Python算术运算符及用法

3.Python算术运算符及用法

算术运算符也即数学运算符，用来对数字进行数学运算，比如加减乘除。下表列出了Python支持所有基本算术运算符。

运算符	说明	实例	结果
+	加	12.45 + 15	27.45
-	减	4.56 - 0.26	4.3
*	乘	5 * 3.6	18.0
/	除法（和数学中的规则一样）	7 / 2	3.5
//	整除（只保留商的整数部分）	7 // 2	3
%	取余，即返回除法的余数	7 % 2	1
**	幂运算/次方运算，即返回 x 的 y 次方	2 ** 4	16，即 24

接下来将对表 1 中各个算术运算符的用法逐一讲解：

3.1 + 加法运算符

加法运算符很简单，和数学中的规则一样，请看下面的代码：

m = 10
n = 97
sum1 = m + n
x = 7.2
y = 15.3
sum2 = x + y
print("sum1=%d, sum2=%.2f" % (sum1, sum2) )

运行结果：
sum1=107, sum2=22.50

拼接字符串

当+用于数字时表示加法，但是当+用于字符串时，它还有拼接字符串（将两个字符串连接为一个）的作用，请看代码：

name = "百度"
url = "http://www.baidu.com"
age = 23
info = name + "的网址是" + url + "，它已经" + str(age) + "岁了。"
print(info)

运行结果：

百度的网址是http://www.baidu.com"，它已经23岁了。

str() 函数用来将整数类型的 age 转换成字符串。

3.2 - 减法运算符

减法运算也和数学中的规则相同，请看代码：

n = 45
m = -n
x = -83.5
y = -x
print(m, ",", y)

运行结果：
-45 , 83.5

求负

-除了可以用作减法运算之外，还可以用作求负运算（正数变负数，负数变正数），请看下面的代码：

n = 45
n_neg = -n
f = -83.5
f_neg = -f
print(n_neg, ",", f_neg)

运行结果：
-45 , 83.5

注意，单独使用+是无效的，不会改变数字的值，例如：

n = 45
m = +n
x = -83.5
y = +x
print(m, ",", y)

运行结果：
45 , -83.5

3.3 ＊乘法运算符

乘法运算也和数学中的规则相同，请看代码：

n = 4 * 25
f = 34.5 * 2
print(n, ",", f)

运行结果：
100 , 69.0

重复字符串

*除了可以用作乘法运算，还可以用来重复字符串，也即将 n 个同样的字符串连接起来，请看代码：

str1 = "hello "
print(str1 * 4)

运行结果：
hello hello hello hello

3.4 / 和 // 除法运算符

Python 支持/和//两个除法运算符，但它们之间是有区别的：

• /表示普通除法，使用它计算出来的结果和数学中的计算结果相同。
• //表示整除，只保留结果的整数部分，舍弃小数部分；注意是直接丢掉小数部分，而不是四舍五入。

请看下面的例子：

#整数不能除尽
print("23/5 =", 23/5)
print("23//5 =", 23//5)
print("23.0//5 =", 23.0//5)
print("-------------------")
#整数能除尽
print("25/5 =", 25/5)
print("25//5 =", 25//5)
print("25.0//5 =", 25.0//5)
print("-------------------")
#小数除法
print("12.4/3.5 =", 12.4/3.5)
print("12.4//3.5 =", 12.4//3.5)

运行结果：

23/5 = 4.6
23//5 = 4
23.0//5 = 4.0
-------------------
25/5 = 5.0
25//5 = 5
25.0//5 = 5.0
-------------------
12.4/3.5 = 3.542857142857143
12.4//3.5 = 3.0

从运行结果可以发现：

• /的计算结果总是小数，不管是否能除尽，也不管参与运算的是整数还是小数。
• 当有小数参与运算时，//结果才是小数，否则就是整数。

需要注意的是，除数始终不能为 0，除以 0 是没有意义的，这将导致 ZeroDivisionError 错误。在某些编程语言中，除以 0 的结果是无穷大（包括正无穷大和负无穷大）。

Python 2.x 中的除法

Python 2.x 只提供了一种除法运算，就是/，它的行为和大部分编程语言中/的行为是一样的：

• 当/两边都是整数时，结果始终是整数；如果不能除尽，就直接舍弃小数部分。
• 当/两边有一个是小数时，结果始终是小数；如果恰好除尽，小数部分就是 0。

请看下面的代码：

#整数除法
print "18/6 =", 18/6
print "47/7 =", 47/7
print "----------------"
#小数除法
print "18.0/6 =", 18.0/6
print "47.0/7 =", 47.0/7
print "29.5/4.2 =", 29.5/4.2

运行结果：

18/6 = 3
47/7 = 6
----------------
18.0/6 = 3.0
47.0/7 = 6.71428571429
29.5/4.2 = 7.02380952381

可以将 Python 2.x 中的/看作 Python 3.x 中/和//的结合体，因为 Python 2.x 中/的行为有点奇怪，所以 Python 3.x 增加了//运算符，用以规范除法运算的行为。

3.5 % 求余运算符

Python % 运算符用来求得两个数相除的余数，包括整数和小数。Python 使用第一个数字除以第二个数字，得到一个整数的商，剩下的值就是余数。对于小数，求余的结果一般也是小数。

注意，求余运算的本质是除法运算，所以第二个数字也不能是 0，否则会导致 ZeroDivisionError 错误。

Python % 使用示例：

print("-----整数求余-----")
print("15%6 =", 15%6)
print("-15%6 =", -15%6)
print("15%-6 =", 15%-6)
print("-15%-6 =", -15%-6)
print("-----小数求余-----")
print("7.7%2.2 =", 7.7%2.2)
print("-7.7%2.2 =", -7.7%2.2)
print("7.7%-2.2 =", 7.7%-2.2)
print("-7.7%-2.2 =", -7.7%-2.2)
print("---整数和小数运算---")
print("23.5%6 =", 23.5%6)
print("23%6.5 =", 23%6.5)
print("23.5%-6 =", 23.5%-6)
print("-23%6.5 =", -23%6.5)
print("-23%-6.5 =", -23%-6.5)

运行结果：

-----整数求余-----
15%6 = 3
-15%6 = 3
15%-6 = -3
-15%-6 = -3
-----小数求余-----
7.7%2.2 = 1.0999999999999996
-7.7%2.2 = 1.1000000000000005
7.7%-2.2 = -1.1000000000000005
-7.7%-2.2 = -1.0999999999999996
---整数和小数运算---
23.5%6 = 5.5
23%6.5 = 3.5
23.5%-6 = -0.5
-23%6.5 = 3.0
-23%-6.5 = -3.5

从运行结果可以发现两点：

• 只有当第二个数字是负数时，求余的结果才是负数。换句话说，求余结果的正负和第一个数字没有关系，只由第二个数字决定。
• %两边的数字都是整数时，求余的结果也是整数；但是只要有一个数字是小数，求余的结果就是小数。

本例中小数求余的四个结果都不精确，而是近似值，这和小数在底层的存储有关系，有兴趣的读者请猛击《小数在内存中是如何存储的，揭秘诺贝尔奖级别的设计（长篇神文）》了解更多。

3.6 ** 次方（乘方）运算符

Python ** 运算符用来求一个 x 的 y 次方，也即次方（乘方）运算符。

由于开方是次方的逆运算，所以也可以使用 ** 运算符间接地实现开方运算。

Python ** 运算符示例：

print('----次方运算----')
print('3**4 =', 3**4)
print('2**5 =', 2**5)
print('----开方运算----')
print('81**(1/4) =', 81**(1/4))
print('32**(1/5) =', 32**(1/5))

运行结果：

----次方运算----
3**4 = 81
2**5 = 32
----开方运算----
81**(1/4) = 3.0
32**(1/5) = 2.0