Сумма и произведение цифр числа в Python

Сложить или перемножить цифры числа — задача, встречающаяся почти каждому программисту. Она позволяет не только проверить умение писать код и придумывать правильные алгоритмы, но и даёт возможность оценить синтаксис и функционал используемого языка.

Сумма цифр

Реализация программы на разных языках программирования мало чем отличается. Но из-за концепций и особенностей синтаксиса решение на языке Python получается более коротким и простым, чем, например, решение на C++.

Полный код программы нахождения суммы цифр числа на Python выглядит так:

num = int(input("Введите целое: "))
sum = 0
while (num != 0):
    sum = sum + num % 10
    num = num // 10
print("Сумма цифр числа равна: ", sum)

В первой строке программа запрашивает ввод числа, цифры которого будут складываться.

Во второй строке объявляется переменная, в которую будет записываться сумма. Переменная обязательна должна быть равна нулю. Иначе полученная сумма будет отличаться от реальной (некоторые люди путают сложение и произведение чисел, поэтому пишут не ноль, а единицу).

В цикле while происходит суммирование цифр. В 4 строке программа получает младший разряд числа. Например, если число равно 125, программа получает 5. Полученный младший разряд прибавляется к переменной суммы.

Строка 5: использованный младший разряд отбрасывается (делится на 10), то есть если было 125, то станет 12. Обязательно необходимо использовать целочисленное деление, то есть деление без остатка, иначе цифра не отбросится, а уйдет в дробную часть результата.

В 6 строке программа выводит результат суммирования в консоль. Пример выполнения:

Введите целое: 555
Сумма цифр числа равна: 15

В этом примере мы посчитали с помощью Python сумму цифр трёхзначного числа 555.

Произведение цифр

Программа на Python для вычисления произведения цифр числа имеет похожую структуру и принцип работы. Однако есть некоторые важные отличия:

num = int(input("Введите целое: "))
mult = 1
while (num != 0):
    mult = mult * (num % 10)
    num = num // 10
print("Произведение цифр равно: ", mult)

Во-первых, переменная для хранения произведения равна единице, если присвоить ей ноль, то и само произведения будет всегда равно нулю. Во-вторых, теперь в цикле while очередная цифра не прибавляется к переменной, а является её множителем.

Важный момент, из-за того что оператор умножения имеет более высокий приоритет выполнения, чем оператор остатка от деления, выражение «num % 10» помещается в круглые скобки. Если не сделать этого, программа сначала будет умножать переменную mult на число и только потом брать от неё остаток.

Пример работы программы:

Введите целое: 55
Произведение цифр равно: 25

Частные случаи

Рассмотренные варианты программ являются самыми простыми. Однако существует ещё много частных случаев.

Число задано строкой

Когда программа получает ввод с помощью input, интерпретатор автоматически присваивает переменной строковый тип, если попытаться использовать эту переменную в вычислениях, возникнет ошибка.

В рассмотренных скриптах эта проблема была решена следующим образом:

num = int(input("Введите целое: "))

Задано дробное

Если пользователь вводит дробное число, стандартная реализация перестаёт работать. Дробная часть не учитывается, т.к. в программе происходит деление на 10. Даже если преобразовывать введенное число к целому с помощью  int, то будут отброшены все дробные цифры.

Рассмотрим программу для вычисления произведения цифр дробного числа (аналогично с суммой):

num = input("Введите дробное: ")
# разделим введённое (тип данных строка) на две части
x = num.split(".") 
a = int(x[0]) # целая часть
b = int(x[1]) # дробная часть
mult = 1
while (a != 0): # перемножаем числа целой части
    mult = mult * (a % 10)
    a = a // 10
while (b != 0): # перемножаем числа дробной части
    mult = mult * (b % 10)
    b = b // 10
print("Произведение цифр равно:", mult)

Пример выполнения программы:

Введите дробное: 55.5
Произведение цифр равно: 125

Эта программа правильно вычисляет произведение цифр любого числа:

• Целое.
• Дробное > 1.
• Дробное < 1.

Реализация программы специально была сделана через строки, с помощью функции split введённое число делится на дробную и целую части. Дробная часть обрабатывается также, как и целая.

При приведении к действительному

Подход, описанный выше выбран потому, что из-за неточного представления десятичных дробей в двоичном виде (в котором работает компьютер), реальное представление числа отличается от ожидаемого. В итоге, если пользователь вводит число 0.55, то если привести её к действительному числу с помощью float, в переменную записывается значение 0.54999…8. В итоге, результат получается неточным, если ограничить количество итераций цикла, либо цикл является бесконечным, пример:

num = float(input("Введите дробное: ")) # Преобразуем строку в дробное
a = int(num) # целая часть, например, 5
b = num - int(num) # дробная часть, например, 0.55
print("a =", a)
print("b =", b)
mult = 1
while (a != 0): # перемножаем числа целой части
    mult = mult * (a % 10)
    a = a // 10
while (b != 0): # b никогда не будет равно 0
    mult = mult * int(b*10) # 0.55 * 10 = 5.5, int(5.5) = 5
    b = b * 10 - int(b * 10)
print("Произведение цифр равно:", mult)

Если бы в переменной реально было бы записано значение 5.55, то программа работала бы нормально. Однако в переменную b на самом деле помещается 0,54999… Это приводит к бесконечному выделению и отбрасыванию старшего разряда.

Вот пример вывода полученной программы:

Введите дробное: 5.55
a = 5
b = 0.5499999999999998
Произведение цифр равно: 0

Программа вывела переменную b, как 0.5499999999999998, после умножения на 10, её значение уже будет равно 5.499999999999998. Если вычесть из этого числа 5, то получим 0.4999999999999982. На конце добавилась цифра 2!

Таким образом прошло много итераций и в итоге b стало равно 0. В ходе перемножений среди цифр из которых состояло b были и нули. Поэтому результат равен 0.