python3 第五章 - 什么是变量、运算符、表达式

在读这一章时，运算符的内容比较多，不要去死记。现在记不住也没有关系，现在只要有这个印象。在后面的学习中，会慢慢加深理解，在理解中去记就容易得多了

1、变量

什么是变量?通俗的讲，就是存储在内存中可以变化的量。联想下当年学的代数：

设正方形的边长为a，则正方形的面积为a x a。把边长a看做一个变量，我们就可以根据a的值计算正方形的面积，比如：

若a=2，则面积为a x a = 2 x 2 = 4；

若a=3.5，则面积为a x a = 3.5 x 3.5 = 12.25。

 

在计算机程序中，变量不仅可以为整数或浮点数，还可以是字符串，上一章的name作为一个变量就是一个字符串。

一个变量只不过是一个供程序操作的存储区的名字，在python中变量是不要提前申明的。

 

等号（=）用来给变量赋值。

等号（=）运算符左边是一个变量名,等号（=）运算符右边是存储在变量中的值。例如：

name = 'roy'

在 Python 中，变量就是变量，它没有类型，我们所说的"类型"是变量所指的内存中对象的类型

 

2、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：

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

 

（1）Python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 - 返回商的整数部分 9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0

以下实例演示了Python所有算术运算符的操作：

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)

 执行程序，输出：

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

 

（2） 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。 > 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：

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")

 执行程序，输出：

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

 

 （3）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

以下实例演示了Python所有赋值运算符的操作：

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)

 执行程序，输出：

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

 

 （4）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：

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)

 执行程序，输出：

1 - c 的值为： 12
2 - c 的值为： 61
3 - c 的值为： 49
4 - c 的值为： -61
5 - c 的值为： 240
6 - c 的值为： 15

 

 （5）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 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

以下实例演示了Python所有逻辑运算符的操作：

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")

 执行程序，输出：

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

 

（6）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。

以下实例演示了Python所有成员运算符的操作：

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")

 执行程序，输出：

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）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(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。

以下实例演示了Python所有身份运算符的操作：

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 ( id(a) == id(b) ):
    print ("2 - a 和 b 有相同的标识")
else:
    print ("2 - a 和 b 没有相同的标识")
    
# 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")

 执行程序，输出：

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。

 

（8）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 or and 逻辑运算符

以下实例演示了Python所有运算符优先级的操作：

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)

 执行程序，输出：

(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

 

 

3、表达式

什么是表达式？

表达式由一个或多个操作数通过运算符(操作符)组合而成。最简单的表达式仅包含一个字面值常量或变量。较复杂的表达式则由操作符以及一个或多个操作数构成。

例如：算术表达式、逻辑表达式、字符表达式等。 运算是对数据进行加工处理的过程，得到运算结果的数学公式或其它式子统称为表达式。表达式可以是常量也可以是变量或算式，在表达式中又可分为：算术表达式、逻辑表达式和字符串表达式。