【编程基础之Python】10、Python中的运算符

Python中的运算符

Python是一门非常流行的编程语言，它支持各种运算符来执行各种操作。这篇文章将详细介绍Python的各种运算符及其使用方法。

算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算，包括加、减、乘、除和取模等操作。以下是Python支持的算术运算符：

• 加法运算符（+）：用于两个数字或字符串的相加。
• 减法运算符（-）：用于两个数字的相减。
• 乘法运算符（*）：用于两个数字或字符串的相乘。
• 除法运算符（/）：用于两个数字的相除，结果为浮点数。
• 整除运算符（//）：用于两个数字的整除，结果为整数，也叫地板除。
• 取模运算符（%）：用于两个数字的取模操作，即返回两个数相除的余数。
• 指数运算符（**）：用于求一个数值的某次幂，也叫幂运算符。

运算符	描述	示例
+	加法	3 + 4 = 7
-	减法	7 - 3 = 4
*	乘法	3 * 4 = 12
/	除法	7 / 3 = 2.33333…
//	整除	7 // 3 = 2
%	取模	7 % 3 = 1
**	指数	2 ** 3 = 8

以下是算术运算符的案例：

x = 10
y = 3

print(x + y)   # 输出 13
print(x - y)   # 输出 7
print(x * y)   # 输出 30
print(x / y)   # 输出 3.3333333333333335
print(x // y)  # 输出 3
print(x % y)   # 输出 1
print(x ** y)  # 输出 1000

赋值运算符

赋值运算符用于给变量或者表达式赋值。Python支持多种赋值运算符，包括简单赋值、加等于赋值、减等于赋值、乘等于赋值、除等于赋值、取模等于赋值、幂等于赋值、整除等于赋值等。以下是一些常见的赋值运算符及其使用方法：

• 简单赋值运算符（=）：用于将一个值赋给变量。
• 加等于赋值运算符（+=）：用于将右边的值加到左边的变量上，并将结果赋给左边的变量。
• 减等于赋值运算符（-=）：用于将右边的值减去左边的变量，并将结果赋给左边的变量。
• 乘等于赋值运算符（*=）：用于将右边的值乘以左边的变量，并将结果赋给左边的变量。
• 除等于赋值运算符（/=）：用于将左边的变量除以右边的值，并将结果赋给左边的变量。
• 取模等于赋值运算符（%=）：用于将左边的变量对右边的值取模，并将结果赋给左边的变量。
• 幂等于赋值运算符（**=）：用于将左边的变量幂运算右边的值，并将结果赋给左边的变量。
• 整除等于赋值运算符（//=）：用于将左边的变量整除右边的值，并将结果赋给左边的变量。

以下是赋值运算符的案例：

a = 10   # 简单赋值
print(a)
a += 5   # 加等于赋值，等同于 a = a + 5
print(a)
a -= 3   # 减等于赋值，等同于 a = a - 3
print(a)
a *= 2   # 乘等于赋值，等同于 a = a * 2
print(a)
a /= 4   # 除等于赋值，等同于 a = a / 4
print(a)
a **= 3  # 幂等于赋值，等同于 a = a ** 3
print(a)
a //= 2  # 整除等于赋值，等同于 a = a // 2
print(a)
a %= 2   # 取模等于赋值，等同于 a = a % 2
print(a)

比较运算符

比较运算符用于比较两个值，返回一个布尔值（True或False）。以下是Python支持的比较运算符：

• 等于运算符（==）：用于检查两个值是否相等，如果相等则返回 True，否则返回 False。
• 不等于运算符（!=）：用于检查两个值是否不相等，如果不相等则返回 True，否则返回 False。
• 大于运算符（>）：用于检查左侧的值是否大于右侧的值，如果是则返回 True，否则返回 False。
• 小于运算符（<）：用于检查左侧的值是否小于右侧的值，如果是则返回 True，否则返回 False。
• 大于等于运算符（>=）：用于检查左侧的值是否大于或等于右侧的值，如果是则返回 True，否则返回 False。
• 小于等于运算符（<=）：用于检查左侧的值是否小于或等于右侧的值，如果是则返回 True，否则返回 False。

以下是比较运算符的案例：

x = 10
y = 3

print(x == y)   # 输出 False
print(x != y)   # 输出 True
print(x > y)    # 输出 True
print(x < y)    # 输出 False
print(x >= y)   # 输出 True
print(x <= y)   # 输出 False

逻辑运算符

逻辑运算符用于比较两个或多个表达式的布尔值，并返回一个布尔值（True或False）。以下是Python支持的逻辑运算符：

• 逻辑与运算符（and）：用于检查两个表达式是否都为True。
• 逻辑或运算符（or）：用于检查两个表达式是否至少有一个为True。
• 逻辑非运算符（not）：用于对表达式的值取反，如果条件为假，则返回 True，否则返回 False。

以下是逻辑运算符的案例：

x = 5
y = 3
z = 7

print(x > y and z > x)  # 输出 True
print(x < y or z < x)   # 输出 False
print(not x < y)        # 输出 True

逻辑运算符的优先级与数学中的运算符优先级不同，需要使用括号来明确优先级。例如，(x > y) and (z > x) 与 x > y and z > x 的结果是不同的。

位运算符

位运算符是用于对二进制数进行操作的运算符，包括按位与、按位或、按位异或、按位取反等，适用于整数类型数据。下面是Python中的位运算符：

• 按位与运算符（&）：参与运算的两个数，对应的二进制位上如果都是1，结果为1，否则为0。
• 按位或运算符（|）：参与运算的两个数，对应的二进制位上如果有一个是1，结果为1，否则为0。
• 按位异或运算符（^）：参与运算的两个数，对应的二进制位上如果只有一个是1，结果为1，否则为0。
• 按位取反运算符（~）：对参与运算的数的二进制位按位取反，0变为1，1变为0。
• 左移运算符（<<）：将参与运算的数的二进制位向左移动指定的位数，左移后低位补0。
• 右移运算符（>>）：将参与运算的数的二进制位向右移动指定的位数，右移后高位补0或补1（取决于参与运算的数的符号位）。

以下是位运算符的案例：

a = 60
b = 13

print(a & b)   # 输出12
print(a | b)   # 输出61
print(a ^ b)   # 输出49
print(~a)      # 输出-61
print(a << 2)  # 输出240
print(a >> 2)  # 输出15

成员运算符

成员运算符用于测试一个值是否在序列中出现。常用的成员运算符有 in 和 not in。

• in：用于判断一个值是否是一个序列的成员，是返回True，否则返回False。
• not in：用于判断一个值是否不是一个序列的成员，不是返回True，否则返回False。

以下是成员运算符的案例：

a = [1, 2, 3, 4, 5]

print(3 in a)      # 输出True
print(6 not in a)  # 输出True

身份运算符

身份运算符用于比较两个对象的存储单元，返回布尔值 True 或 False。

以下是 Python 中的身份运算符：

• is ：判断两个对象是否引用同一存储单元，如果是则返回 True，否则返回 False。
• is not ：判断两个对象是否引用不同的存储单元，如果是则返回 True，否则返回 False。

a = 5
b = 5
print(a is b)  # 输出True

c = [1, 2, 3]
d = [1, 2, 3]
print(c is d)  # 输出False

运算符优先级

在Python中，不同的运算符有不同的优先级，当表达式中含有多个运算符时，Python会按照一定的优先级进行计算。常见运算符的优先级从高到低如下：

运算符	描述
**	指数运算（最高优先级）
+x, -x, ~x	正、负、按位取反运算
*, /, //, %	乘、除、整除、取模运算
+, -	加、减运算
<<, >>	按位左移、按位右移运算
&	按位与运算
^	按位异或运算
|	按位或运算
==, !=, >, >=, <, <=	比较运算符和成员运算符（左侧优先）
=, +=, -=, *=, /=, //=, %=, **=	赋值运算符和增量赋值运算符（从右向左结合）
is, is not	身份运算符
in, not in	成员运算符
not	逻辑非运算符
and	逻辑与运算符
or	逻辑或运算符
lambda	lambda表达式（最低优先级）

运算符总结

本文介绍了Python中常见的运算符，包括算数运算符、比较运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符、成员运算符、身份运算符等。在使用运算符时需要注意运算符的优先级和结合性，同时也要注意数据类型的匹配问题。

Python中的运算符不仅可以用于数值类型，还可以用于字符串、列表、元组、字典等复合数据类型。同时，Python还提供了一些特殊的运算符，如三目运算符和链式比较运算符等，方便程序员进行代码的编写和优化。

在实际编程中，合理地使用运算符可以提高代码的效率和可读性，对于Python程序员而言是一个必要的基础知识。