このチュートリアルでは、その疑問にお答えします。Pythonの数学演算子の基礎を丁寧に解説し、読み終える頃には組み込みの数学演算子を使いこなせるようになっているはずです。

演算子とは？

Pythonの数学演算子の使い方を説明する前に、まず「演算子」そのものについて確認しておきましょう。

演算子とは、プログラム内で特定の動作を実行するための特殊な記号のことです。例えば、マイナス記号（-）は演算子の一つで、引き算（減算）を行うために使われます。

演算子にはさまざまな種類がありますが、このチュートリアルではPythonの数学演算子に焦点を絞って解説します。これらは「算術演算子」と呼ばれることもあります。

足し算と引き算

演算子の基本がわかったところで、Pythonの数学演算子の具体的な使い方を見ていきましょう。まずは足し算と引き算からです。

プラス記号（+）はプログラム内で足し算を行うために使います。マイナス記号（-）は引き算を行うために使います。実際のコード例を見てみましょう。

例えば、5と10を足したい場合は、次のようなコードを書きます。

print(5 + 10)

このコードを実行すると、結果は「15」と表示されます。

Python開発者の間では、計算式に変数を使うのが一般的です。変数には名前（ラベル）を付けられるため、扱っている値の目的を把握しやすくなり、コードの可読性が向上します。例えば、27から19を引く場合は、次のように書けます。

a = 27
b = 19

print(a - b)

このコードの実行結果は「8」です。

ここでは「a」と「b」が変数です。「a」に27、「b」に19という値を代入し、「a」から「b」を引いています。

Pythonの数学演算子では、正の数も負の数も扱えます（ただし、数学的に正しい結果が得られる範囲であることが前提です。例えば0で割ろうとするとエラーが発生します）。例えば、正の数と負の数を足すこともできます。

a = 8
b = -9

print(a + b)

このコードの実行結果は「-1」です。

ここまで整数を扱ってきましたが、Pythonでは浮動小数点数（小数）も計算に使えます。計算式に小数を含めると、プログラムは小数として結果を返します。

例えば、8.2と4を足したい場合は、次のコードを使います。

print(8.2 + 4)

このコードの実行結果は「12.2」です。ご覧のとおり、プログラムは2つの数値の合計を小数として返しました。

掛け算と割り算

Pythonでは、アスタリスク1つ（*）で掛け算を、スラッシュ1つ（/）で割り算を行います。

例えば、92に8を掛けたい場合は、次のようなコードになります。

a = 92
b = 8

print(a * b)

このコードの実行結果は「736」です。*演算子を使って2つの数値を掛けていることがわかります。

同様に、浮動小数点数同士の割り算を行いたい場合は、Python 3では次のように書きます。

a = 18.2
b = 2

print(a / b)

このコードの実行結果は「9.1」です。このコードでは、スラッシュを使って割り算を指定しています。

注意すべき点として、Python 3でスラッシュを使って割り算をすると、結果は常に丸められていないfloat型（浮動小数点数）になります。一方、Python 2でスラッシュを使って割り算をした場合、結果は整数になります。

つまり、上記のコードをPython 2で実行すると、結果は「9」と表示されます。

剰余演算子（モジュロ）

パーセント記号（%）は、Pythonの剰余演算子（モジュロ演算子）として機能します。この演算子は、割り算の最終的な商ではなく、余りを返します。

例えば、20を6で割った余りを求めたい場合は、次のコードを使います。

a = 20
b = 6

print(a % b)

このコードの実行結果は「2」です。20は6で3回割ることができ、余りは2です。そのため、プログラムは2という値を返します。

べき乗演算子

アスタリスク2つ（**）は、Pythonのべき乗演算子です。べき乗演算子を使うと、ある数を別の数で累乗できます。言い換えれば、ある数を指定した回数だけ自分自身に掛けることができるのです。

例えば、5の3乗、つまり5を3回掛け合わせる（5 × 5 × 5）計算をしたい場合は、次のコードを使います。

a = 5
b = 3

print(a ** b)

このコードの実行結果は「125」です。べき乗演算子により、プログラムは「a」の値を「b」の値で累乗します。今回の場合、5の3乗が計算され、125という値が返されました。

演算の優先順位

数学では、問題は特定の演算の順序に従って解かれます。複数の演算を含む計算をどの順番で行うかは、あらかじめ決められたルールによって定められています。

Pythonでも同じことが言えます。実際、Pythonは数学で標準的に使われる演算の順序に従っています。

次のコードを見てみましょう。

problem = 10 + 15 / 2

この式を左から右へ、演算の優先順位を無視して計算すると、答えは12.5になります。しかし、これは正しい答えではありません。

数学の問題を解くときは、足し算よりも先に割り算を行わなければなりません。つまり、まず15を2で割り、その結果に10を加えます。正しい答えは17.5です。

同様に、この式をPythonで実行すると、プログラムは17.5を返します。

数学における演算の優先順位は以下のとおりです。

• Brackets（括弧）
• Order（べき乗・平方根）
• Division（割り算）
• Multiplication（掛け算）
• Addition（足し算）
• Subtraction（引き算）

これらの頭文字を取ると「BODMAS」となり、Pythonは数学の問題を処理する際にこの順序に従います。

Python演算子リファレンス表

このチュートリアルでは、Pythonの主要な演算子を取り上げました。ここまでの内容をまとめたリファレンス表がこちらです。

演算子	説明
+	2つの数値を足し合わせます。
-	左の数値から右の数値を引きます。
*	2つの数値を掛け合わせます。
/	左の数値を右の数値で割ります。
%	割り算の余りを計算します。
**	左の数値を右の数値で累乗します。

まとめ

Pythonには、コード内で数値を扱うための多彩な数学演算子が用意されています。

このチュートリアルでは、足し算、引き算、掛け算、割り算、剰余、べき乗の各演算子の使い方を解説しました。さらに、Pythonが数学の問題を解く際に従う演算の優先順位についても触れました。これであなたも、Pythonの数学演算子をプロのように使いこなせるはずです！