Des moyens simples de transformer Python en une calculatrice puissante

Python n'est pas seulement un langage de programmation pour développer des applications, il peut être utilisé comme un outil quotidien pour résoudre des calculs facilement et efficacement. Avec sa structure simple et ses diverses bibliothèques, vous pouvez effectuer des calculs basiques et complexes avec une plus grande flexibilité que les calculatrices traditionnelles. Dans cet article, nous expliquerons comment utiliser Python comme calculatrice, des opérations de base aux calculs avancés.

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Résumé

  • Les applications de calcul et les calculatrices portables sont lourdes, mais le mode interactif de Python rappelle facilement les résultats de calculs précédents. Vous pouvez également faire défiler et rechercher des entrées.
  • Python fournit des fonctions arithmétiques de base similaires aux calculatrices portables.
  • Python peut tirer parti de bibliothèques avancées telles que math, NumPy, SciPy et SymPy pour effectuer des calculs plus complexes au-delà de l'arithmétique de base.

La plaisanterie courante parmi les programmeurs Python est que le mode interactif fonctionne très bien comme une calculatrice de bureau. Voici les raisons pour lesquelles cela est proche de la réalité.

Les calculatrices ont un défaut de conception

Si vous utilisez une calculatrice portable, vous avez peut-être remarqué quelque chose de frustrant si vous disposez d'un modèle de base : il est difficile de se souvenir des résultats précédents lorsqu'ils sont utilisés dans de nouveaux calculs.

Vous pouvez enregistrer des nombres en mémoire pour les rappeler plus tard sur certaines calculatrices, mais vous devez savoir comment ils fonctionnent. Cela signifie lire le manuel. Vous avez sauvegardé les preuves, n'est-ce pas ? Bien entendu, vous pouvez généralement trouver le manuel en ligne. Cela peut suffire aux utilisateurs de TI et Casio, mais de nombreuses calculatrices physiques, ou du moins celles que vous pouvez acheter aujourd'hui, proviennent de fabricants génériques. Bonne chance pour trouver les instructions !

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Les applications de calculatrice sur votre téléphone ou votre ordinateur ne sont guère meilleures. Le principal problème de ces programmes est qu’ils essaient de ressembler et de fonctionner comme des calculatrices portables. Parmi les concepteurs d’interface utilisateur, c’est ce qu’on appelle la « simulation ». Les calculatrices logicielles semblent peu pratiques à utiliser car vous devez cliquer sur les boutons manuellement.

Si vous suivez des cours de mathématiques ou de sciences, vous ne serez probablement autorisé à utiliser une calculatrice portable que pour les examens. Lorsque vous êtes seul, il est préférable d'utiliser quelque chose comme Python.

Le mode interactif de Python est facile à utiliser

Bien que Python soit destiné à la programmation, il peut résoudre de nombreux problèmes liés aux calculatrices et logiciels portables.

Une fois que vous avez installé Python et appelé le compilateur depuis le menu système ou tapé python sur la ligne de commande, vous pouvez utiliser toutes les fonctions arithmétiques standard de Python en les tapant simplement et en appuyant sur Entrée pour les exécuter lorsque vous y êtes invité :

2 + 2
5 * 3
45 - 30
720 / 5

 

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Les opérateurs fonctionnent de la même manière que les autres calculatrices que vous avez pu utiliser, telles que + et - pour l'addition et la soustraction, et * et / pour la multiplication et la division.

L'interpréteur Python standard utilise la bibliothèque GNU Readline et permet de mémoriser facilement ce que vous avez écrit précédemment. Les touches fléchées haut et bas vous permettent de vous déplacer de haut en bas dans votre saisie. Vous pouvez également rechercher votre entrée en appuyant sur Ctrl+r (r minuscule). Commencez ensuite à taper pour retrouver ce que vous avez écrit précédemment. Vous pouvez vous déplacer de haut en bas dans votre saisie à l'aide des touches fléchées

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La variable _ (trait de soulignement) stocke le résultat précédent. Vous pouvez l'utiliser pour de nouveaux comptes. Par exemple, pour multiplier le nombre précédent par un autre nombre


_ * 42.

Ou pour le mettre au carré :


_**2

 

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Vous pouvez également installer iPython pour des opérations interactives plus puissantes. Lorsque vous avez fini d'utiliser Python, pour quitter votre session, tapez exit() ou appuyez sur Ctrl+D sous Linux ou macOS ou Ctrl+Z sous Windows (sauf si vous exécutez Python dans le sous-système Windows pour Linux, où vous utilisez Ctrl +D as (C'est le cas dans d'autres systèmes de type Unix). Mais vous voudrez peut-être le laisser ouvert. Vous ne savez jamais quand vous voudrez peut-être effectuer un calcul, et c'est en plus une excellente excuse pour apprendre Python.

Utilisez des bibliothèques puissantes pour des mathématiques plus avancées

Bien que Python soit idéal pour les mathématiques simples, il est encore plus performant avec les bonnes bibliothèques.

La bibliothèque mathématique intégrée transformera Python en une calculatrice scientifique. Vous pouvez utiliser la fonction d'importation pour accéder à ses fonctionnalités.


import math

Disons que vous souhaitez arrondir la valeur de pi. Vous pouvez l'obtenir à partir de la bibliothèque mathématique :


math.pi

La bibliothèque mathématique contient également des fonctions trigonométriques. Disons que vous voulez trouver le sinus de 45 degrés. Les fonctions trigonométriques attendent des angles en radians, mais la bibliothèque mathématique contient également des fonctions permettant de convertir entre les deux. Pour convertir un angle en radians :


math.radians(45)

Pour calculer le cosinus de ce résultat :

math.sin(_)

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Vous pouvez lier les arguments de fonction sur moins de lignes :

math.sin(radians(45))

Il existe de nombreuses autres bibliothèques que vous pouvez installer si vous avez un peu de mathématiques avancées à faire. Ces bibliothèques, telles que NumPy, SciPy et SymPy, vous permettent de travailler avec n'importe quoi, des statistiques au calcul en passant par l'algèbre linéaire et les équations différentielles. L’avantage de ces bibliothèques est qu’elles sont gratuites et open source. C'est pourquoi Python est devenu le langage de choix pour le calcul scientifique et une autre raison d'apprendre ce langage.

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Un bon exemple est SymPy, un système de calcul formel. Un système de calcul formel fonctionne avec les mathématiques symboliques de la même manière qu'une calculatrice fonctionne avec les mathématiques numériques.

La principale différence entre les deux réside dans la manière dont des éléments tels que les racines carrées sont traités. Lorsque vous prenez la racine carrée de 2 à l'aide de la fonction sqrt de la bibliothèque mathématique, vous obtenez une approximation à virgule flottante car ce n'est pas un carré parfait et c'est un nombre irrationnel.

Lors de la prise d'une racine carrée dans SymPy, une racine carrée est imprimée qui n'est pas une racine carrée telle qu'elle apparaît dans un manuel. Il exclura également automatiquement tous les carrés parfaits.

Vous trouverez ci-dessous un traducteur interactif spécial fourni avec SymPy et préparé pour les sessions interactives. Affichez l'opération racine carrée de la bibliothèque Mathematics et SymPy. Remarquez que ce dernier contient même le symbole racine carrée ?

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SymPy est beaucoup plus puissant, vous permettant de résoudre des équations et de prendre des dérivées et des intégrales de fonctions. Toutes ces bibliothèques sont des outils puissants que vous pouvez utiliser. SageMath Il s'agit d'un environnement complet construit sur Python qui vise à concurrencer Mathematica, Maple et MATLAB.

Si vous étudiez ces sujets, Python vous permettra de vous concentrer sur le problème plutôt que sur les calculs.

L'utilisation de Python comme calculatrice vous offre une flexibilité et des fonctionnalités que les outils traditionnels n'ont pas. Grâce à une architecture simple et à l'évolutivité entre les bibliothèques, vous pouvez effectuer des calculs complexes ou créer des outils personnalisés pour répondre à vos besoins. Si vous ne l'avez pas encore essayé, commencez dès aujourd'hui et profitez d'une expérience de programmation amusante et efficace.

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