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Python3 运算符

本章节主要说明 Python 的运算符。举个简单的例子 4 + 5 = 9 。例子中,4 和 5 被称为操作数,"+" 称为运算符。
Python 语言支持以下类型的运算符:

算术运算符
比较(关系)运算符
赋值运算符
逻辑运算符
位运算符
成员运算符
身份运算符
运算符优先级
接下来让我们一个个来学习 Python 的运算符。

Python 算术运算符
以下假设变量 a 为 21,变量 b 为 10:

运算符        描述        实例
+        加 - 两个对象相加        a + b 输出结果 31
-        减 - 得到负数或是一个数减去另一个数        a - b 输出结果 11
*        乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串        a * b 输出结果 210
/        除 - x 除以 y        a / b 输出结果 2.1
%        取模 - 返回除法的余数        a % b 输出结果 1
**        幂 - 返回 x 的 y 次幂        a ** b 为 21 的 10 次方
//        取整除 - 返回商的整数部分        9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0
以下实例演示了 Python 所有算术运算符的操作:

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8

a = 21
b = 10
c = 0

c = a + b
print ("a+b 的值为:", c)

c = a - b
print ("a-b 的值为:", c)

c = a * b
print ("a*b 的值为:", c)

c = a / b
print ("a/b 的值为:", c)

c = a % b
print ("a%b 的值为:", c)

# 修改变量 a 、b 、c
a = 2
b = 3
c = a**b
print ("a**b 的值为:", c)

a = 10
b = 5
c = a//b
print ("a//b 的值为:", c)
尝试一下
以上实例输出结果:

a+b 的值为: 31

a-b 的值为: 11

a*b 的值为: 210

a/b 的值为: 2.1

a%b 的值为: 1

a**b 的值为: 8

a//b 的值为: 2

Python 比较运算符
以下假设变量 a 为 10,变量 b 为 20:

运算符        描述        实例
==        等于 -- 比较对象是否相等        (a == b) 返回 False。
!=        不等于 -- 比较两个对象是否不相等        (a != b) 返回 True.
>        大于 -- 返回 x 是否大于 y        (a > b) 返回 False。
<        小于 -- 返回 x 是否小于 y。        (a < b) 返回 True。
>=        大于等于 -- 返回 x 是否大于等于 y。        (a >= b) 返回 False。
<=        小于等于 -- 返回 x 是否小于等于 y。        (a <= b) 返回 True。
所有比较运算符返回 1 表示真,返回 0 表示假。这分别与特殊的变量 True 和 False 等价。注意:True和False的首字母为大写。

以下实例演示了 Python 所有比较运算符的操作:

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8

a = 21
b = 10
c = 0

if ( a == b ):
    print ("a 等于 b")
else:
    print ("a 不等于 b")

if ( a != b ):
    print ("a 不等于 b")
else:
    print ("a 等于 b")

if ( a < b ):
    print ("a 小于 b")
else:
    print ("a 大于等于 b")

if ( a > b ):
    print ("a 大于 b")
else:
    print ("a 小于等于 b")

# 修改变量 a 和 b 的值
a = 5;
b = 20;
if ( a <= b ):
    print ("a 小于等于 b")
else:
    print ("a 大于  b")

if ( a >= b ):
    print ("a 大于等于 b")
else:
    print ("a 小于 b")
尝试一下
以上实例输出结果:

a 不等于 b

a 不等于 b

a 大于等于 b

a 大于 b

a 小于等于 b

a 小于 b

Python 赋值运算符
以下假设变量 a 为 10,变量 b 为 20:

运算符        描述        实例
=        简单的赋值运算符        c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c
+=        加法赋值运算符        c += a 等效于 c = c + a
-=        减法赋值运算符        c -= a 等效于 c = c - a
*=        乘法赋值运算符        c *= a 等效于 c = c * a
/=        除法赋值运算符        c /= a 等效于 c = c / a
%=        取模赋值运算符        c %= a 等效于 c = c % a
**=        幂赋值运算符        c **= a 等效于 c = c ** a
//=        取整除赋值运算符        c //= a 等效于 c = c // a
以下实例演示了 Python 所有赋值运算符的操作:

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8

a = 21
b = 10
c = 0

c = a + b
print ("1 - c 的值为:", c)

c += a
print ("2 - c 的值为:", c)

c *= a
print ("3 - c 的值为:", c)

c /= a
print ("4 - c 的值为:", c)

c = 2
c %= a
print ("5 - c 的值为:", c)

c **= a
print ("6 - c 的值为:", c)

c //= a
print ("7 - c 的值为:", c)
尝试一下
以上实例输出结果:

1 - c 的值为: 31
2 - c 的值为: 52
3 - c 的值为: 1092
4 - c 的值为: 52.0
5 - c 的值为: 2
6 - c 的值为: 2097152
7 - c 的值为: 99864
Python 位运算符
按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python 中的按位运算法则如下:

下表中变量 a 为 60,b 为 13。

         按位与运算(a&b)         按位或运算(a|b)        按位异或(a^b)
a(60)的二进制表示        0011 1100         0011 1100         0011 1100
b(13)的二进制表示        0000 1101        0000 1101         0000 1101
运算结果        0000 1100        0011 1101        0011 0001
结果的十进制表示         12         61         49
         按位取反(~a)        左移(a<<2)        右移(a>>2)
a(60)的二进制表示        0011 1100         0011 1100         0011 1100
运算结果        1100 0011         1111 0000        0000 1111
运算结果的十进制表示         -61         240         15
注:关于原码,补码和反码:
原码:假设机器字长为n,原码就是用一个n位的二进制数,其中最高位为符号位:正数是0,负数是1。剩下的表示概数的绝对值,位数如果不够就用0补全。
反码:在原码的基础上,符号位不变其他位取反,也就是就是0变1,1变0。
补码:在反码的基础上加1。  
PS:正数的原、反、补码都一样,0的原码跟反码都有两个,因为这里0被分为+0和-0。
按位取反和反码有一定的相似之处但又不尽相同(反码符号位不取反)。
在计算机中,是以补码的形式存放数据的。1100 0011刚好对应-61。
-61的原码-> 1011 1101->反码->1100 0010->补码->1100 0011
运算符        描述        实例
&        按位与运算符:参与运算的两个值,如果两个相应位都为  1,则该位的结果为 1,否则为 0        (a & b) 输出结果 12 ,二进制解释: 0000 1100
|        按位或运算符:只要对应的二个二进位有一个为 1 时,结果位就为 1。        (a | b) 输出结果 61 ,二进制解释: 0011 1101
^        按位异或运算符:当两对应的二进位相异(不同)时,结果为 1        (a ^ b) 输出结果 49 ,二进制解释: 0011 0001
~        按位取反运算符:对数据的每个二进制位取反,即把 1 变为 0,把 0 变为 1        (~a ) 输出结果 -61 ,二进制解释: 1100 0011
<<        左移动运算符:运算数的各二进位全部左移若干位,由"<<"右边的数指定移动的位数,高位丢弃,低位补 0。        a << 2 输出结果 240 ,二进制解释: 1111 0000
>>        右移动运算符:把">>"左边的运算数的各二进位全部右移若干位,">>"右边的数指定移动的位数        a >> 2 输出结果 15 ,二进制解释: 0000 1111
以下实例演示了 Python 所有位运算符的操作:

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8

a = 60            # 60 = 0011 1100
b = 13            # 13 = 0000 1101
c = 0

c = a & b;        # 12 = 0000 1100
print ("1 - c 的值为:", c)

c = a | b;        # 61 = 0011 1101
print ("2 - c 的值为:", c)

c = a ^ b;        # 49 = 0011 0001
print ("3 - c 的值为:", c)

c = ~a;           # -61 = 1100 0011
print ("4 - c 的值为:", c)

c = a << 2;       # 240 = 1111 0000
print ("5 - c 的值为:", c)

c = a >> 2;       # 15 = 0000 1111
print ("6 - c 的值为:", c)
尝试一下
以上实例输出结果:

1 - c 的值为: 12
2 - c 的值为: 61
3 - c 的值为: 49
4 - c 的值为: -61
5 - c 的值为: 240
6 - c 的值为: 15
Python 逻辑运算符
Python 语言支持逻辑运算符,以下假设变量 a 为 10, b 为 20:

运算符        逻辑表达式        描述        实例
and        x and y        布尔"与" - 如果 x 为 False,x and y 返回 False,否则它返回 y 的计算值。        (a and b) 返回 20。
or        x or y        布尔"或" - 如果 x 是 True,它返回 x的值,否则它返回 y 的计算值。        (a or b) 返回 10。
not        not x        布尔"非" - 如果 x 为 True,返回 False 。如果 x 为 False,它返回 True。        not(a and b) 返回 False
以上实例输出结果:

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8

a = 10
b = 20

if ( a and b ):
    print ("1 - 变量 a 和 b 都为 true")
else:
    print ("1 - 变量 a 和 b 有一个不为 true")

if ( a or b ):
    print ("2 - 变量 a 和 b 都为 true,或其中一个变量为 true")
else:
    print ("2 - 变量 a 和 b 都不为 true")

# 修改变量 a 的值
a = 0
if ( a and b ):
    print ("3 - 变量 a 和 b 都为 true")
else:
    print ("3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true")

if ( a or b ):
    print ("4 - 变量 a 和 b 都为 true,或其中一个变量为 true")
else:
    print ("4 - 变量 a 和 b 都不为 true")

if not( a and b ):
    print ("5 - 变量 a 和 b 都为 false,或其中一个变量为 false")
else:
    print ("5 - 变量 a 和 b 都为 true")
尝试一下
以上实例输出结果:

1 - 变量 a 和 b 都为 true
2 - 变量 a 和 b 都为 true,或其中一个变量为 true
3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true
4 - 变量 a 和 b 都为 true,或其中一个变量为 true
5 - 变量 a 和 b 都为 false,或其中一个变量为 false
Python 成员运算符
除了以上的一些运算符之外,Python 还支持成员运算符,测试实例中包含了一系列的成员,包括字符串,列表或元组。

运算符        描述        实例
in        如果在指定的序列中找到值返回 True,否则返回 False。        x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。
not in        如果在指定的序列中没有找到值返回 True,否则返回 False。        x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。
以下实例演示了 Python 所有成员运算符的操作:

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8
a = 10
b = 20
list = [1, 2, 3, 4, 5 ];

if ( a in list ):
    print ("1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
    print ("1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")

if ( b not in list ):
    print ("2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中")
else:
    print ("2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中")

# 修改变量 a 的值
a = 2
if ( a in list ):
    print ("3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
    print ("3 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")
尝试一下
以上实例输出结果:

1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中
2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中
3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中
Python 身份运算符
身份运算符用于比较两个对象的存储单元

运算符        描述        实例
is        is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象        x is y, 如果 id(x) 等于 id(y) , is 返回结果 True
is not        is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象        x is not y, 如果 id(x) 不等于 id(y). is not 返回结果 True
以下实例演示了 Python 所有身份运算符的操作:

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8

a = 20
b = 20

if ( a is b ):
    print ("1 - a 和 b 有相同的标识")
else:
    print ("1 - a 和 b 没有相同的标识")

if ( id(a) == id(b) ):
    print ("2 - a 和 b 有相同的标识")
else:
    print ("2 - a 和 b 没有相同的标识")

# 修改变量 b 的值
b = 30
if ( a is b ):
    print ("3 - a 和 b 有相同的标识")
else:
    print ("3 - a 和 b 没有相同的标识")

if ( a is not b ):
    print ("4 - a 和 b 没有相同的标识")
else:
    print ("4 - a 和 b 有相同的标识")
尝试一下
以上实例输出结果:

1 - a 和 b 有相同的标识
2 - a 和 b 有相同的标识
3 - a 和 b 没有相同的标识
4 - a 和 b 没有相同的标识
Python 运算符优先级
以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符:

运算符

描述

(expressions...),

[expressions...], {key: value...}, {expressions...}

圆括号的表达式

x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute

读取,切片,调用,属性引用

await x

await 表达式

**

乘方(指数)

+x, -x, ~x

正,负,按位非 NOT

*, @, /, //, %

乘,矩阵乘,除,整除,取余

+, -

加和减

<<, >>

移位

&

按位与 AND

^

按位异或 XOR

|

按位或 OR

in,not in, is,is not, <, <=, >, >=, !=, ==

比较运算,包括成员检测和标识号检测

not x

逻辑非 NOT

and

逻辑与 AND

or

逻辑或 OR

if -- else

条件表达式

lambda

lambda 表达式

:=

赋值表达式

以下实例演示了 Python 所有运算符优先级的操作:

#!/usr/bin/python3
#coding=utf-8
a = 20
b = 10
c = 15
d = 5
e = 0

e = (a + b) * c / d       #( 30 * 15 ) / 5
print ("(a + b) * c / d 运算结果为:",  e)

e = ((a + b) * c) / d     # (30 * 15 ) / 5
print ("((a + b) * c) / d 运算结果为:",  e)

e = (a + b) * (c / d);    # (30) * (15/5)
print ("(a + b) * (c / d) 运算结果为:",  e)

e = a + (b * c) / d;      #  20 + (150/5)
print ("a + (b * c) / d 运算结果为:",  e)
尝试一下
以上实例输出结果:

(a + b) * c / d 运算结果为: 90.0
((a + b) * c) / d 运算结果为: 90.0
(a + b) * (c / d) 运算结果为: 90.0
a + (b * c) / d 运算结果为: 50.0

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