图解python | 运算符

ShowMeAI研究中心

作者：韩信子@ShowMeAI
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1.Python 运算符

运算符用于对变量和值执行操作。举个简单的例子 5 +6 = 11 。 例子中，5 和 6 被称为操作数，"+" 称为运算符。

Python运算符知识地图@ShowMeAI

Python语言支持以下类型的运算符:

  • 算术运算符
  • 比较（关系）运算符
  • 赋值运算符
  • 逻辑运算符
  • 位运算符
  • 成员运算符
  • 身份运算符
  • 运算符优先级

2.Python算术运算符

以下假设变量： a=10，b=20：

运算符 描述 实例
+ 加 - 两个对象相加 a + b 输出结果 30
- 减 - 得到负数或是一个数减去另一个数 a - b 输出结果 -10
* 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 200
/ 除 - x除以y b / a 输出结果 2
% 取模 - 返回除法的余数 b % a 输出结果 0
** 幂 - 返回x的y次幂 a**b 为10的20次方， 输出结果 100000000000000000000
// 取整除 - 返回商的整数部分（向下取整） >>> 9//2 4 >>> -9//2 -5

以下代码演示了Python所有算术运算符的操作（代码可以在在线python3环境中运行）：

a = 30
b = 10
c = 0
 
c = a + b
print("第1次运算后，c的值为：", c)
 
c = a - b
print("第2次运算后，c的值为：", c)
 
c = a * b
print("第3次运算后，c的值为：", c)
 
c = a / b
print("第4次运算后，c的值为：", c)
 
c = a % b
print("第5次运算后，c的值为：", c)
 
# 修改变量 a 、b 、c
a = 2
b = 3
c = a**b 
print("第6次运算后，c的值为：", c)
 
a = 10
b = 5
c = a//b 
print("第7次运算后，c的值为：", c)

以上代码输出结果：

第1次运算后，c的值为： 40
第2次运算后，c的值为： 20
第3次运算后，c的值为： 300
第4次运算后，c的值为： 3.0
第5次运算后，c的值为： 0
第6次运算后，c的值为： 8
第7次运算后，c的值为： 2

3.Python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.
<> 不等于 - 比较两个对象是否不相等。python3 已废弃。 (a <> b) 返回 true。这个运算符类似 != 。
> 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。 (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。

以下代码演示了Python所有比较运算符的操作（代码可以在在线python3环境中运行）：

a = 30
b = 10
c = 0
 
if  a == b :
   print("a 等于 b")
else:
   print("a 不等于 b")
 
if  a != b :
   print("a 不等于 b")
else:
   print("a 等于 b")
 
if  a < b :
   print("a 小于 b" )
else:
   print("a 大于等于 b")
 
if  a > b :
   print("a 大于 b")
else:
   print("a 小于等于 b")
 
# 修改变量 a 和 b 的值
a = 5
b = 20
if  a <= b :
   print("a 小于等于 b")
else:
   print("a 大于  b")
 
if  b >= a :
   print("b 大于等于 a")
else:
   print("b 小于 a")

以上实例输出结果：

a 不等于 b
a 不等于 b
a 大于等于 b
a 大于 b
a 小于等于 b
b 大于等于 a

4.Python赋值运算符

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

以下代码演示了Python所有赋值运算符的操作（代码可以在在线python3环境中运行）：

a = 30
b = 10
c = 0
 
c = a + b
print("第1次运算后，c的值为：", c)
 
c += a
print("第2次运算后，c的值为：", c )
 
c *= a
print("第3次运算后，c的值为：", c )
 
c /= a 
print("第4次运算后，c的值为：", c )
 
c = 2
c %= a
print("第5次运算后，c的值为：", c)
 
c **= a
print("第6次运算后，c的值为：", c)
 
c //= a
print("第7次运算后，c的值为：", c)

以上代码输出结果：

第1次运算后，c的值为： 40
第2次运算后，c的值为： 70
第3次运算后，c的值为： 2100
第4次运算后，c的值为： 70.0
第5次运算后，c的值为： 2
第6次运算后，c的值为： 1073741824
第7次运算后，c的值为： 35791394

5.Python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 << 右边的数字指定了移动的位数，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，>> 右边的数字指定了移动的位数 a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释： 0000 1111

以下代码演示了Python所有位运算符的操作（代码可以在在线python3环境中运行）：

a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0
 
c = a & b;        # 12 = 0000 1100
print("第1次运算后，c的值为：", c)
 
c = a | b;        # 61 = 0011 1101 
print("第2次运算后，c的值为：", c)
 
c = a ^ b;        # 49 = 0011 0001
print("第3次运算后，c的值为：", c)
 
c = ~a;           # -61 = 1100 0011
print("第4次运算后，c的值为：", c)
 
c = a << 2;       # 240 = 1111 0000
print("第5次运算后，c的值为：", c)
 
c = a >> 2;       # 15 = 0000 1111
print("第6次运算后，c的值为：", c)

以上代码输出结果：

第1次运算后，c的值为： 12
第2次运算后，c的值为： 61
第3次运算后，c的值为： 49
第4次运算后，c的值为： -61
第5次运算后，c的值为： 240
第6次运算后，c的值为： 15

6.Python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 False，否则它返回 y 的计算值。 (a and b) 返回 20。
or x or y 布尔"或" - 如果 x 是非 0，它返回 x 的计算值，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

以下代码演示了Python所有逻辑运算符的操作（代码可以在在线python3环境中运行）：

a = 10
b = 20
 
if  a and b :
   print("1.变量 a 和 b 都为 true")
else:
   print("1.变量 a 和 b 有一个不为 true")
 
if  a or b :
   print("2.变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")
else:
   print("2.变量 a 和 b 都不为 true")
 
# 修改变量 a 的值
a = 0
if  a and b :
   print("3.变量 a 和 b 都为 true")
else:
   print("3.变量 a 和 b 有一个不为 true")
 
if  a or b :
   print("4.变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")
else:
   print("4.变量 a 和 b 都不为 true")
 
if not( a and b ):
   print("5.变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false")
else:
   print("5.变量 a 和 b 都为 true")

以上代码输出结果：

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

7.Python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。

以下代码演示了Python所有成员运算符的操作（代码可以在在线python3环境中运行）：

a = 10
b = 20
list = [1, 2, 3, 4, 5 ];
 
if ( a in list ):
   print("1.变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
   print("1.变量 a 不在给定的列表中 list 中")
 
if ( b not in list ):
   print("2.变量 b 不在给定的列表中 list 中")
else:
   print("2.变量 b 在给定的列表中 list 中")
 
# 修改变量 a 的值
a = 2
if ( a in list ):
   print("3.变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
   print("3.变量 a 不在给定的列表中 list 中")

以上代码输出结果：

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

8.Python身份运算符

身份运算符用于比较两个对象的存储单元

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(x) != id(y)。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。

以下代码演示了Python所有身份运算符的操作（代码可以在在线python3环境中运行）：

a = 20
b = 20
 
if ( a is b ):
   print("1.a 和 b 有相同的标识")
else:
   print("1.a 和 b 没有相同的标识")
 
if ( a is not b ):
   print("2.a 和 b 没有相同的标识")
else:
   print("2.a 和 b 有相同的标识")
 
# 修改变量 b 的值
b = 30
if ( a is b ):
   print("3.a 和 b 有相同的标识")
else:
   print("3.a 和 b 没有相同的标识")
 
if ( a is not b ):
   print("4.a 和 b 没有相同的标识")
else:
   print("4.a 和 b 有相同的标识")

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(同一块内存空间)， == 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

9.Python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，取模和取整除
+ - 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

Python运算符优先级

以下代码演示了Python所有运算符优先级的操作（代码可以在在线python3环境中运行）：

a = 20
b = 10
c = 15
d = 5
e = 0
 
e = (a + b) * c / d       #( 30 * 15 ) / 5
print("(a + b) * c / d 运算结果为：",  e)
 
e = ((a + b) * c) / d     # (30 * 15 ) / 5
print("((a + b) * c) / d 运算结果为：",  e)
 
e = (a + b) * (c / d);    # (30) * (15/5)
print("(a + b) * (c / d) 运算结果为：",  e)
 
e = a + (b * c) / d;      #  20 + (150/5)
print("a + (b * c) / d 运算结果为：",  e)

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

资料与代码下载

本教程系列的代码可以在ShowMeAI对应的github中下载，可本地python环境运行，可以访问google的宝宝宝也可以直接借助google colab一键运行与交互操作学习哦！

本教程系列涉及的Python速查表可以在以下地址下载获取：

拓展参考资料

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