Python教程—运算符

程序员文章站 2022-03-28 16:37:24

Python 运算符原文http://zetcode.com/lang/python/operators/在 Python 编程教程的这一部分中，我们介绍了 Python 运算符。运算符是特殊符号，表示已执行某个过程。编程语言的运算符来自数学。应用处理数据。运算符用于处理数据。在 Python 中，我们有几种类型的运算符：算术运算符布尔运算符关系运算符按位运算符一个运算符可以有一个或两个操作数。操作数是运算符的输入（参数）之一。仅使用一个操作数的那些运算符称为一元运算符...

Python 运算符

原文http://zetcode.com/lang/python/operators/
在 Python 编程教程的这一部分中，我们介绍了 Python 运算符。

运算符是特殊符号，表示已执行某个过程。编程语言的运算符来自数学。应用处理数据。运算符用于处理数据。

在 Python 中，我们有几种类型的运算符：

算术运算符
布尔运算符
关系运算符
按位运算符

一个运算符可以有一个或两个操作数。操作数是运算符的输入（参数）之一。仅使用一个操作数的那些运算符称为一元运算符。那些使用两个操作数的对象称为二进制运算符。

+和-可以是加减运算符，也可以是一元符号运算符。这取决于实际情况。

>>> 2
2
>>> +2
2
>>>

加号可以用来表示我们有一个正数。但是它通常不被使用。减号更改值的符号。

>>> a = 1
>>> -a
-1
>>> -(-a)
1

乘法和加法运算符是二进制运算符的示例。它们与两个操作数一起使用。

>>> 3 * 3
9
>>> 3 + 3
6

Python 赋值运算符

赋值运算符=将值赋给变量。在数学中，=运算符具有不同的含义。在等式中，=运算符是一个相等运算符。等式的左侧等于右侧。

>>> x = 1
>>> x
1

在这里，我们为x变量分配一个数字。

>>> x = x + 1
>>> x
2

先前的表达式在数学上没有意义。但这在编程中是合法的。该表达式意味着我们向x变量加 1。右边等于 2，并且 2 分配给x。

>>> a = b = c = 4
>>> print(a, b, c)
4 4 4

可以为多个变量分配一个值。

>>> 3 = y
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: can't assign to literal

此代码示例导致语法错误。我们无法为字面值分配值。

Python 算术运算符

下表是 Python 编程语言中的算术运算符表。

符号	名称
+	加成
-	减法
*	乘法
/	除法
//	整数除法
%	模数
**	乘方

以下示例显示了算术运算。

arithmetic.py

#!/usr/bin/env python

# arithmetic.py

a = 10
b = 11
c = 12

add = a + b + c
sub = c - a
mult = a * b
div = c / 3

power = a ** 2

print(add, sub, mult, div)
print(power)

所有这些都是数学上已知的运算符。

$ ./arithmetic.py 
33 2 110 4.0
100

共有三位运算符负责部门划分。

division.py

#!/usr/bin/env python

# division.py

print(9 / 3)
print(9 / 4)
print(9 // 4)
print(9 % 4)

该示例演示了除法运算符。

print(9 / 4)

结果为 2.25。在 Python 2.x 中，/运算符是整数除法运算符。这在 Python 3 中已更改。在 Python 3 中，/运算符返回一个十进制数。

print(9 // 4)

//运算符是 Python 3 中的整数运算符。

print(9 % 4)

%运算符称为模运算符。它找到一个数除以另一个的余数。 9 % 4，9 模 4 为 1，因为 4 两次进入 9 且余数为 1。

$ ./division.py 
3.0
2.25
2
1
>>> 'return' + 'of' + 'the' + 'king'
'returnoftheking'

加法运算符还可用于连接字符串。

>>> 3 + ' apples'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

我们不能添加整数和字符串。这导致TypeError。

>>> str(3) + ' apples'
'3 apples'

为了使示例生效，必须使用str()函数将数字转换为字符串。

另一方面，乘法运算符可以与字符串和数字一起使用。

>>> 'dollar ' * 5
'dollar dollar dollar dollar dollar '

Python 布尔运算符

在 Python 中，我们具有and，or和not布尔运算符。使用布尔运算符，我们可以执行逻辑运算。这些最常与if和while关键字一起使用。

andop.py

#!/usr/bin/env python

# andop.py

print(True and True)
print(True and False)
print(False and True)
print(False and False)

此示例显示了逻辑和运算符。仅当两个操作数均为True时，逻辑和运算符才对True求值。

$ ./andop.py 
True
False
False
False

如果两个操作数中的任何一个为True，则逻辑或运算符求值为True。

orop.py

#!/usr/bin/env python

# orop.py

print(True or True)
print(True or False)
print(False or True)
print(False or False)

如果运算符的一方为True，则操作的结果为True。

$ ./orop.py 
True
True
True
False

否定运算符not使True False和False True。

negation.py

#!/usr/bin/env python

# negation.py

print(not False)
print(not True)
print(not ( 4 < 3 ))

该示例显示了not运算符的作用。

$ ./negation.py 
True
False
True

并且，或者对短路进行了求值。短路求值意味着仅当第一个参数不足以确定表达式的值时，才求值第二个参数：当和的第一个参数求值为false时，总值必须为false；当或的第一个参数为true时，总值必须为true。

以下示例演示了简短的短路求值。

short_circuit.py

#!/usr/bin/env python

# short_circuit.py

x = 10
y = 0

if (y != 0 and x/y < 100):
      print("a small value")

表达式的第一部分计算为False。表达式的第二部分不计算。否则，我们将得到ZeroDivisionError。

Python 关系运算符

关系运算符用于比较值。这些运算符总是产生布尔值。

符号	含义
<	小于
<=	小于或等于
>	大于
>=	大于或等于
==	等于
!=	不等于
is	对象身份
is not	否定对象身份

上表显示了 Python 关系运算符。

>>> 3 < 4
True
>>> 4 == 3
False
>>> 4 >= 3
True

如前所述，关系运算符返回布尔值：True或False。

注意，关系运算符不限于数字。我们也可以将它们用于其他对象。尽管它们可能并不总是有意义的。

>>> "six" == "six"
True
>>> 'a' < 'b'
True

我们也可以比较字符串对象。

>>> 'a' < 'b'

这里到底发生了什么？计算机不知道字符或字符串。对于他们来说，一切都只是数字。字符是存储在特定表中的特殊数字，例如 ASCII。

>>> 'a' > 6
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: str() > int()

在不同的数据类型上不能使用关系运算符。该代码导致一个TypeError。

compare.py

#!/usr/bin/env python

# compare.py

print('a' < 'b')

print("a is:", ord('a'))
print("b is:", ord('b'))

在内部，a 和 b 字符是数字。因此，当我们比较两个字符时，我们将比较它们的存储数字。内置的ord()函数返回单个字符的 ASCII 值。

$ ./compare.py 
True
a is: 97
b is: 98

实际上，我们比较两个数字：97 和 98。

>>> "ab" > "aa"
True

假设我们有一个包含更多字符的字符串。如果前几个字符相等，我们将比较下一个字符。在我们的情况下，第二个位置的b字符的值比a字符大。这就是为什么"ab"字符串大于"aa"字符串的原因。当然，以这种方式比较字符串没有多大意义。但这在技术上是可能的。

Python 对象身份运算符

对象标识运算符is和not is检查其操作符是否是同一对象。

object_identity.py

#!/usr/bin/env python

# object_identity.py

print(None == None)
print(None is None)

print(True is True)

print([] == [])
print([] is [])

print("Python" is "Python")

==运算符测试是否相等，而is运算符测试对象身份。我们是否在谈论同一对象。请注意，更多变量可能引用同一对象。

$ ./object_identity.py 
True
True
True
True
False
True

输出可能会让您感到惊讶。在 Python 语言中，只有一个None和一个True对象。这就是True相等且与True相同的原因。无论如何，那里只有一个真理。空列表[]等于另一个空列表[]。但是它们并不相同。 Python 已将它们放入两个不同的内存位置。它们是两个不同的对象。因此，is运算符返回False。

另一方面，"Python"是"Python"返回True。这是由于优化：如果两个字符串字面值相等，则将它们放置在相同的内存位置。由于字符串是不可变的实体，因此不会造成任何伤害。

Python 成员运算符

成员运算符in和not in测试序列中的成员性，例如字符串，列表或元组。

membership.py

#!/usr/bin/env python

# membership.py

items = ("coin", "book", "pencil", "spoon", "paper")

if "coin" in items:
    print("There is a coin in the tuple")
else:
    print("There is no coin in the tuple")

if "bowl" not in items:
    print("There is no bowl in the tuple")
else:
    print("There is a bowl in the tuple")

通过成员运算符，我们可以测试元组中是否存在某个项目。

if "coin" in items:

使用in运算符，我们检查items元组中是否存在"coin"。

if "bowl" not in items:

使用not in运算符，我们检查items元组中是否不存在"bowl"。

$ ./membership.py 
There is a coin in the tuple
There is no bowl in the tuple

这是示例的输出。

Python 三元运算符

三元运算符是一个简单的条件分配语句。

exp1 if condition else exp2

如果条件为true，则对exp1求值并返回结果。如果条件为假，则求值exp2并返回其结果。

ternary.py

#!/usr/bin/env python

# ternary.py

age = 31

adult = True if age >= 18 else False

print("Adult: {0}".format(adult))

在许多国家，成年取决于您的年龄。如果您的年龄超过特定年龄，则您已经成年。对于三元运算符，这是一种情况。

adult = True if age >= 18 else False

首先求值条件。如果年龄大于或等于 18，则返回True。如果不是，则返回else关键字后面的值。然后，将返回的值分配给adult变量。

$ ./ternary.py 
Adult: True

31 岁的成年人是成年人。

Python 按位运算符

小数对人类是自然的。二进制数是计算机固有的。二进制，八进制，十进制或十六进制符号仅是相同数字的符号。按位运算符使用二进制数的位。我们有二进制逻辑运算符和移位运算符。在 Python 等高级语言中很少使用按位运算符。

符号	含义
~	按位取反
^	按位异或
&	按位与

<<	左移
>>	右移

按位取反运算符分别将 1 更改为 0，将 0 更改为 1。

>>> ~7
-8
>>> ~-8
7

运算符恢复数字 7 的所有位。这些位之一还确定数字是否为负。如果我们再一次对所有位取反，我们将再次得到 7。

按位，运算符在两个数字之间进行逐位比较。仅当操作数中的两个对应位均为 1 时，位位置的结果才为 1。

     00110
  &  00011
   = 00010

第一个数字是二进制表示法 6，第二个数字是 3，最终结果是 2。

>>> 6 & 3
2
>>> 3 & 6
2

按位或运算符在两个数字之间进行逐位比较。如果操作数中的任何对应位为 1，则位位置的结果为 1。

    00110
  |  00011
   = 00111

结果为00110或十进制 7。

>>> 6 | 3
7

按位互斥或运算符在两个数字之间进行逐位比较。如果操作数中对应位中的一个或另一个（但不是全部）为 1，则位位置的结果为 1。

   00110
  ^  00011
   = 00101

结果为00101或十进制 5。

>>> 6 ^ 3
5

如前所述，Python 和其他高级语言很少使用按位运算符。但是，在某些情况下会使用它们。一个示例是掩码。掩码是特定的位模式。它确定是否设置了某些属性。

让我们举一个 GUI 编程的例子。

bitwise_or.py

#!/usr/bin/env python

# bitwise_or.py

import wx

app = wx.App()
window = wx.Frame(None, style=wx.MAXIMIZE_BOX | wx.RESIZE_BORDER 
	| wx.SYSTEM_MENU | wx.CAPTION |	 wx.CLOSE_BOX)
window.Show(True)

app.MainLoop()

这是 wxPython 代码的一个小示例。 wx.MAXIMIZE_BOX，wx.RESIZE_BORDER，wx.SYSTEM_MENU，wx.CAPTION和wx.CLOSE_BOX是常数。按位或运算符将所有这些常数添加到掩码中。在我们的例子中，所有这些属性都是使用按位或运算符设置的，并应用于wx.Frame小部件。

最后，我们还有按位移位运算符。按位移位运算符向右或向左移位。

number << n : multiply number 2 to the nth power
number >> n : divide number by 2 to the nth power

这些运算符也称为算术移位。

     00110
  >> 00001
   = 00011

我们将数字 6 的每个位向右移动。等于将 6 除以 2。结果为00011或十进制 3。

我们将数字 6 的每个位向左移动。等于将数字 6 乘以 2。结果为01100或十进制 12。

>>> 6 << 1
12

Python 复合赋值运算符

复合赋值运算符由两个运算符组成。他们是速记员。

>>> i = 1
>>> i = i + 1
>>> i
2
>>> i += 1
>>> i
3

+=复合运算符是这些速记运算符之一。

其他复合运算符是：

-=   *=   /=   //=   %=   **=   &=   |=   ^=   >>=   <<=

Python 运算符优先级

运算符优先级告诉我们首先求值哪个运算符。优先级对于避免表达式中的歧义是必要的。

以下表达式 28 或 40 的结果是什么？

3 + 5 * 5

像数学中一样，乘法运算符的优先级高于加法运算符。结果是 28。

(3 + 5) * 5

要更改求值顺序，可以使用方括号。方括号内的表达式始终首先被求值。

以下列表显示了 Python 中的运算符优先级。

unary +  -  ~
**
*  /  %
+  -
>>  <<
&
^
|
<  <=  ==  >=  >  !=  is
not
and 
or

同一行上的运算符具有相同的优先级。优先级从低到高。

precedence.py

#!/usr/bin/env python

# precedence.py

print(3 + 5 * 5)
print((3 + 5) * 5)

print(2 ** 3 * 5)
print(not True or True)
print(not (True or True))

在此代码示例中，我们显示一些常见的表达式。每个表达式的结果取决于优先级。

print(2 ** 3 * 5)

幂运算符的优先级高于乘法运算符。首先，对2 ** 3求值，返回 8。然后将结果乘以 5，结果为 40。

print(not True or True)

在这种情况下，not运算符具有更高的优先级。首先，将第一个True值取反为False，然后or运算符组合False和True，最后得到True。

$ ./precedence.py 
28
40
40
True
False

关系运算符的优先级高于逻辑运算符。

positive.py

#!/usr/bin/env python

# positive.py

a = 1
b = 2

if (a > 0 and b > 0):
   print("a and b are positive integers")

and运算符等待两个布尔值。如果其中一个操作数不是布尔值，则会出现语法错误。在 Python 中，关系运算符在逻辑与之前进行求值。

$ ./positive.py 
a and b are positive integers

Python 关联规则

有时，优先级不能令人满意地确定表达式的结果。还有另一个规则称为关联性。运算符的关联性确定优先级与相同的运算符的求值顺序。

9 / 3 * 3

此表达式的结果是 9 还是 1？乘法，删除和模运算符从左到右关联。因此，该表达式的计算方式为：(9 / 3) * 3，结果为 9。

算术，布尔，关系和按位运算符都是从左到右关联的。

另一方面，赋值运算符是正确关联的。

>>> a = b = c = d = 0
>>> a, b, c, d
(0, 0, 0, 0)

如果关联从左到右，则以前的表达式将不可能。

复合赋值运算符从右到左关联。

>>> j = 0
>>> j *= 3 + 1
>>> j
0

您可能期望结果为 1。但是实际结果为 0。由于有关联性。首先求值右边的表达式，然后应用复合赋值运算符。

在本章中，我们讨论了 Python 中的运算符。
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