入门 Python 语言：运算符与表达式

入门 Python 语言：运算符与表达式

目录

入门 Python 语言：运算符与表达式

✨前言✨

📚本篇目标

🔥重难点说明

重点

难点

📖学习正文

算术运算符

比较运算符

逻辑运算符

赋值运算符

运算符优先级与表达式求值

💻练习题

单选题-5

多选题-3

判断题-2

代码题-1

📝答案解析

单选题

多选题

判断题

代码题

总结

Python的优势对比于 C++ 的维度点说明

---

✨前言✨

本系列文章目的在于将 Python 的基础内容完全夯实，最终目的是为后期的深度学习在算法上有一定的铺垫，前期在学习数学的过程中也会有很大的帮助，相对于 C++ 来说 Python 有自身的优势，文末会有 Python 的优势对比于 C++ 的维度点说明，我已经先写过 C++的基础使用 了，两种语言各自有各自的优势，我们要根据具体的需求来分析使用哪种语言更为方便，其它的语言暂时不在考虑范畴之内，我们的目标是AI深度学习。

前置环境与代码结构文章：

1、Python 环境配置与Jupyter Notebook开发工具下载使用

2、入门 Python 语言：Python基础课程目录

📚本篇目标

1. 让初学者了解 Python 中各类运算符的基本概念和用途。
2. 掌握算术运算符、比较运算符、逻辑运算符和赋值运算符的使用方法。
3. 理解运算符优先级规则，能够正确计算表达式的值。
4. 通过练习题巩固所学的运算符和表达式知识，提升运用能力。

🔥重难点说明

重点

• 各类运算符的功能和使用场景，如算术运算符用于数值计算，比较运算符用于条件判断等。
• 运算符优先级的规则，这对于正确计算复杂表达式至关重要。

难点

• 逻辑运算符的短路特性，理解在何种情况下会发生短路以及如何影响表达式的计算。
• 复杂表达式中运算符优先级的正确应用，避免因优先级错误导致计算结果出错。

📖学习正文

算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算，以下是常见的算术运算符及其示例：

# 加法
a = 5 + 3
print("加法结果:", a)

# 减法
b = 5 - 3
print("减法结果:", b)

# 乘法
c = 5 * 3
print("乘法结果:", c)

# 除法
d = 5 / 3
print("除法结果:", d)

# 取整除法
e = 5 // 3
print("取整除法结果:", e)

# 取模（取余）
f = 5 % 3
print("取模结果:", f)

# 幂运算
g = 5 ** 3
print("幂运算结果:", g)

执行结果：

加法结果: 8
减法结果: 2
乘法结果: 15
除法结果: 1.6666666666666667
取整除法结果: 1
取模结果: 2
幂运算结果: 125

比较运算符

比较运算符用于比较两个值的大小关系，返回布尔值（True 或 False），示例如下：

# 等于
h = 5 == 3
print("等于比较结果:", h)

# 不等于
i = 5 != 3
print("不等于比较结果:", i)

# 大于
j = 5 > 3
print("大于比较结果:", j)

# 小于
k = 5 < 3
print("小于比较结果:", k)

# 大于等于
l = 5 >= 3
print("大于等于比较结果:", l)

# 小于等于
m = 5 <= 3
print("小于等于比较结果:", m)

执行结果：

等于比较结果: False
不等于比较结果: True
大于比较结果: True
小于比较结果: False
大于等于比较结果: True
小于等于比较结果: False

逻辑运算符

逻辑运算符用于组合多个条件进行逻辑判断，常见的逻辑运算符有 and、or 和 not，示例如下：

# and 运算符
n = (5 > 3) and (2 < 4)
print("and 运算结果:", n)

# or 运算符
o = (5 < 3) or (2 < 4)
print("or 运算结果:", o)

# not 运算符
p = not (5 > 3)
print("not 运算结果:", p)

执行结果： 

and 运算结果: True
or 运算结果: True
not 运算结果: False

赋值运算符

赋值运算符用于给变量赋值，除了基本的 = 赋值运算符外，还有复合赋值运算符，示例如下：

# 基本赋值
x = 5
print("基本赋值后 x 的值:", x)

# 加法赋值
x += 3  # 相当于 x = x + 3
print("加法赋值后 x 的值:", x)

# 减法赋值
x -= 2  # 相当于 x = x - 2
print("减法赋值后 x 的值:", x)

# 乘法赋值
x *= 2  # 相当于 x = x * 2
print("乘法赋值后 x 的值:", x)

# 除法赋值
x /= 2  # 相当于 x = x / 2
print("除法赋值后 x 的值:", x)

执行结果：

基本赋值后 x 的值: 5
加法赋值后 x 的值: 8
减法赋值后 x 的值: 6
乘法赋值后 x 的值: 12
除法赋值后 x 的值: 6.0

运算符优先级与表达式求值

Python 中的运算符有不同的优先级，在计算表达式时，优先级高的运算符先进行计算。可以使用括号来改变运算的顺序，示例如下：

# 未使用括号
q = 5 + 3 * 2
print("未使用括号的计算结果:", q)

# 使用括号
r = (5 + 3) * 2
print("使用括号的计算结果:", r)

执行结果：

未使用括号的计算结果: 11
使用括号的计算结果: 16

💻练习题

单选题-5

1. 以下哪个是 Python 中的幂运算符？
   A. ^
   B. **
   C. *
   D. /

2. 执行 print(5 % 2) 的结果是？
   A. 2
   B. 2.5
   C. 1
   D. 0

3. 对于表达式 (3 > 2) and (4 < 5)，其结果是？
   A. True
   B. False
   C. 3
   D. 4

4. 执行以下代码后，变量 a 的值是？

   a = 5
   a *= 2

   A. 5
   B. 7
   C. 10
   D. 2

5. 表达式 2 + 3 * 4 的计算结果是？
   A. 20
   B. 14
   C. 10
   D. 9

多选题-3

1. 以下属于 Python 算术运算符的有？
   A. +
   B. -
   C. <
   D. %

2. 以下哪些是 Python 中的逻辑运算符？
   A. and
   B. or
   C. not
   D. if

3. 以下关于运算符优先级的说法正确的是？
   A. 算术运算符优先级高于比较运算符
   B. 逻辑运算符 not 优先级高于 and 和 or
   C. 赋值运算符优先级最低
   D. 括号可以改变运算符的优先级

判断题-2

1. 在 Python 中，3 / 2 的结果是 1。（ ）
2. 表达式 (5 < 3) or (True) 的结果是 True。（ ）

代码题-1

编写一个 Python 程序，计算 (2 + 3) * 4 / 2 的值，并将结果输出。

📝答案解析

单选题

1. 答案：B
   • 在 Python 中，幂运算符是 **，所以选 B。选项 A 的 ^ 在 Python 中是按位异或运算符；选项 C 的 * 是乘法运算符；选项 D 的 / 是除法运算符。
2. 答案：C
   • % 是取模运算符，用于求余数，5 除以 2 的余数是 1，所以结果是 1，选 C。
3. 答案：A
   • (3 > 2) 的结果是 True，(4 < 5) 的结果也是 True，and 运算符要求两边的条件都为 True 时结果才为 True，所以整个表达式结果为 True，选 A。
4. 答案：C
   • a *= 2 相当于 a = a * 2，初始 a = 5，那么 a = 5 * 2 = 10，所以选 C。
5. 答案：B
   • 根据运算符优先级，乘法先于加法计算，所以先算 3 * 4 = 12，再算 2 + 12 = 14，选 B。

多选题

1. 答案：ABD
   • +、-、% 都属于算术运算符，而 < 是比较运算符，所以选 ABD。
2. 答案：ABC
   • and、or、not 是 Python 中的逻辑运算符，if 是条件语句关键字，不是逻辑运算符，所以选 ABC。
3. 答案：ABCD
   • 算术运算符优先级高于比较运算符，逻辑运算符 not 优先级高于 and 和 or，赋值运算符优先级最低，括号可以改变运算符的优先级，所以 ABCD 说法都正确。

判断题

1. 答案：错误
   • 在 Python 中，3 / 2 是普通除法，结果是 1.5，而不是 1，所以该说法错误。
2. 答案：正确
   • (5 < 3) 的结果是 False，但 or 运算符只要有一个条件为 True 结果就为 True，后面的 True 使得整个表达式结果为 True，所以该说法正确。

代码题

result = (2 + 3) * 4 / 2
print(result)

该程序先计算括号内的 2 + 3 = 5，再计算 5 * 4 = 20，最后计算 20 / 2 = 10，并将结果 10 输出。

总结

通过本文的学习，我们详细了解了 Python 中的算术运算符、比较运算符、逻辑运算符和赋值运算符，掌握了它们的使用方法和特点。同时，我们也学习了运算符优先级的规则，能够正确计算复杂表达式的值。练习题的巩固让我们对这些知识有了更深入的理解和运用。希望大家能够熟练掌握这些运算符和表达式的知识，为进一步学习 Python 打下坚实的基础。

Python的优势对比于 C++ 的维度点说明

对比维度	Python 优势	C++ 情况
性能效率	1. 开发效率高：代码简洁，语法灵活，能够用较少的代码实现相同的功能，缩短开发周期。 2. 有高性能库支持：对于计算密集型任务，可以使用如 NumPy、Pandas 等高性能库，它们底层使用 C 或 Fortran 实现，能在一定程度上弥补 Python 执行速度慢的问题。	1. 开发效率低：代码相对冗长，需要编写更多的代码来实现相同功能，开发周期较长。 2. 开发难度大：需要手动管理内存，容易出现内存泄漏等问题，对开发者要求较高。
底层控制能力	1. 代码编写简单快速：无需关注底层硬件细节，能让开发者更专注于业务逻辑的实现，快速搭建应用原型。 2. 适合快速迭代开发：在应用开发过程中，能够快速对代码进行修改和调整，适应不断变化的需求。	1. 代码编写复杂：需要对底层硬件有深入了解，编写代码时要处理很多底层细节，开发难度大。 2. 开发周期长：由于需要关注底层，代码的修改和调整相对困难，不适合快速迭代开发。
语言特性	1. 语法简洁易懂：代码可读性高，易于学习和上手，降低了编程门槛，适合初学者。 2. 动态类型灵活：在编写代码时无需提前声明变量类型，能够根据需要灵活赋值，提高了代码的编写效率。	1. 语法复杂：学习成本较高，对于初学者来说有一定难度。 2. 静态类型不够灵活：在编写代码时需要提前声明变量类型，不够灵活，修改代码时可能需要对类型进行调整。
可移植性	1. 跨平台部署方便：只要安装了相应的 Python 解释器，代码可以在不同操作系统上轻松运行，无需重新编译。 2. 云服务支持好：很多云服务平台都提供了 Python 运行环境，方便将 Python 应用部署到云端。	1. 跨平台编译麻烦：不同操作系统的编译器和运行时环境可能存在差异，需要针对不同平台进行编译和调试。 2. 云服务集成复杂：将 C++ 应用部署到云服务平台时，需要处理更多的底层配置和依赖问题。
生态系统和工具链	1. 库丰富且易用：拥有大量的开源库和框架，涵盖了数据分析、机器学习、Web 开发等多个领域，能够快速实现各种功能。 2. 社区活跃：有庞大的开发者社区，遇到问题可以很容易找到解决方案和技术支持。	1. 库学习成本高：虽然有很多专业级库，但部分库的学习曲线较陡，使用起来有一定难度。 2. 社区相对较小：相比 Python 社区，C++ 社区规模相对较小，获取技术支持和解决方案的渠道相对较少。
安全性和稳定性	1. 内置安全机制：有一些内置的安全机制，如异常处理机制，能够在程序出现错误时进行捕获和处理，避免程序崩溃。 2. 代码审查相对容易：简洁的语法和动态类型使得代码结构相对简单，在代码审查时更容易发现问题。	1. 手动管理易出错：手动管理内存和资源容易出现错误，如内存泄漏、悬空指针等，影响程序的稳定性和安全性。 2. 代码审查复杂：由于语法复杂，代码结构可能比较复杂，在代码审查时需要花费更多的时间和精力。