運算數
標示法
以運算式表示的運算數
運算數可以很複雜,也可以是由運算數及算子組成的運算式。
在上述的運算式中,(3 + 5)是乘法的第一個運算數,而2是第二個運算數。 運算數(3 + 5)本身也是運算式,其中包括算子加號,以及二個運算數3和5。
運算數和算子的對應位置
數學運算有不同的表示法,運算數和算子的對應位置也有所不同。其中最常用的是中缀表示法,二元算子會放在二個運算數的中間[3],不過也有其他的表示法,像是前綴表示法(也稱為波蘭表示法)及逆波兰表示法(也稱為逆波蘭表示法),這種表示法較常在計算機科學中出現。
以下是不同表示法的比較,都是表示1和2相加:
- (中缀表示法)
- (前綴表示法)
- (後綴表示法)
較複雜的例子如:
- (中缀表示法)
- (前綴表示法)
- (後綴表示法)
中缀表示法及運算次序
前綴表示法和後綴表示法中不需處理運算次序的問題,但中缀表示法需考慮到各算子的運算次序,可以用以下的英文句子助憶:
Please excuse my dear Aunt Sally.[4]
其中單字的第一個字母表示以下的詞:
- p = 括弧(parentheses)
- e = 幂次(exponents)
- m = 乘法(multiplication)
- d = 除法(division)
- a = 加法(addition)
- s = 減法(subtraction)
在數學運算中,運算順序是從左到右,由最左側開始,找到需最先計算的算子,進行計算,再計算第二重要的算子……,例如以下的運算式:
- ,
第一個要處理的是括弧內的運算式,此處括弧內的運算式只有(2 + 22),在括弧內要最先計算的算式為22,其數值為4,在計算後,剩下的運算式為:
接下來要處理的仍是括弧內的運算式,此處括弧內的運算式為(2 + 4) = 6,因此剩下的運算式為:
在計算完括弧內的運算式後,繼續從左到右找最先要計算的運算式,接下來要最先計算的運算式為幂次,對應的算式為22,其數值為4,因此剩下的算式為
- .
接下來要計算的是乘法,,因此算式變成
依運算順序,要考慮的是除法,不過沒有除法,再來要考慮的加法也沒有出現,因此要處理的是減法
- .
因此算式4 × 22 − (2 + 22)的結果為10。
在中缀表示法中,運算順序非常重要,若運算順序錯誤,可能會算到錯誤的數值,只有每個運算都依正確的運算順序計算,才會有正確的結果。
參考資料
- Soukhanov, A.H. . Houghton Mifflin. 1992. ISBN 9780395448953. LCCN 92000851.
- (PDF). American Physical Society. Section IV–E–2–e. [5 August 2012]. (原始内容 (PDF)存档于2013-04-20).
- . [30 August 2014]. (原始内容存档于2014-09-24).
- McKellar, Danica. . New York: Plume. 2009. ISBN 9780452295407.
- Michiel Hazewinkel. . Springer. 2001: 3 [2015-07-18]. ISBN 978-1-4020-0198-7. (原始内容存档于2021-04-27).