Python3 运算符

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Python3 运算符

什么是运算符？

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=10，变量 b=21：

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 b / a 输出结果 2.1
%取模 - 返回除法的余数 b % a 输出结果 1
**幂 - 返回x的y次幂 a**b 为10的21次方
//取整除 - 往小的方向取整数 
>>> 9//2
4
>>> -9//2
-5

以下实例演示了Python所有算术运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 21
b = 10
c = 0
 
c = a + b
print ("1 - c 的值为：", c)
 
c = a - b
print ("2 - c 的值为：", c)
 
c = a * b
print ("3 - c 的值为：", c)
 
c = a / b
print ("4 - c 的值为：", c)
 
c = a % b
print ("5 - c 的值为：", c)
 
# 修改变量 a 、b 、c
a = 2
b = 3
c = a**b 
print ("6 - c 的值为：", c)
 
a = 10
b = 5
c = a//b 
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： 11
3 - c 的值为： 210
4 - c 的值为： 2.1
5 - c 的值为： 1
6 - c 的值为： 8
7 - c 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。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，这些变量名的大写。 (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。

以下实例演示了Python所有比较运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
a = 21
b = 10
c = 0
 
if ( a == b ):
   print ("1 - a 等于 b")
else:
   print ("1 - a 不等于 b")
 
if ( a != b ):
   print ("2 - a 不等于 b")
else:
   print ("2 - a 等于 b")
 
if ( a < b ):
   print ("3 - a 小于 b")
else:
   print ("3 - a 大于等于 b")
 
if ( a > b ):
   print ("4 - a 大于 b")
else:
   print ("4 - a 小于等于 b")
 
# 修改变量 a 和 b 的值
a = 5
b = 20
if ( a <= b ):
   print ("5 - a 小于等于 b")
else:
   print ("5 - a 大于  b")
 
if ( b >= a ):
   print ("6 - b 大于等于 a")
else:
   print ("6 - b 小于 a")

以上实例输出结果：

1 - a 不等于 b
2 - a 不等于 b
3 - a 大于等于 b
4 - a 大于 b
5 - a 小于等于 b
6 - b 大于等于 a

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
:=海象运算符，这个运算符的主要目的是在表达式中同时进行赋值和返回赋值的值。Python3.8 版本新增运算符。

在这个示例中，赋值表达式可以避免调用 len() 两次:

if (n := len(a)) > 10:
    print(f"List is too long ({n} elements, expected <= 10)")

以下实例演示了Python所有赋值运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
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

在 Python 3.8 及更高版本中，引入了一种新的语法特性，称为"海象运算符"（Walrus Operator），它使用 := 符号。这个运算符的主要目的是在表达式中同时进行赋值和返回赋值的值。

使用海象运算符可以在一些情况下简化代码，尤其是在需要在表达式中使用赋值结果的情况下。这对于简化循环条件或表达式中的重复计算很有用。

下面是一个简单的实例，演示了海象运算符的使用：

# 传统写法

n = 10

if n > 5:

    print(n)



# 使用海象运算符

if (n := 10) > 5:

    print(n)

海象运算符 := 允许我们在条件语句中同时计算并赋值 n * n，然后将结果用于比较，这可以减少代码的行数并使代码更紧凑。

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 13二进制格式如下：

a = 0011 1100

b = 0000 1101

-----------------

a&b = 0000 1100

a|b = 0011 1101

a^b = 0011 0001

~a  = 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。~x 类似于 -x-1 (~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释： 1100 0011， 在一个有符号二进制数的补码形式。
<<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：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
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
andx and y 布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 x 的值，否则返回 y 的计算值。 (a and b) 返回 20。
orx 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。
notnot 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：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
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：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
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, 类似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一个对象则返回 True，否则返回 False
is notis not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象 x is not y ， 类似 id(x) != id(y)。如果引用的不是同一个对象则返回结果 True，否则返回 False。

注： id() 函数用于获取对象内存地址。

以下实例演示了Python所有身份运算符的操作：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
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， 相同单元格内的运算符具有相同优先级。 运算符均指二元运算，除非特别指出。 相同单元格内的运算符从左至右分组（除了幂运算是从右至左分组）：

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：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
 
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

and 拥有更高优先级:

x = True
y = False
z = False
 
if x or y and z:
    print("yes")
else:
    print("no")

以上实例先计算 y and z 并返回 False ，然后 x or False 返回 True，输出结果：

yes
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