Как найти полный квадрат в питоне

Чтобы возвести число в квадрат, нужно умножить это число само на себя. В Python есть несколько способов сделать это.

Во-первых, вы можете напрямую умножить число само на себя ( число * число ). Однако в данной статье мы покажем вам три способа сделать это без перемножения чисел напрямую. Ведь когда это возведение в квадрат, нужно написать число только два раза. Но что если потребуется возвести число в куб, в пятую степень, в десятую? Тогда непосредственно перемножать число на само себя N раз покажется не такой уж привлекательной идей.

Существует три способа возведения числа в указанную степень в Python:

• оператор возведения в степень **
• встроенная функция pow()
• функция math.pow() из математического модуля math

Как возвести число в квадрат при помощи оператора возведения в степень (**)

** называется оператором возведения в степень. Синтаксис данного оператора выглядит следующим образом:

Здесь number — число, а exponent — степень, в которую нужно это число возвести. В целом это выражение оценивается как number * number. (количество number равно значению показателя степени).

С помощью этого оператора мы можем возвести число в любую степень, в том числе и в квадрат. К примеру, чтобы найти квадрат числа 5, вы можете написать следующий код:

Оператор степени оценивает выражение как 5 * 5 , в результате чего мы получаем 25.

Английский для программистов

Наш телеграм канал с тестами по английскому языку для программистов. Английский это часть карьеры программиста. Поэтому полезно заняться им уже сейчас

Конечно, этот оператор можно использовать не только для возведения чисел в квадрат. Вы можете возвести любое число в любую степень. Например, чтобы получить пять в седьмой степени (5 7 ), нужно написать следующий код:

Как видите, это намного удобнее, чем писать number * number … N раз.

Как использовать функцию pow() в Python

Python также имеет встроенную функцию pow() , которая возводит число в указанную степень. Синтаксис данной функции выглядит следующим образом:

Приведенный выше код интерпретируется как base exponent , то есть число base в степени exponent .

Функция pow() принимает два аргумента: число (известное как основание или base ) и степень, в которую число должно быть возведено (показатель степени — exponent ).

Например, чтобы найти квадрат числа 5, мы можем воспользоваться этой функцией следующим образом:

Не трудно догадаться, что эту функцию также можно использовать для возведения в куб, седьмую и любую другую степень. Просто будет меняться значение степени exponent .

Кроме того, функция pow() также может принимать и третий аргумент: modulo (модуль). Знак модуля — % . Этот аргумент оценивает остаток при делении одного числа на другое.

Например, 5 % 2 дает 1, потому что 5 разделить на 2 равно 2, а остаток — 1. То есть функция pow() , когда ей переданы три аргумента, делает следующее:

1. Возводит number (первый аргумент) в степень exponent (второй аргумент)
2. Находит остаток от деления результата на modulo (третий аргумент)

Применение функции pow() с тремя аргументами выглядит следующим образом:

Согласно документации Python по pow() , этот подход работает более эффективно, чем pow(5,2) % 3 .

Числа и математические функции в Python

Говоря о числах, мы пройдемся по наиболее часто используемым математическим операторам, которые нужны для выполнения простых арифметических операций с числами в Python. А в разделе «Математические функции» познакомимся с функциями, которые будут очень полезны при вычислении сложных математических выражений: возведение в степень, синус/косинус, факториалы и т. д. Приступим.

Перед прочтением статьи рекомендуем открыть IDLE. По ходу чтения копируйте примеры и прогоняйте их через компилятор, чтобы на практике понять, как работает тот или иной оператор или функция.

Числа

Python есть 6 основных «математических» операторов:

1. сложение;
2. вычитание;
3. умножение;
4. деление;
5. возведение в степень.
6. остаток от деления (mod);
7. целочисленное деление (div).

Большинство из вас должно быть знакомо со всеми вышеперечисленными операторами, кроме оператора взятия остатка от деления и целочисленного деления. Не волнуйтесь, мы поговорим об этом. Начнем с начала.

Сложение

Несложно догадаться, что делает этот оператор: он просто складывает числа. Чтобы проверить, как это работает, просто перейдите в IDLE и введите число, затем знак сложения + (плюс), а затем еще одно число, которое нужно добавить к первому числу. Нажмите Enter. Это должно выглядеть так, как показано ниже.

Пример: сложим 8 и 19.

После нажатия клавиши Enter чуть ниже строки кода появится ответ. Вывод так и будет отображаться каждый раз — чуть ниже кода. Нажимаете Enter — получаете результат.

Не останавливайтесь на этом примере, попробуйте использовать оператор сложения с другими числами. Например, попробуйте сложить числа с плавающей точкой: 4.5 + 5.5 и т. д.

У вычитания такой же синтаксис, как и у сложения. Просто измените оператор на знак вычитания — (минус). Так же выберите случайные числа и попробуйте вычесть одно из другого.

Пример: вычтем из 89.33 число 23.67. Ответ 65.55.

Умножение

Опять то же самое! Просто измените оператор на * (звездочку). Вы ведь знаете, что он используется для умножения, верно? Попробуйте использовать оператор в IDLE.

Пример: возьмите любые два числа и умножьте их с помощью оператора умножения, как показано ниже.

Деление

На этот раз нам понадобится знак / (слэш). Попробуйте использовать оператор со случайными числами.

Если вы новичок, то можете столкнуться с некоторыми трудностями. Какими? Сейчас узнаем. Для начала возьмем целые числа (числа без десятичной дроби), например 16 и 2, и разделим одно на другое.

Возведение в степень

Этого математического оператора обычно в языках программирования нет. Честно говоря, языков со встроенным возведением в степень, кроме Python, и не припомнить. В других языках для возведения в степень используют другие операторы. В Python же для этого достаточно поставить между двумя числами ** (две звездочки). Правое число возведется в степень, равную левому числу. Например, чтобы найти 10 степень числа 2, нужно написать:

Теперь мы знаем обо всех часто используемых математических операторах Python. Попробуйте объединить несколько операторов и использовать их в одном выражении. Например, введите ((2**5)*10)/3 . Python должен вывести 106.66666666666667 .

Взятие остатка от деления

Оператор взятия остатка от деления в Python обозначается % (знак процента). Если вам знакомы другие языки программирования, скорее всего, вы знаете, что такое взятие остатка от деления. В других языках этот оператор часто называют mod. Если вы с ним еще не знакомы, ничего страшного.

Вы ведь знаете оператор деления, так? Тогда вы знаете, каков будет остаток от этого деления, верно? Этот оператор как раз и возвращает этот остаток в качестве ответа. Целая часть как бы откидывается. Вот несколько примеров.

• 12%2 = 0 , так как 12 полностью делится на 2.
• 13%2 = 1 , так как остаток от деления 13 на 2 равен 1.
• 19%5 = 4 , так как, опять же, остаток от деления 19 на 5 равен 4.

В IDLE все так же:

Целочисленное деление

Этот оператор в Python обозначается знаком // (двумя слэшами), в других языках его называют div. Оператор откидывает остаток и оставляет только целую часть. Вот как это работает:

• 13//2 = 6 , так как 13/2 = 6.5
• 19//5 = 3 , так как 19/5 = 3.8

Попробуйте использовать целочисленное деление со случайными числами в своей IDLE.

Математические функции

Когда вы узнаете о Python побольше, возможно, вам захочется создать «научный калькулятор» в качестве проекта. Для этого кроме простых математических операций вам придется реализовать математические функций: тригонометрические, логарифмические и так далее. Но даже если мы забудем о создании продвинутого калькулятора, в жизни программиста достаточно ситуаций, когда вам могут понадобиться эти функции.

Например, если вы создаете ПО для инженеров-строителей — им математические функции нужны для расчета различных параметров в конструкции, которую они строят. Или, например, аэрокосмическое ПО для расчетов траектории спутника и так далее. Короче говоря, сложные математические функции используются в совершенно различных реальных программах, так что знать о них нужно.

В Python хорошие ребята уже написали код практически для всех математических функций и добавили их в библиотеки. Так что вам вручную писать функции не придется, вы можете без зазрения совести использовать готовые решения.

Подробнее о функциях в Python мы поговорим в другой статье. Здесь мы лишь немного коснемся этого вопроса.

Функция — это фрагмент кода, который принимает (или не принимает) в качестве входных данных некоторые значения, обрабатывает их, а затем возвращает (или не возвращает) некое значение в качестве выходных данных.

Как вы можете увидеть на рисунке выше, на вход функции подается x , а на выходе функция f выводит значение f(x) . В целом, функции не обязательно принимать что-то на вход или выводить что-то. Но для математической функции важно и то, и другое. Например, чтобы вычислить sin(x) обязательно нужно значение x .

В Python есть два типа функций.

• Встроенные функции — это функции, для которых не требуется никаких сторонних файлов кода (они же модули или библиотеки). Они — часть Python и генерируются в компиляторе Python, поэтому ничего импортировать для их использования не нужно.
• Пользовательские функции требуют внешних файлов, их называют модулями. Использование этих внешних файлов в вашем коде называется импортом. Все, что вам нужно сделать, чтобы использовать функции из библиотека, это импортировать их в ваш код.

Пришло время протестировать математические функции. Начнем со степенных функций!

Возведение в степень — pow(x, y)

Я знаю, о чем вы думаете. Мы же только что возводили числа в степень, так? Так. Но тогда мы возводили число в степень при помощи оператора, а это — встроенная функция. Это альтернативный способ возведения в степень.

Поскольку это встроенная функция, импортировать никаких библиотек не нужно. На вход функция pow(x, y) принимает два числа — основание и показатель степени.

Откройте IDLE и напишите:

Теперь проанализируем, что мы написали и что сделает Python. Сначала мы ввели pow — это просто имя функции, которую мы пытаемся вызвать. Это укажет компилятору Python найти встроенную функцию с именем pow и определить, что она может делать. Далее в скобках мы написали два числа через запятую: 3 и 2. Первое число — 3 — основание, а второе — 2 — показатель степень. Иначе говоря, мы пытаемся возвести 3 во вторую степень.

Как только компилятор Python убедится, что синтаксис верен, он начнет искать реализацию функции pow и выведет ответ: 9.

Теперь вы знаете, как вызывать функции. В случае с математическими функциями в общем виде это выглядит следующим образом:

Значения в скобках, разделенные запятыми, называются аргументами. В функции pow(x, y) в примере выше аргументами являлись 3 и 2. В функции может быть любое количество аргументов. У математических функций, как правило, есть как минимум один аргумент. Давайте рассмотрим другие встроенные математические функции.

Модуль — abs(x)

Функция модуля возвращает неотрицательное значение аргумента. Иначе говоря, она не меняет неотрицательные значения, а отрицательные значения делает положительными.

Пример: модуль -3 равен 3, модуль -8.74 равен 8.74 и так далее.

Синтаксис

Так как -99.99 — отрицательное число, выводом будет положительное число — 99.99.

Теперь давайте попробуем некоторые функции, для использования которых нужно импортировать библиотеку.

Синус — sin(x)

Синус — тригонометрическая функция, она принимает только одно значение в качестве аргумента — x . Аргумент должен быть выражен в радианах, не путайте со степенью. Как мы уже сказали, эту функцию не получится использовать напрямую. Если вы попытаетесь вызвать функцию sin(x), получите сообщение об ошибке.

Дело в том, что компилятор не знает, что ему делать, когда он встречает функцию sin() , поскольку мы ее не определили. Чтобы использовать ее, придется импортировать математический модуль Python, в котором в том числе есть уже реализованная функция sin() , которая поможет компилятору понять, что делать, когда он встречает эту функцию.

То, что мы сейчас сделаем, называется импортом модуля. Для этого потребуется написать такую строку:

Жмем Enter, и готово! Теперь, чтобы использовать функцию sin(), перейдите в новую строку и введите:

Поскольку 3.14159 это приблизительно π , ответ будет близок к нулю.

Как вы можете видеть, ответ такой — 2.653589335273e-6 . Он может показаться немного пугающим, но на самом деле, это всего лишь значит следующее: 2.653589335273 × 10^-6 , что равно 0.000002653589335273 . Действительно близко к нулю.

В математическом модуле есть еще ряд полезных математических функций: floor() , exp() , log() , sqrt() и многие другие. Их полный список и количество аргументов, которые они принимают на вход, можно найти на официальном сайте Python в разделе Mathematical Functions.

Проверьте, является ли число полным квадратом

Как я мог проверить, является ли число полным квадратом?

Скорость не вызывает беспокойства, на данный момент, просто работая.

7 ответов

Проблема с тем, чтобы полагаться на любые вычисления с плавающей запятой ( math.sqrt(x) , или x**0.5 ) в том, что вы не можете быть уверены в их точности (для достаточно больших целых чисел x они не будут точными, и даже могут переполниться). К счастью (если не торопиться;-) существует множество чисто целочисленных подходов, таких как следующий.

Подсказка: он основан на «вавилонском алгоритме» для квадратного корня, смотрите википедию. Он работает для любого положительного числа, для которого у вас достаточно памяти для завершения вычислений;-).

Edit: давайте посмотрим пример.

это печатает, как надо (и за разумное время тоже;-):

Пожалуйста, прежде чем предлагать решения, основанные на промежуточных результатах с плавающей запятой, убедитесь, что они работают правильно на этом простом примере — это не так сложно (вам просто нужно несколько дополнительных проверок на случай, если вычисленный sqrt будет немного не таким), просто нужно немного внимательности.

А затем попробуйте с x**7 и найдите умный способ обойти проблему, которую вы получите,

вам придется становиться все умнее и умнее по мере роста чисел, конечно.

Если бы я спешил, конечно, я бы использовал gmpy — но тогда, я явно предвзят;-).

Да, я знаю, это настолько просто, что кажется жульничеством (немного похоже на то, как я отношусь к Python в целом;-) — никакой заумности, только идеальная прямота и простота (и, в случае с gmpy, чистая скорость;-)).