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Python3 运算符

2016-07-22 21:08:12 更新

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)

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")

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)

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)

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")

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")

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")

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)

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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