Python 基础（七）：常用运算符

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大家好，我是水滴~~

本篇主要讲术 Python 的常用运算符，主要包括：算术运算符、按位运算符、赋值运算符、比较运算符、身份运算符、逻辑运算符、成员运算符，以及运算符的优先级。

一、算术运算符

算术运算符用于基本的数学运算。运算的双方为数字类型，其结果也为数字类型。

运算符	描述	示例
+	加	2 + 4 输出结果 6
-	减	4 - 3 输出结果 1
*	乘	3 * 4 输出结果 12
/	除	12 / 3 输出结果 4.0
%	取模	13 % 5 输出结果 3
**	幂	2 ** 10 输出结果 1024
//	整除	7 // 3 输出结果 2

代码示例：

print(2 + 4)   # 加法运算
print(4 - 3)   # 减法运算
print(3 * 4)   # 乘法运算
print(12 / 3)  # 除法运算
print(13 % 5)  # 取模运算
print(2 ** 10) # 幂运算
print(7 // 3)  # 整除运算

输出结果：

6
1
12
4.0
3
1024
2

二、按位运算符

按位运算符用于将整数转换为二进制形式，然后从底位到高位依次按位运算。运算的双方必须为整数，其结果也为整数。

运算符	描述	示例
&	按位与	12 & 10 输出结果 8 1100 & 1010 = 1000
|	按位或	12 | 10 输出结果 14 1100 | 1010 = 1110
^	按位异或	12 ^ 10 输出结果 6 1100 ^ 1010 = 0110
~	按位取反	~12 输出结果 -13 见下面详细介绍
<<	按位左移	12 << 2 输出结果 48 1100 << 2 = 110000
>>	按位右移	12 >> 2 输出结果 3 1100 >> 2 = 11

按位运算符相对复杂些，需要详细的介绍。

2.1 按位与 &

两个整数转为二进制数后，按顺序从低到高匹配：只有都为1时，结果才为1；有一个 0，结果为0。

例如：

1100 & 1010 = 1000

2.2 按位或 |

两个整数转为二进制数后，按顺序从低到高匹配：只要有一个为1时，结果就为1；两个都为 0 时，结果才为 0。

例如：

1100 | 1010 = 1110

2.3 按位异或 ^

两个整数转为二进制数后，按顺序从低到高匹配：两个数相同时为 0；不同时为 1。

例如：

1100 ^ 1010 = 0110

2.4 按位取反 ~

按位取反就是先将十进制数转为二进制数，然后将每一个的 0 转为 1，1 转为 0，在转换之前需要先确定位数。

2.4.1 正整数取反

比如对 12 进行取反的过程：

（1）先确定我们计算的位数，这里我使用八位，即一个字节

（2）那么 12 的二进制表示为：00001100

（3）对该二进制取反，结果为：11110011

（4）最后将该结果转为十进制，得到：-13

2.4.2 负整数取反

比如对 -15 进行取返的过程：

（1）先确定我们计算的位数，这里我使用八位，即一个字节

（2）那么 -15 的二进制表示为：11110001

（3）对该十进制取反，结果为：00001110

（4）最后将该结果转为十进制，得到：14

2.4.3 二进制与十进制之间的转换

在上面介绍取反的过程时，对于二进制与十进制之间的转换没做介绍，这里详细说一下。

首先在做转换之前，要先确定位数，为什么要这样？

因为二进制中，最高位是用来表示正负号的，0代表正数，1代表负数。所以要先确定位数，才能找到最高位。
比如：一个字节是八数，最高位表示正负号，剩余七位才能用来表示数字，所以一个字节最大的正数为 01111111，转为十进制为 127；最小的负为 10000000，转为十进制为 -128

下面开始介绍十进制与十进制之间的转换，对于正数比较简单，不多废话，我们重点说下负数：

负数十进制转二进制：

简述过程：忽略负号的十进制 → 原码 → 反码 → 补码。
详细过程：先忽略负号，取正数的二进制，得到原码；然后对其取反，得到反码；最后加一，得到补码。这个最终的补码，就是我们要的二进制。

下面是将 -14 转为二进制的过程：

（1）忽略负号，取 14 的二进制 00001110，这是原码

（2）对原码取反 11110001，这是反码

（3）再加一 11110010，这是补码，也是我们最终需要的二进制数。

负数二进制转十进制：

简述过程：补码 → 反码 → 原码 → 十进制加上负号。
详细过程：拿到负数的二进制，这个是补码；先加一，得到反码；然后取反，得到原码；最后转为十进制，再加上负号，就是我们要的十进制。

下面是将 11110010 转为十进制的过程：

（1）先将补码 11110010 减一，得到 11110001，这是反码

（2）对反码取反，得到 00001110，这是原码

（3）将原码转为十进制为14，再加上负号为 -14

2.5 按位左移 <<

两个整数转为二进制数后，按顺序从低到高匹配：向左移 n 位，后面补 n 个 0。

例如：

1100 << 2 = 110000

2.6 按位右移 >>

两个整数转为二进制数后，按顺序从低到高匹配：向右移 n 位，舍弃右边 n 位数据。

例如：

1100 >> 2 = 11

三、赋值运算符

Python 支持算术运算符、按位运算符、赋值运算符联合使用，形成复合赋值运算符。等价于先执行算术运算或按位运算，然后将结果进行赋值。

运算符	描述	示例	等同于
=	赋值	n = 2	n = 2
+=	加法赋值	n += 2	n = n + 2
-=	减法赋值	n -= 2	n = n - 2
*=	乘法赋值	n *= 2	n = n * 2
/=	除法赋值	n /= 2	n = n / 2
%=	取模赋值	n %= 2	n = n % 2
**=	幂赋值	n **= 2	n = n ** 2
//=	整除赋值	n //= 2	n = n // 2
&=	按位与赋值	n &= 2	n = n & 2
|=	按位或赋值	n |= 2	n = n
^=	按位异或赋值	n ^= 2	n = n ^ 2
<<=	按位左移赋值	n <<= 2	n = n << 2
>>=	按位右移赋值	n >>= 2	n = n >> 2

四、比较运算符

比较运算符用于比较两个数之间的大小关系，执行结果为布尔类型：正确返回 True，不正确返回 False。

运算符	描述	示例
<	小于	3 < 4 输出结果 True 4 < 3 输出结果 False
<=	小于等于	4 <= 4 输出结果 True 5 <= 4 输出结果 False
>	大于	5 > 3 输出结果 True 5 > 5 输出结果 False
>=	大于等于	5 >= 5 输出结果 True 5 >= 6 输出结果 False
==	等于	5 == 5 输出结果 True 5 == 6 输出结果 False
!=	不等于	5 != 6 输出结果 True 5 != 5 输出结果 False

五、身份运算符

身份运算符用于比较对象，不是比较它们的值是否相等，而是比较引用地址是否相同。

运算符	描述	示例
is	是否同一对象	a is b 输出结果 False
is not	是否不同对象	a is not b 输出结果 True

六、逻辑运算符

逻辑运算符用于判断两边的逻辑关系。

运算符	描述	示例
and	与 - 两边都为 True 时，结果才为 True	3 > 1 and 4 > 1 输出结果 True
or	或 - 两边有一个为 True 时，结果就为 True	3 > 1 or 4 < 1 输出结果 True
not	非 - 结果与括号内值相反	not(3 > 1) 输出结果 False

七、成员运算符

成员运算符用于判断值是否属于指定序列。

运算符	描述	示例
in	值是序列的成员	a in list 输出结果 True
not in	值不是序列的成员	a not in list 输出结果 False

八、运算符的优先级

Python 中各类运算符的优先级如下表所示：优先级依次从高到低

运算符优先级排序	运算符内部优先次序
算数运算符	遵循四则运算规则
比较运算符(>,>=,<,<=)	>,>=,<,<=从左至右依次运算
比较运算符（==，!=）	==，!=从左至右依次运算
赋值运算符	从左至右依次运算
身份运算符	从左至右依次运算
成员运算符	从左至右依次运算
逻辑运算符（and）	and的优先级优于or和not
逻辑运算符（or，not）	从左至右依次运算

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