Python语法速查： 5. 运算符、math模块、表达式
本篇索引
（1）一些较容易搞错的运算符
（2）运算符优先级
（3）math模块
（4）表达式与语句
（1）一些较容易搞错的运算符
一般简单的如加减乘除之类的运算符就不写了，这里主要列些一些容易搞错或忘记的运算符。运算符不仅仅只有号，有一些英文单词如 in, and 之类，也是运算符，并不是语句。
| 运算符 | 简述 | 举例或说明 | |
|---|---|---|---|
| 数字操作 | |||
| / | 在Python3中，默认为浮点数除法；在Python2中，若除数和被除数都是整数，则默认为截断除法。若要在Python2中也为浮点数除法，需要使用： from __future__ import division |
2/3 # Python3 中结果为：0.6666666666666666 2/3 # Python2 中结果为：0 |
|
| // | 截断除法（仅保留整数部分），又叫“地板除法”。 |
2//3 # 结果为 0 |
|
| % | 取模（浮点数也可以做取模运算）。 |
8 % 3 # 结果为 2 1.2 % 0.5 # 结果为 0.2 |
|
| ** | 乘方（次方）运算。 |
2**3 # 结果为 8 |
|
| -x | 一元减法。 |
x=3; x=-y # 结果为 x=-3 |
|
| +x | 一元加法（一般用不到）。 |
x=+3 # 结果为 x=3 |
|
| 位操作 | |||
| & | 按位与。 |
0b111 & 0b011 # 结果为 3 |
|
| | | 按位或。 |
0b010 & 0b001 # 结果为 3 |
|
| ^ | 按位异或。 |
0b001 & 0b011 # 结果为 2 |
|
| ~ | 按位求反。 |
~1 # 结果为 -2（这个涉及补码知识） |
|
| << | 左移 |
1<<2 # 结果为 4 |
|
| >> | 右移 |
1>>2 # 结果为 0 |
|
| 布尔运算 | |||
| and | 逻辑与（短路求值） |
略 |
|
| or | 逻辑或（短路求值） |
略 |
|
| not | 逻辑非 |
略 |
|
| 从属关系 | |||
| in | 属于成员 |
x in seq |
|
| not in | 不属于成员 |
x not in seq |
|
| is | 是否引用了内存中的同一个对象 |
x is y |
|
| is not | 是否引用了内存中的不同对象 |
x is not y |
|
| 其他 | |||
| . | 属性运算符 |
略 |
|
| () | 函数调用运算符 |
f=some_fun # 假设some_fun为某个已定义函数 f() # 即调用some_fun函数 |
|
（2）运算符优先级
下表中运算符优先级从高到低。
| 运算符 | 说明 |
|---|---|
| （...), [...], {...} | 创建元组、列表、字典 |
| s[i], s[i:j] | 索引和切片 |
| . | 属性运算符 |
| () | 函数调用运算符 |
| +x, -x, ~x | 一元操作符（一元加法、一元减法、按位取反） |
| ** | 乘方（次方）运算 |
| *, /, //, % | 乘法、除法、截断除法、取模 |
| +, - | 加法、减法 |
| <<, >> | 移位 |
| & | 按位与 |
| ^ | 按位异或 |
| | | 按位或 |
| <, <=, >, >=, ==, !=, is, is not, in, not in |
关系运算符、身份检查、成员检查 |
| not | 逻辑非 |
| and | 逻辑与 |
| or | 逻辑或 |
| lambda args: exrp | 匿名函数 |
（3）math模块
前面的运算符仅能做一些最基础的运算，如果需要进一步的标准数学运算函数，需要导入math模块。 math模块所有函数的返回值都是浮点数，所有三角函数都默认使用弧度。math模块不支持复数运算，若要运算复数，需要导入cmath模块。
| 字符串方法 | 简述 | 举例或说明 | |
|---|---|---|---|
| 属性 | |||
| pi | 数学常数π |
math.pi # 结果为 3.141592653589793 |
|
| e | 数学常数e |
math.e # 结果为 2.718281828459045 |
|
| tau | Python3.6新增，数学常数2π |
math.tau # 结果为 6.283185307179586 |
|
| inf | Python3.5新增，正无穷大 |
略 |
|
| nan | Python3.5新增，浮点数的NaN，相当于float('nan') |
略 |
|
| 舍入运算 | |||
| ceil(x) | 返回x的向上舍入值 |
math.ceil(2.1) # 结果为 3 math.ceil(-2.1) # 结果为 -2 |
|
| floor(x) | 返回x的向下舍入值 |
math.floor(2.8) # 结果为 2 math.floor(-2.8) # 结果为 -3 |
|
| trunc(x) | 将x截为最接近于零的整数 |
math.floor(2.8) # 结果为 2 math.floor(-2.8) # 结果为 -2 |
|
| 一般数学计算 | |||
| fabs(x) | 返回x的绝对值，其效果同内置函数abs() |
math.fabs(-2.8) # 结果为 2.8 |
|
| fsum(s) | 返回可迭代序列s中的和，其效果比内置函数sum()更精确 |
math.fsum([1,1e100,-1e100]) # 结果为 1.0 sum([1,1e100,-1e100]) # 结果为 0.0（内置函数计算） |
|
| fmod(x, y) | 返回x % y，浮点数亦可作取模运算 |
math.fmod(8,3) # 结果为 2.0 |
|
| pow(x, y) | 乘方运算，返回x**y |
math.pow(2,3) # 结果为 8.0 |
|
| sqrt(x) | 返回x的平方根 |
math.sqrt(4) # 结果为 2.0 |
|
| hypot(x, y) | 返回坐标点(x,y)到原点的几何距离，即sqrt(x*x + y*y) |
math.hypot(3,4) # 结果为 5.0 |
|
| factorial(x) | 返回x的阶乘 |
math.factorial(4) # 结果为 24 |
|
| copysign(x, y) | 返回与y具有相同符号的x |
math.copysign(1,-3) # 结果为 -1.0 |
|
| gcd(x, y) | Python3.5新增，返回x与y的最大公约数（Greatest Common Divisor) |
math.gcd(6,8) # 结果为 2 |
|
| exp(x) | 返回 ex值 |
math.exp(1) # 结果为 2.718281828459045 |
|
| expm1(x) | Python3.2新增，返回exp(x)-1， |
math.expm1(1) # 结果为 1.718281828459045 |
|
| ldexp(x, i) | 返回 x * 2i |
math.ldexp(4, 10) # 结果为 4096.0 |
|
| log(x [,base]) | 返回指定base为底的x的对数，base默认为自然常数math.e |
math.log(math.e) # 结果为 1.0 math.log(100,10) # 结果为 2.0 |
|
| log10(x) | 返回以10为底的x的对数 |
math.log10(100) # 结果为 2.0 |
|
| log2(x) | Python3.3新增， |
math.log2(8) # 结果为 3.0 |
|
| log1p(x) | 返回1+x的自然对数 |
math.log1p(math.e-1) # 结果为 1.0 |
|
| erf(x) | Python3.2新增，返回x的误差函数（统计学公式） |
math.erf(1) # 结果为 0.8427007929497149 |
|
| erfc(x) | Python3.2新增，返回x的互补误差函数（统计学公式） |
math.erfc(1) # 结果为 0.1572992070502851 |
|
| gamma() | Python3.2新增，返回x的伽玛函数（概率学公式） |
略 |
|
| lgamma() | Python3.2新增，返回x的伽玛函数的绝对值的自然对数（概率学公式） |
略 |
|
| 三角函数 | |||
| sin(x) | 正弦函数 |
math.sin(math.pi/2) # 结果为 1.0 |
|
| cos(x) | 余弦函数 |
math.cos(math.pi/4) # 结果为 0.7071067811865476 |
|
| tan(x) | 正切函数 |
math.tan(math.pi/3) # 结果为 1.7320508075688767 |
|
| asin(x) | 反正弦函数 |
math.asin(1.0) # 结果为 1.5707963267948966 |
|
| acos(x) | 反余弦函数 |
math.acos(1.0) # 结果为 0.0 |
|
| atan(x) | 反正切函数 |
math.atan(inf) # 结果为 1.5707963267948966 |
|
| atan2(y, x) | 返回atan(y/x) |
math.atan2(2,2) # 结果为 0.7853981633974483 |
|
| degrees(x) | 将x从弧度转换为角度 |
math.degrees(math.pi/2) # 结果为 90.0 |
|
| radians(x) | 将x从角度转换为弧度 |
math.radians(180) # 结果为 3.141592653589793 |
|
| 双曲函数 | |||
| sinh(x) | 双曲正弦函数 |
略 |
|
| cosh(x) | 双曲余弦函数 |
略 |
|
| tanh(x) | 双曲正切函数 |
略 |
|
| asinh(x) | 反双曲正弦函数 |
略 |
|
| acosh(x) | 反双曲余弦函数 |
略 |
|
| atanh(x) | 反双曲正切函数 |
略 |
|
| 其他 | |||
| modf(x) | 返回元组形式的x的小数和整数部分 |
math.modf(3.14) # 结果为 (0.14000000000000012, 3.0) |
|
| frexp(x) | 返回元组形式的x的正浮点尾数和浮点指数 |
math.frexp(100.0) # 结果为 (0.78125, 7) |
|
| remainder(x, y) | Python3.7新增，返回x类似浮点数结构的尾数，计算方式为：x-n**y，其中n为最佳接近x/y的整数。 |
math.remainder(10,1) # 结果为 0.0 |
|
| isinf(x) | 如果x是正无穷大，则返回True |
math.isinf(inf) # 结果为 True |
|
| isfinite() | Python3.2新增，如果x不是无穷大的数，则返回True |
math.isfinite(123) # 结果为 True |
|
| isnan(x) | 如果x是浮点数的NaN（Not a Number），则返回True |
math.isnan(float('nan')) # 结果为 True |
|
| isclose(a, b) | Python3.新增，如果a和b足够接近，则返回True |
math.isclose(0.1,0.1000000001) # 结果为 True |
|
（4）表达式与语句
表达式与语句的根本区别在于：语句没有值，而表达式有值。
● 赋值语句
由于赋值语句是“语句”，故其没有值，不能像C语言那样使用诸如 if(a=3)之类的形式(C语言的赋值语句有值，值为赋值内容)，但Python的赋值语句支持链式赋值、增量赋值、序列解包赋值等多种形式。
x = 1 # 普通赋值 x = y = 1 # 链式赋值 x += 1 # 增量赋值（使用增量运算符 += ） x,y,z = (1,2,3) # 序列解包赋值（将元组中的3个值分别赋给x,y,z） x,y = y,x # 交换x和y的值
● del语句
del语句（del既不是内置函数，也不是运算符，是语句）可以移除一个变量名对实例的引用，并且也会移除这个变量名本身。 但是del不会真正在内存中删除实例，删除实例的工作是由“垃圾收集器”做的，当某个实例的被引用计数减到0时，垃圾收集器会真正删除这个实例并释放其占用的内存。
# ---------- del 示例1：---------- x = 1 del x # 之后x就不可用了 # ---------- del 示例2：---------- x = 'Hello' y = x del x # 虽然解除了x对'Hello'的引用，但由于y还指向'Hello'，故'Hello'其实还在 print(y) # 结果为 'Hello'
● 条件表达式
条件表达式和C语言中条件赋值功能大致相同，语法格式如下：
x = a if 布尔表达式 else b
含义为：当布尔表达式的值为True，则将a赋值给x；否则，将c赋值给x。 条件表达式在“列表推导”和“生成器表达式”中比较有用。
● 连续比较表达式
Python支持比较运算符的连写，如：a < b < c < d，这样可以让代码看上去更精简。
