简明Python3教程 7.运算符和表达式

简介

你写的大多数逻辑行都包含表达式。表达式的一个简单例子是2 + 3。一个表达式可分为操作符和操作数两部分。

操作符的功能是执行一项任务；操作符可由一个符号或关键字代表，如+ 。操作符需要数据以供执行其功能，这些数据名为操作数。在上面的例子中，2和3是操作数。

操作符

我们在这里简单地介绍操作符及其用途：

你可在Python解释器中交互验证下面给出的例子。例如，验证2 + 3，在Python解释器提示符中输入：

>>> 2 + 3
5
>>> 3 * 5
15
>>>

操作符及其用途

操作符	名称	用途	举例
+	加	使两操作数相加	3 + 5 得到 8. 'a' + 'b' 得到 'ab'.
-	减	求出前后两数之差。若第一个操作数未写则默认为0。	-5.2 得道一个负数， 50 - 24得到26。
*	乘	得出两数乘积或返回重复若干次的字符串。	2 * 3得到6。'la' * 3得到'lalala'.
**	幂	返回x的y次幂。	3 ** 4得到81 （ 3 * 3 * 3 * 3）
/	除	将x除以y。	4 / 3 得到 1.3333333333333333。
//	取整除	返回最大的整数商。	4 // 3 得到 1。
%	取模	返回余数。	8% 3 得到2。 -25.5% 2.25得到1.5.
<<	左位移	将操作数向左移动若干bit位。（数字在内存中以二进制表示）	2 << 2 得到 8。 2在二进制中表示为10 。左位移两bit位后得到1000，十进制中表示为8。
>>	右位移	将操作数向右移动若干bit位。	11 >> 1得到5， 11二进制下表示为1011，右位移一位后得到101，十进制中表示为5。
&	按位与	数的按位与。	5 & 3 得到 1。
|	按位或	数的按位或。	5 | 3得到7。
^	按位异或	数的按位异或。	5 ^ 3得到6。
~	按位翻转	x的按位翻转是-(x+1)。	~5得到-6。
<	小于	返回x是否小于y。所有比较运算符返回布尔值True或False。请注意布尔值大小心敏感。	5 < 3得到False，3 < 5得到True. 比较运算符可任意连接，如3 < 5 < 7得到True.
>	大于	返回x是否大于y。	5 > 3 得到True。如果两个操作符都是数字，解释器会将其转换到同一类型后再比较。若否则返回False。
<=	小于等于	返回x是否小于等于y。	x = 3; y = 6; x <= y返回True。
>=	大于等于	返回x是否大于等于y。	x = 4; y = 3; x >= 3得到True。
==	等于	比较两操作数是否相等。	x = 2; y = 2; x == y得到True。 x = 'str'; y = 'stR'; x == y得到False。 x = 'str'; y = 'str'; x == y得到True。
!=	不等于	比较两操作数是否不相等。	x = 2; y = 3; x!= y得到True。
not	布尔非	若X为True则返回False，反之亦然。	x = True; not x返回False。
and	布尔与	无论y值为何，若X为False则x and y 返回False。	x = False; y = True; x and y由于x为False返回False。此例中Python因为已知and左值为False而不会计算整个布尔表达式，这是短路求值法。
or	布尔或	若x为True则返回True，否则返回y的布尔值。	x = True; y = False; x or y返回True。布尔或同样使用短路求值。

数学运算与赋值捷径

对一个变量进行运算后再赋值给其自身是常见的，因此对于此类表达式有对应捷径：

你可将：

a = 2; a = a * 3

写成：

a = 2; a *= 3

注意：变量 = 变量 操作符 表达式变为了变量 操作符= 表达式

运算顺序

如果你遇到了类似2 + 3 * 4的表达式，首先做加法还是乘法？先做乘法，高中数学如是说。这意味着乘法运算符比加法运算符有更高的优先级。

下表中以从低到高的顺序给出了Python中操作符优先级列表。给定一个表达式，Python将会首先计算在此表中靠下的操作符与表达式，然后计算靠上的操作符与表达式。

此表取自Python reference manual，包括了所有的运算符。建议使用圆括号标注具有较高优先级的部分，这可使程序更可读。详情请看改变计算顺序。

操作符优先级

操作符	描述
lambda	Lambda表达式
or	布尔或
and	布尔与
not x	布尔非
in, not in	成员测试
is, is not	同一性测试
<, <=, >, >=,!=, ==	比较运算符
|	按位或
^	按位异或
&	按位与
<<, >>	位移
+, -	加减
*, /, //, %	乘除、取整除、取余
+x, -x	正负
~x	按位非
**	幂
x.attribute	属性引用
x[index]	下标
x[index1:index2]	寻址段
f(arguments …)	函数调用
(expressions, …)	显示绑定或元组
[expressions, ...]	显示列表
{key:datum, …}	显示字典

表中仍未接触到的运算符将会在后续章节中说明。

拥有相同优先级的运算符位于上表的同一行中，例如+和-拥有相同优先级。

改变计算顺序

使用括号可增加表达式可读性。例如2 + (3 * 4)就比需要运算符优先级知识的2 + 3 * 4更好理解。但是仍要避免过量使用括号，例如(2 + (3 * 4))。

使用括号还可以改变运算顺序，例如在(2 + 3) * 4中括号使表达式先进行加法运算后进行乘法运算。

结合律

操作符在优先级相同的情况下从左向右计算，例如2 + 3 + 4等价于(2 + 3) + 4。另一些运算符如赋值运算符从右向左计算，例如a = b = c等价于a = (b = c)。

表达式

例子:

#!/usr/bin/python
# Filename: expression.py

length = 5
breadth = 2

area = length * breadth
print('Area is', area)
print('Perimeter is', 2 * (length + breadth))

输出：

   $ python expression.py
   Area is 10
   Perimeter is 14

工作原理：

矩形的长与宽存储在同名变量中。我们通过计算面积与周长的表达式得出这两个值。我们将表达式length * breadth的值存储在变量area中，并使用print函数打印变量值。在第二种情况中，我们直接使用print函数打印表达式2 * (length + breadth)的值。

另外即便我们没有专门在'Area is'与变量area中加入空格，Python仍美观地打印出了此输出。Python自动为我们生成了一个漂亮的输出格式并因此令程序更可读：我们不需要担心输出字符串中的空格。这是另一个Python简化程序员工作的例子。

总结

我们了解了书写任何程序都需要的砖块：操作符、操作数和表达式。下一步我们将了解如何在程序中使用这三者。

 

 

 

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