10、运算符与表达式

简介

所谓运算符用于执行程序代码运算，会针对一个以上操作数来进行运算，可以执行某种运算或者是某项操作的符号，例如：4 + 5这个式子中的4和5就是操作数，它们中间的"+"就是加法运算符，加法运算符可以将左右两个操作数相加，并得到相加的结果

一、表达式(Expressions)

1.1、概念

表达式是将不同类型的数据(常亮、变量、函数)用运算符按照一定得规则连接起来的式子

表达式的组成由运算符(Operators)和操作数(Operands)

1.2 、示例代码

1. 示例1

   2 + 3 * 4
   

2. 说明
   +、* 就是运算符
   2、3、4 就是操作数
3. 示例2

   n1 = 1
   n2 = 3
   n3 = n1 + n2
   

4. 说明
   实质就是操作数

二、算术运算符

2.1、概念

算术运算符包括四则运算符、求模预算符和幂运算符

算术运算符	表达式	说明
+	x + y	加 - 两个对象相加
-	x - y	减 - 得到负数或是一个数减去另一个数
*	x * y	乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串
/	x / y	除 - x除以y
%	x%y	取模 - 返回除法的余数
**	x**y	幂 - 返回x的y次幂
//	x // y	取整除 - 返回商的整数部分

2.2、加 +

1. 说明
   当 + 的两端都是数字时，则就是数学中的加法运算。
   当 + 两端都是字符串时，则就是把两端的字符串连接起来。
2. 注意事项
   • 布尔值 True 可以作为数字 1 来使用， False 可以作为数字 0 ,所以他们可以和数字相加。(学完面向对象你就是清楚, 其实bool继承自int)
   • python 不允许字符串和数字相加
3. 示例代码

   add1 = 3 + 4
   print(add1)   # 7
   add2 = 3 + True
   print(add2) # 4
   add3 = 3 + False
   print(add3) # 3
   add4 = True * 0
   print(add4) # 0
   # add5 = "a" + 3  # 错误！不允许字符串和数字相加
   

2.3、减 -

1. 说明
   两个数相减。
2. 注意事项
   减法只能用于操作数字。
3. 示例代码

   a = 100
   b = 50
   c = 10
   i = a - b
   i1 = c - true
   

2.4、乘 *

1. 说明
   两个数相乘。如果有一个是字符串一个是整数，则得到的重复整数次的字符串
2. 示例代码

   result1 = 3 * 4.1
   print(result1)
   result2 = 2 * "Hello "
   print(result2)
   result3 = "world " * 3
   print(result3)
   

2.5、幂 **

1. 说明
   x ** y 返回 x 的 y 次方 x^y
2. 示例代码

   a = 2
   b = 3
   c = a**b 
   print(c)
   

2.6、除 /

1. 说明
   取
2. 示例代码

   result1 = 10 / 2
   print(result1)
   result2 = 10 / 3
   print(result2)
   result3 = -11.3 / 3
   print(result3)
   

三、比较(关系)运算符

2.1、概念

关系运算符是对两个对象进行比较

运算符	表达式	说明
==	a==b	等于，比较对象是否相等，返回bool
!=	a !=b	不等于，比较两个对象是否不相等，返回bool
>	a > b	大于，比较a是否大于b，返回bool
<	a < b	小于，比较a是否小于b，返回bool
>=	a>=b	大于等于，比较a是否大于或者等于b，返回bool
<=	a<=b	小于等于，比较a是否小于或者等于b，返回bool

2.2、说明

1. 如果是两个数字则比较他们数学上的大小。
2. 如果是两个字符串比较，则是比较的他们在码表中的顺序。先比较第一个字母，如果相等再比较第二个...
3. 如果有布尔值参与比较，则 True 做 1 来用，False 做 0 来用。
4. 数字和字符串不能进行比较！
5. 比较运算符计算的结果一定是布尔值。

2.3、示例代码

1. 示例

   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")
   

2. 示例

   #python中的比较运算符可以组成链接。只有每个运算符计算的结果都是 True ，最终的结果才会为 True。否则就是 False
   r1 = 5 > 4 > 3
   print(r1)   # True   因为 5 大于 4是 True，并且 4 大于 3 是 True
   r2 = 5 > 4 == (2 + 1)
   print(r2)   # False  因为 5 大于 4 是 True，但是 4 == 2 + 1 是 False
   

四、逻辑运算符

1、概要

python 共支持 3 种逻辑运算符。

运算符	表达式	说明
and	a and b	逻辑与，当a为True时才计算b
or	a or b	逻辑或，当a为False时才计算b
not	not a	逻辑非

Python的逻辑运算(and，or，not)与C/C++、Java等语言不太一样。这些语言的逻辑运算返回的值都是bool值，而Python返回的则不同

2、非运算 not

1. 说明
   取反,如果表达式为真则为假,反之假的则为真

3、与运算 and

1. 运算规则
   • 若左边的表达式为真，则返回右边表达式的值
   • 否则，返回左边表达式的值
2. 示例代码(非运算)

   a = 20
   b = 10
   c = 0
   print(a>b and b>c) #a>b为True继续计算b>c，b>c也为True则结果为True
   print(a>b and bb为True继续计算cc结果为False则结果为False
   print(a>b or cb为True则不继续计算c

3. 示例代码(运算)

   a = 30
   b = 20
   c += a > b and b
   print(c) #输出 20
   

4、或运算 or

1. 非运算
   有一个是 True 结果就是 True
   由于任何类型都可以参与运算，所以更加准确的规则应该是：
   如果第一个是 True 或者相当于 True ,则结果就是第一个数据，否则最终的结果就应该是第二个数据。
2. 运算规则
   • a or b
   • 如果a为真，无需计算b，就可得知整个表达式的真值为真，所以结果为a的值
   • 如果a为假，继续计算b，b将决定整个表达式最终的值，所以结果为b的值
3. 示例代码

   a = 10
   b = 20
   c = 0
   print(a>b or c 100 or b > 100) #输出false
   print(a < 0 or b)  #输出 b的值 20
   

5、附 真值表

Object	bool值
""	False
"Str"	True
0	False
1	True
()空元组	False
[]空列表	False
{}空字典	False
None	False

六、赋值运算符

1、说明

赋值运算符就是给变量赋值或者赋值加运算

2、支持的赋值运算符

运 算 符	说 明	举 例	展 开 形 式
=	简单的赋值运算	x=y	x=y
+=	加赋值	x+=y	x=x+y
-=	减赋值	x-=y	x=x-y
*=	乘赋值	x*=y	x=x*y
/=	除赋值	x/=y	x=x/y
%=	取余数赋值	x%=y	x=x%y
**=	幂赋值	x*=y*	x=x*y*
//=	取整除赋值	x//=y	x=x//y

七、成员运算符

1、说明

如果在指定的序列中找到了，那么结果是True，如果没有找到，那么结果是False.

2、成员运算符

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。

八、身份运算符

1、说明

所谓身份运算符就是比较两个变量内存地址是否相等,类似 id(变量) == id(变量)

2、运算符

运算符	描述	示例
is	is 是判断两个标识符是不是引用同一个对象	x is y，类似 id(x) == id(y)
is not	is not 是判断两个标识符是不是引用不同对象	x is not y，类似 id(a) != id(b)

3、与==的区别

• is 用于判断 两个变量 引用对象是否为同一个
• == 用于判断 引用变量的值 是否相等

a = [100,200]
b = [100,200]
print(b is a)
# False
print(b == a)
# True

九、运算符优先级(由高到低)

1、说明

运算符的优先级我不推荐大家去死记硬背,只需要记住一条碰到需要优先计算的使用()括起来

2、优先级

1. ** 指数 (最高优先级)
2. ~ + - 按位翻转, 一元加号和减号 (正负号)
3. * / % // 乘，除，取模和取整除
4. + - 加法减法
5. >> << 右移，左移运算符
6. & 位 'AND'
7. ^ | 位运算符
8. <= < > >= 比较运算符
9. <> == != 等于运算符
10. = %= /= //= -= += *= **= 赋值运算符
11. is is not 身份运算符
12. in not in 成员运算符
13. not or and 逻辑运算符

十、位运算符(了解)

1、说明

按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的

运算符	表达式	说明
&	a & b	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	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	按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为1
~	~a	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<<2	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	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

2、示例代码

a = 60  # 60 = 0011 1100
b = 13  # 13 = 0000 1101
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)

3、转化函数

1. 二进制数字字符串 -> 整形

   int('00001111',进制) 默认10进制
   

2. 整形 -> 二进制数字字符串

   bin(number)