Python - 运算符
什么是运算符？
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:
1、算术运算符
以下假设变量a为10，变量b为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 - 向下取接近商的整数 | >>> 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
结果总是隐式转换为复杂类型
# 正负
>>> +x
521
>>> -x
-521
# 加法,可结合赋值运算+=
>>> x + 0
521
# 减法,可结合赋值运算-=
>>> x - 21
500
# 乘法,可结合赋值运算*=
>>> z * 100
521.0
# 除法,可结合赋值运算/=或//=
"""
兼容特性: from __future__ import division
"""
# Python2中对于包含小数使用真除法(保留小数部分,最终为小数)
>>> x / 100.
5.21
# Python3中对于包含小数使用真除法(保留小数部分,最终为小数)
>>> x / 100.
5.21
# Python2中对于全整数使用传统除法(保留整数部分,最终为整数)
>>> x / 100
5
# Python3中对于全整数使用真除法(保留小数部分,最终为小数)
>>> x / 100
5.21
# Python2中对于包含小数使用地板除(保留整数部分,最终为小数)
# Python3中对于包含小数使用地板除(保留整数部分,最终为小数)
>>> x // 100.
5.0
# Python2中对于全整数使用地板除(保留整数部分,最终为整数)
# Python3中对于全整数使用地板除(保留整数部分,最终为整数)
>>> x // 100
5
# 取模,可结合赋值运算%=
>>> x % 2
1
# 乘方,可结合赋值运算**=
>>> z * 10 ** 2
521.0
>>> 5 + 4 # 加法
9
>>> 4.3 - 2 # 减法
2.3
>>> 3 * 7 # 乘法
21
>>> 2 / 4 # 除法，得到一个浮点数
0.5
>>> 2 // 4 # 除法，得到一个整数
0
>>> 17 % 3 # 取余
2
>>> 2 ** 5 # 乘方
32
>>> 2 & (2 - 1)
0
>>> 8 & (8 - 1)
0
>>> 16 & (16 - 1)
0
2、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：
#!/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
# 值比较
# 小于
>>> y < x
True
# 小于等于
>>> x <= x
True
# 大于
>>> x > y
True
# 大于等于
>>> x >= y
True
# 等于
>>> x == x
True
# 不等于
# for Python2
>>> x != y
True
>>> x <> y
True
# for Python3
>>> x != y
True
# 地址比较
>>> id(x), id(521)
(140428868352096, 140428868352072)
>>> x is 521
False
3、赋值运算符
向内存申请一空闲内存单元存储数字然后将变量名指向此内存单元,至此可通过变量名操作此内存单元数据
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，可在表达式内部为变量赋值。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
:point_right：混合操作符优先级问题可通过括号()提升优先级解决
:point_right：混合类型的转换以复杂度为基准,会自动转换至复杂度最高的类型
多个变量赋值
Python允许你同时为多个变量赋值。例如：
a = b = c = 1
以上实例，创建一个整型对象，值为 1，从后向前赋值，三个变量被赋予相同的数值。
您也可以为多个对象指定多个变量。例如：
a, b, c = 1, 2, "runoob"
以上实例，两个整型对象 1 和 2 的分配给变量 a 和 b，字符串对象 "runoob" 分配给变量 c。
4、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+)
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：
#!/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)
>>> bin(x)
'0b1000001001'
# 左移,可结合赋值运算<<=
"""
规则: 左
"""
>>> bin(x << 2)
'0b100000100100'
# 右移,可结合赋值运算>>=
>>> bin(x >> 2)
'0b10000010'
# 位与,可结合赋值运算&=
"""
规则: 都为1为1,否则为0
100000100100
000010000010
------------
000000000000
"""
>>> 0b100000100100 & 0b10000010
0
# 位或,可结合赋值运算|=
"""
规则: 存在1为1,否则为0
100000100100
000010000010
------------
100010100110
"""
>>> 0b100000100100 | 0b10000010
2214
# 异或,可结合赋值运算^=
"""
规则: 不同为1,相同为0
100000100100
000010000010
----------
100010100110
"""
>>> 0b100000100100 ^ 0b10000010
2214
# 取反,可结合赋值运算～=
"""
规则: 1变为0,0变为1
0000001000001001
----------------
1111110111110110 取反,此时最高位为1表示负数,负数的存储需要将其转换为补码
----------------
1000001000001001 反码,保持符号位不变,其它位置取反
----------------
1000001000001010 补码,在反码的基础上最低位+1
----------------
-522
"""
>>> ~0b1000001001
-522
👉 位或运算等同于十进制加法,基于此值之上与操作数位与等同于求操作数,反之与操作数取反位与等同于求被操作数,通常被用于权限模型
In [44]: x = 521
In [45]: bin(x)
Out[45]: '0b1000001001'
In [46]: x << 2
Out[46]: 2084
In [48]: bin(2084)
Out[48]: '0b100000100100'
In [52]: x << 5
Out[52]: 16672
In [53]: bin(16672)
Out[53]: '0b100000100100000'
//
In [49]: x >> 2
Out[49]: 130
In [50]: bin(130)
Out[50]: '0b10000010'
In [51]: 2084 & 130 # 与操作
Out[51]: 0
>>> bin(x)
'0b1000001001'
# 左移,可结合赋值运算<<=
"""
规则: 左
"""
>>> bin(x << 2)
'0b100000100100'
# 右移,可结合赋值运算>>=
>>> bin(x >> 2)
'0b10000010'
# 位与,可结合赋值运算&=
"""
规则: 都为1为1,否则为0
100000100100
000010000010
------------
000000000000
"""
>>> 0b100000100100 & 0b10000010
0
# 位或,可结合赋值运算|=
"""
规则: 存在1为1,否则为0
100000100100
000010000010
------------
100010100110
"""
>>> 0b100000100100 | 0b10000010
2214
# 异或,可结合赋值运算^=
"""
规则: 不同为1,相同为0
100000100100
000010000010
----------
100010100110
"""
>>> 0b100000100100 ^ 0b10000010
2214
# 取反,可结合赋值运算～=
"""
规则: 1变为0,0变为1
0000001000001001
----------------
1111110111110110 取反,此时最高位为1表示负数,负数的存储需要将其转换为补码
----------------
1000001000001001 反码,保持符号位不变,其它位置取反
----------------
1000001000001010 补码,在反码的基础上最低位+1
----------------
-522
"""
>>> ~0b1000001001
-522
👉 位或运算等同于十进制加法,基于此值之上与操作数位与等同于求操作数,反之与操作数取反位与等同于求被操作数,通常被用于权限模型
5、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 |
|---|---|---|---|
| and | x 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。 |
| or | x 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。 |
| not | not 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+)
# 与, 都为真为真
>>> x and y
52.1
# 或, 一个真即真
>>> x or y
521
# 非,总是隐式转换为布尔对象
>>> not x
False
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
# 与, 都为真为真
In [38]: x
Out[38]: 521
In [39]: y
Out[39]: 6
In [40]: x and y
Out[40]: 6
# 或, 一个真即真
In [41]: x or y
Out[41]: 521
# 非,总是隐式转换为布尔对象
>>> not x
False
In [42]: x = 0
In [43]: not x
Out[43]: True
6、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+)
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
7、身份运算符
常用于比较两个对象是否
指向同一个内存单元
| 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 not | is 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(a) != id(b)。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。
# 为避免频繁分配释放内存,解释器预先将-5~256的小整数作为索引将值存入small_ints列表对应的内存单元
# 至此声明变量右侧值为小整数时会首先在small_ints列表中索引是否存在,如果存在则直接将变量名指向此地址
>>> n1 = 1
>>> n2 = 1
>>> n1 is n2
True
>>> n1 = 521
>>> n2 = 521
>>> n1 is n2
False
# 对于单行多个赋值的特殊情况,如果值相同会将变量名指向同一块儿内存单元
>>> n1 = 521; n2 = 521; n3 = 521
>>> n1 is n2 is n3
True
以下实例演示了Python所有身份运算符的操作：
实例(Python 3.0+)
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
is 与 == 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 = [1, 2, 3] >>> b = a >>> b is a True >>> b == a True >>> b = a[:] >>> b is a False >>> b == a True
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：
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| ** | 指数 (最高优先级) |
| ~ + - | 按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@) |
| * / % // | 乘，除，求余数和取整除 |
| + - | 加法减法 |
| >> << | 右移，左移运算符 |
| & | 位 'AND' |
| ^ | | 位运算符 |
| <= < > >= | 比较运算符 |
| == != | 等于运算符 |
| = %= /= //= -= += *= **= | 赋值运算符 |
| is is not | 身份运算符 |
| in not in | 成员运算符 |
| not and or | 逻辑运算符 |
以下实例演示了Python所有运算符优先级的操作：
实例(Python 3.0+)
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:
实例
以上实例输出结果：
yes
注意：
Pyhton3 已不支持 <> 运算符，可以使用 != 代替，如果你一定要使用这种比较运算符，可以使用以下的方式：
>>> from __future__ import barry_as_FLUFL >>> 1 <> 2 True
