파이썬 산술 연산자 완벽 정리|숫자 자료형부터 나눗셈, 우선순위까지 한 번에 이해하기

파이썬에서 계산은 값을 만들어내는 과정이자 평가이며, 계산 자체가 행동이 아니라 최종 결과를 정하는 과정이다. 모든 계산은 하나의 값으로 귀결되며, 결과 값은 화면에 보이거나 다른 계산에 사용되거나 저장될 수 있다. 계산식은 실행되면 하나의 값으로 바뀌는 표현식이며, 값과 함께 타입 정보가 함께 다뤄진다. 값은 숫자나 문자보다 더 큰 맥락으로 다뤄지며, 숫자도 타입을 가진다.

숫자 자료형은 계산의 기본 상태를 제공하는 값의 형태로 존재한다. 정수(int)와 실수(float) 외에도 숫자는 타입에 따라 표현 범위가 달라지며, 같은 모양의 숫자라도 타입이 다를 수 있다. 산술 연산자는 숫자 간의 관계를 표현하는 기호이며, 연산자의 역할은 값들 사이의 계산 규칙을 나타내는 것이다. 계산식은 읽히는 방식이 아니라 계산 규칙에 따라 순서대로 해석되며, 괄호와 우선순위가 이 흐름을 결정한다.

나눗셈(/)은 항상 실수(float) 값을 반환한다. 정수 나눗셈의 몫과 나머지를 구하는 // 와 %는 함께 이해해야 하며, a = (a // b) * b + (a % b) 같은 공식으로 원래 값을 복원할 수 있다. 음수의 경우도 규칙에 따라 몫은 아래쪽으로 내림되고, 나머지는 제수의 부호와 같은 방향으로 결정된다. 거듭제곱 연산자(**)는 곱하기를 여러 번 하는 것을 한 번에 표현하는 기호이며, 지수는 실수도 가능하고, 밑과 지수의 관계에 따라 다양한 수가 된다.

연산자 우선순위는 단순한 표 암기가 아니라 계층 구조로 이해해야 한다. 괄호가 있으면 먼저 계산되고, 같은 층의 연산자는 왼쪽에서 오른쪽으로 묶이는 경우가 많으며, 단독으로는 점진적으로 결합으로 계산이 진행된다. 하나의 식은 여러 단계로 나뉘어 처리되며, 각 단계는 식을 점차 단순한 형태로 바꾼다. 따라서 계산 과정은 한 번에 끝나는 것이 아니라, 중간 결과를 다시 식에 반영하며 진행된다.

단항 연산자와 음수의 위치에 따라 부호와 의미가 달라진다. 음수는 표현된 값 자체이며, 단항 부호는 부호를 바꿀 뿐 값의 크기를 바꾸지 않는다. 변수는 값의 이름에 불과하며, 대입은 오른쪽의 값을 먼저 계산해 왼쪽에 저장하는 방식으로 진행된다. 다중 변수 대입과 교환은 한 번에 평가된 뒤 대응되는 변수에 순서대로 저장되며, 값의 독립성이 유지된다. 출력은 계산 결과를 확인하는 수단으로, print를 통해 현재 저장된 값을 보여준다.

타입 변환은 자동과 명시적 두 가지가 있으며, 자동 변환은 서로 다른 숫자 타입이 함께 계산될 때 필요한 범위의 타입으로 일시적으로 바뀌고, 저장된 값의 타입은 바뀌지 않는다. 명시적 타입 변환은 의도한 형식으로 바꾸는 과정으로, 실패하면 오류가 발생한다. 실수 연산은 부동소수점의 한계로 인해 미세한 차이가 발생할 수 있으며, 이는 내재된 표현 범위와 하드웨어의 표현 방식에서 기인한다. 따라서 실수 결과를 해석할 때는 값의 정확성보다 표현 방식의 한계를 고려하는 것이 중요하다.