07.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

接下来让我们一个个来学习Python的运算符。

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Python算术运算符

以下假设变量 a=10，变量 b=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 - 往小的方向取整数	>>> 9//2 4 >>> -9//2 -5

以下实例演示了Python所有算术运算符的操作：

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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。

 

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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
:=	海象运算符，这个运算符的主要目的是在表达式中同时进行赋值和返回赋值的值。Python3.8 版本新增运算符。	在这个示例中，赋值表达式可以避免调用 len() 两次: if (n := len(a)) > 10: print(f"List is too long ({n} elements, expected <= 10)")

 

在 Python 3.8 及更高版本中，引入了一种新的语法特性，称为"海象运算符"（Walrus Operator），它使用 := 符号。这个运算符的主要目的是在表达式中同时进行赋值和返回赋值的值。

使用海象运算符可以在一些情况下简化代码，尤其是在需要在表达式中使用赋值结果的情况下。这对于简化循环条件或表达式中的重复计算很有用。

下面是一个简单的实例，演示了海象运算符的使用：

# 传统写法
n = 10
if n > 5:
    print(n)

# 使用海象运算符
if (n := 10) > 5:
    print(n)

1. if (n := 10) > 5:：这是使用海象运算符（:=）的写法。海象运算符在表达式中进行赋值操作。
   • (n := 10)：将变量 n 赋值为 10，同时返回这个赋值结果。
   • > 5：检查赋值后的 n 是否大于 5。如果条件为真，则执行接下来的代码块。
2. print(n)：如果条件为真，打印变量 n 的值（即 10）。

海象运算符的优点：

• 海象运算符（:=）允许在表达式内部进行赋值，这可以减少代码的重复，提高代码的可读性和简洁性。
• 在上述例子中，传统写法需要单独一行来赋值 n，然后在 if 语句中进行条件检查。而使用海象运算符的写法可以在 if 语句中直接进行赋值和条件检查。

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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
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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("c 的值为：", c)
c = a | b  # 61 = 0011 1101
print("c 的值为：", c)
c = a ^ b  # 49 = 0011 0001
print("c 的值为：", c)
c = ~a  # -61 = 1100 0011
print("c 的值为", c)
c = a << 2  # 240 = 1111 0000
print("c 的值为：", c)
c = a >> 2  # 15 = 0000 1111
print("c 的值为：", c)

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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 x 的值，否则返回 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

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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("变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
    print("变量 a 不在给定的列表中 list 中")#√
if (b not in list):
    print("变量 b 不在给定的列表中 list 中")#√
else:
    print("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("变量 a 在给定的列表中 list 中")#√
else:
    print("变量 a 不在给定的列表中 list 中")

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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("a 和 b 有相同的标识")#√
else:
    print("a 和 b 没有相同的标识")
if (id(a) == id(b)):
    print("a 和 b 有相同的标识")#√
else:
    print("a 和 b 没有相同的标识")
# 修改变量 b 的值
b = 30
if (a is b):
    print("a 和 b 有相同的标识")
else:
    print("a 和 b 没有相同的标识")#√
if (a is not b):
    print("a 和 b 没有相同的标识")#√
else:
    print("a 和 b 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。

>>>a = [1, 2, 3]
>>> b = a
>>> b is a 
True
>>> b == a
True
>>> b = a[:]
>>> b is a
False
>>> b == a
True

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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， 相同单元格内的运算符具有相同优先级。 运算符均指二元运算，除非特别指出。 相同单元格内的运算符从左至右分组（除了幂运算是从右至左分组）：

运算符	描述
(expressions...), [expressions...], {key: value...}, {expressions...}	括号内的表达式
x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute	读取，切片，调用，属性引用
await x	await 表达式
**	乘方(指数)
+x, -x, ~x	正，负，按位非 NOT
*, @, /, //, %	乘，矩阵乘，除，整除，取余
+, -	加和减
<<, >>	移位
&	按位与 AND
^	按位异或 XOR
|	按位或 OR
in,not in, is,is not, <, <=, >, >=, !=, ==	比较运算，包括成员检测和标识号检测
not x	逻辑非 NOT
and	逻辑与 AND
or	逻辑或 OR
if -- else	条件表达式
lambda	lambda 表达式
:=	赋值表达式