Python基礎語法系列6-運算符

原創 酒坛坛儿^_^ 2020-07-02 10:56

運算符

Python支持的數據類型有: 算術運算符、關係運算符、邏輯運算符、成員運算符、身份運算符、位運算符和賦值運算符

1 算術運算符

算術運算符有: + - * / % // **

  • + - 加；求兩個對象的和

    >>> 10 + 20
30
>>> a = 100
>>> b = 20
>>> a + b
120

  • - - 減；得到負數或是一個數減去另一個數

    >>> 10 - 20
-10
>>> a = 100; b = 20
>>> a - b
80

  • ***** - 乘；兩個數相乘

    >>> 10 * 20
>>> 200
>>> a = 100; b = 20
>>> a * b
400

  • / - 除；兩個數相除，求商

    注意: 不管除數和被除數是整型還是浮點型，商都是浮點型

    >>> 10 / 20
0.5
>>> type(4/2)
<class 'float'>
>>> a = 5; b = 2
>>> a / b
2.5

  • % - 取模；返回除法的餘數

    a = 5 % 2
print('a的值:', a)
b = 10 % 4
print('b的值:', b)

    結果:

    a的值: 1
b的值: 2

    取模的應用1：根據判斷對2取模的結果是否爲0來判斷整數的奇偶性

    num = 21
if num % 2 == 0:
    print(num, '是偶數')
else:
    print(num, '是奇數')
    
# 上面的實例還可以根據數字轉換成布爾時，0會轉換成False,其他整數會轉換成True,簡寫成:
num = 22
if num % 2:
    print(num, '是奇數')
else:
    print(num, '是偶數')

    結果:

    21 是奇數
22 是偶數

    取模應用2：通過判斷一個數對另一個數取模的結果是否爲0來判斷一個數是否能夠被另外一個數整除

    # 判斷輸入是數字是否能被3整除
num = int(input('請輸入一個整數:'))
if num % 3 == 0:
    print(num, '能被3整除')
else:
    print(num, '不能被3整除')

    結果:

    請輸入一個整數:21
21能被3整除

    取模應用3：取低位數

    # 輸出輸入的整數的個位數
num = int(input('請輸入一個整數:'))
print(num, '的個位數是:', end='')
print(num % 10)

    結果:

    請輸入一個整數:782
782 的個位數是:2

  • // - 整除；向下取接近除數的整數

    >>> 5 // 2
2
>>> 3.9 // 3
3.0
>>> -5 // 2
-3

  • ****** - 冪；返回x的y次方

    print('2的3次方:', 2 ** 3)	
print('16開平方:', 16 ** 0.5)   # 16的0.5次方就相當於16的二分之一次方，也就是開平方
print('8開3次方:', 8 ** (1/3))

    結果:

    2的3次方: 8
16開平方: 4.0 
8開3次方: 2.0

2 關係運算符

關係運算符就是我們的比較運算符，有：> < == != >= <=

注意: 所有關係運算符的運算結果都是布爾值

  • > - 大於；返回x是否大於y
  • < - 小於；返回x是否小於y
  • == - 等於；比較對象是否相等
  • != - 不等於；比較兩個對象是否不相等
  • >= - 大於等於；返回x是否大於等於y
  • <= - 小於等於；返回x是否小於等於y
>>>10 > 20
False
>>>10 < 20
True
>>>30 >= 20
True
>>> 30 <= 30
True
>>> 10 == 10
True
>>> 10 != 10
False

python可以像數學一樣用比較運算符連寫的方式表示範圍(C/Java/JS等不可以):

# 判斷age的值是否在18到30之間
age = 20
print(18 < age < 30)

結果:

True

3 邏輯運算符

Python中的邏輯運算符有: and or not。

  1. and - 邏輯與運算

    運算規則: x and y - 如果 x 對應的布爾值是False，x and y 返回 False，否則它返回 y 的計算值。

    x = 10
y = 20
print(x and y)	# x不是False,所以結果是y的值20

x = False
y = 20
print(x and y)	# x是False, 所以結果是y的值False

x = 10
y = True
print(x and y)	# x不是False,所以結果是y的值True

    結果:

    20
False
True

    應用場景: 需要多個條件同時滿足的時候，就用and; 相當於生活中的並且。

    # 獲取獎學金的條件: 績點不低於4並且操評分高於95
gpa = 4.8
score = 90
print('是否能夠獲取獎學金:', gpa >= 4 and score > 95)

gpa = 4.8
score = 98
print('是否能夠獲取獎學金:', gpa >= 4 and score > 95)

    結果:

    是否能夠獲取獎學金: False
是否能夠獲取獎學金: True

  2. or - 邏輯或運算

    運算規則：x or y - 如果 x 對應的布爾值是True，它返回 x 的值，否則它返回 y 的計算值。

    x = 10
y = 20
print(x or y)	# x對應的布爾是True(10轉換成布爾是True),所以結果是x的值10

x = False
y = 20
print(x or y)	# x對應的布爾是False,所以結果是y的值20

x = 10
y = True
print(x or y)	# x對應的布爾是True,所以結果是x的值10

    結果:

    10
20
10

    應用場景: 需要多個條件中有一個條件滿足就行，就使用or；相當於生活中的或者。

    # 獲取獎學金的條件: 績點不低於4或者操評分高於95
gpa = 4.8
score = 90
print('是否能夠獲取獎學金:', gpa >= 4 or score > 95)

gpa = 4.8
score = 98
print('是否能夠獲取獎學金:', gpa >= 4 or score > 95)

    結果:

    是否能夠獲取獎學金: True
是否能夠獲取獎學金: True

  3. not - 邏輯非運算

    運算規則：not x - 如果 x 爲 True，返回 False 。如果 x 爲 False，它返回 True。

    x = True
print(not x)

x = 10
print(not x)

x = 0
print(not x)

    結果:

    False
False
True

    應用場景: 對某一個條件進行否定。

    # 判斷輸入的數字是否能同時被3和7整除
num = int(input('請輸入一個整數:'))
print(num, '是否能同時被3和7整除:', num % 3 == 0 and num % 7 == 0)


# 判斷輸入的數字是否不能同時被3和7整除
num = int(input('請輸入一個整數:'))
print(num, '是否不能同時被3和7整除:', not(num % 3 == 0 and num % 7 == 0))

    結果:

    請輸入一個整數:9
9 是否能同時被3和7整除: False

請輸入一個整數:9
9 是否不能同時被3和7整除: True

  4. 短路操作

    Python中的邏輯與運算和邏輯或運算都存在短路現象：

    • x and y - 當邏輯與運算的第一個表達式x的值爲False的時候，第二個表達式y不會執行
    • x or y - 當邏輯或運算的第一個表達式x的值爲True的時候，第二個表達式y不會執行
    def func():
    print('函數體被執行')
   
# 邏輯與運算的短路操作
print('不短路:', end='')
True and func()		# 不短路的時候會調用函數

print('短路:', end='')
False and func()	# 短路的時候不會調用函數

print()
# 邏輯或運算的短路操作
print('不短路:', end='')
False or func()		# 不短路的時候會調用函數

print('短路:', end='')
True or func()		# 短路的時候不會調用函數

    結果:

    不短路:函數體被執行
短路:
不短路:函數體被執行
短路:

4 成員運算符

Python中的成員運算符有兩個：in 和 not in ，主要用於序列中元素的判斷。

  1. in

    元素 in 序列 - 如果在指定序列中找到指定的元素返回True, 否則返回False

    # 1.判斷一個字符串是否是另一個字符串的子串
result1 = 'you' in 'how are you！'
print('result1:', result1)

result2 = 'wo' in 'how are you！'
print('result2:', result2)

# 2.判斷指定的值是否列表中元素
result3 = 100 in [10, 20, 30]
print('result3:', result3)

result4 = 10 in [10, 20, 30]
print('result4:', result4)

    結果:

    result1: True
result2: False
result3: False
result4: True

  2. not in

    元素 not in 序列 - 如果指定序列中不包含指定元素返回True，否則返回False。

5 身份運算符

身份運算符用於比較兩個對象的存儲單元是否相同(也就是兩個數據是否是保存在同一內存空間中的數據)，涉及到的運算符有兩個：is 和 is not

  • x is y - 判斷兩個標識符是不是引用自一個對象
  • x is not y - 判斷兩個標識符是不是引用自不同對象
a = [1, 2]
b = [1, 2]
c = a

print('a == b:', a == b)
print('a is b:', a is b)
print('a is c:', a is c)

結果:

a == b: True
a is b: False
a is c: True

6 位運算符

按位運算符是把數字看作二進制來進行計算的。Python中的按位運算法則如下：

下表中變量 a 爲 60，b 爲 13，其二進制分別是 00111100 和 00001101：

運算符 描述 實例
& 按位與運算符：參與運算的兩個值,如果兩個相應位都爲1,則該位的結果爲1,否則爲0 (a & b)輸出結果 12，對應的二進制：00001100
| 按位或運算符：只要對應的二個二進位有一個爲1時，結果位就爲1 (a | b)輸出結果 61，對應的二進制：00111101
^ 按位異或運算符：當兩對應的二進位相異時，結果爲1 (a ^ b) 輸出結果 49 ，對應的二進制： 00110001
~ 按位取反運算符：對數據的每個二進制位取反,即把1變爲0,把0變爲1。~x 類似於 -x-1 (~a ) 輸出結果 -61 ，對應的二進制： 1100 0011， 在一個有符號二進制數的補碼形式。
<< 左移動運算符：運算數的各二進位全部左移若干位，由"<<"右邊的數指定移動的位數，高位丟棄，低位補0。 a << 2 輸出結果 240 ，對應的二進制： 11110000
>> 右移動運算符：把">>“左邊的運算數的各二進位全部右移若干位，”>>"右邊的數指定移動的位數 a >> 2 輸出結果 15 ，對應的二進制： 0000 1111

實際開發中，可以通過使用位運算來提高程序的執行效率：

# 1. 判斷數字的奇偶性：因爲所有的偶數的最後一位都是0，奇數的最後一位都是1
num = int(input('請輸入一個整數:'))
if num & 1 == 0:
    print(num, '是偶數')
else:
    print(num, '是奇數')
    
# 2.高效率的乘2和整除2：x >> n相當於x乘以2的n次方；x >> n相當於x整除2的n次方
print('4 // 2 = ', 4 >> 1)
print('4 * 2 =', 4 << 1)

結果:

請輸入一個整數:10
10 是偶數

4 // 2 =  2
4 * 2 = 8

7 賦值運算符

賦值運算符的作用是給變量賦值，不管是那種賦值運算符都要求左邊必須是變量，複合的賦值運算符左邊除了是變量這個變量還必須已經賦值過。

一下假設變量 a 爲 10，b 爲 20：

運算符 描述 實例
= 簡單的賦值運算符 c = a + b 將 a + b 的運算結果賦值爲 c
+= 加法賦值運算符 b += a 等效於 b = b + a
-= 減法賦值運算符 b -= a 等效於 b = b - a
*= 乘法賦值運算符 b *= a 等效於 b = b * a
/= 除法賦值運算符 b /= a 等效於 b = b / a
%= 取模賦值運算符 b %= a 等效於 b = b % a
//= 取整除賦值運算符 b //= a 等效於 b = b // a
**= 冪賦值運算符 b ******= a 等效於 b = b ** a

以下實例演示了Python所有賦值運算符的操作：

a = 21
b = 10
c = 0
 
c = a + b
print ("1.c 的值爲：", c)
 
c += a
print ("2.c 的值爲：", c)
 
c *= a
print ("3.c 的值爲：", c)
 
c /= a 
print ("4.c 的值爲：", c)
 
c = 2
c %= a
print ("5.c 的值爲：", c)
 
c **= a
print ("6.c 的值爲：", c)
 
c //= a
print ("7.c 的值爲：", c)

結果:

1.c 的值爲： 31
2.c 的值爲： 52
3.c 的值爲： 1092
4.c 的值爲： 52.0
5.c 的值爲： 2
6.c 的值爲： 2097152
7.c 的值爲： 99864

8 運算符優先級和結合性

以下表格列出了從最高到最低優先級的所有運算符：

運算符 描述
** 冪運算(最高優先級)
~ + - 按位翻轉, 一元加號和減號(正號、負號)
* / % // 乘，除，求餘數和取整除
+ - 加法減法
>> << 右移、左移運算
& 按位與運算
^ | 按位異或、按位或
<= < > >= 比較運算符
== != 等於運算符
is is not 身份運算符
in not in 成員運算符
not and or 邏輯運算符
= %= /= //= -= += *= **= 賦值運算符

在綜合運算的運算表達式中，我們還可以像數學一樣通過加 () 來改變運算順序。(有括號先算括號裏面的)

a = 20
b = 10
c = 15
d = 5
e = (a + b) * c / d       #( 30 * 15 ) / 5
print ("(a + b) * c / d 運算結果爲：",  e)
 
e = ((a + b) * c) / d     # (30 * 15 ) / 5
print ("((a + b) * c) / d 運算結果爲：",  e)
 
e = (a + b) * (c / d)    # (30) * (15/5)
print ("(a + b) * (c / d) 運算結果爲：",  e)
 
e = a + (b * c) / d      #  20 + (150/5)
print ("a + (b * c) / d 運算結果爲：",  e)

結果:

(a + b) * c / d 運算結果爲： 90.0
((a + b) * c) / d 運算結果爲： 90.0
(a + b) * (c / d) 運算結果爲： 90.0
a + (b * c) / d 運算結果爲： 50.0
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