python 运算符

本文详细介绍了Python中的各种运算符,包括算术、比较、赋值、位操作、逻辑、身份和成员运算符,以及运算符的优先级规则,通过实例演示了如何在代码中使用这些运算符。

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一、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。

1. 算术运算符 + - * / % // **

2. 比较(关系)运算符 == != > < >= <=

3. 赋值运算符 += -= *= /= %= //= **= &= |= ^= <<= >>= :=(海象运算符)

  • 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。

4. 位运算符: & | ^ ~(-x-1) << >>

  • 按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的

5. 逻辑运算符 and or not

6. 身份运算符 身份运算符用于比较两个对象的存储单元 is , is not

  • 注: id() 函数用于获取对象内存地址。
  • is 判断的是两个标识符是否引用同一个对象; 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 判断的是两个标识符是否引用不同对象 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。

7. 成员运算符 in not in

8. 运算符优先级

  • Python 运算符优先级是指在表达式中,当多个运算符同时出现时,它们的计算顺序。以下是一个简化的 Python 运算符优先级列表(从高到低):
    • 圆括号 ():函数调用、元组、列表、字典等构造,以及用于强制优先级的数学运算括号。
    • 成员访问与索引:., [ ](属性访问和下标访问)
    • ** 幂运算符
    • 算术运算符:
      • * (乘法), / (除法), // (整数除法), % (模运算)
        
      • + (加法), - (减法)
        
    • 按位移位运算符:
      • << (左移)
        
      • >> (右移)
        
    • 按位逻辑运算符:
      • & (按位与)
        
      • | (按位或)
        
      • ^ (按位异或)
        
    • 逻辑运算符:
      • not
        
      • and
        
      • or
        
    • 赋值运算符:=, +=, -=, *=, /=, %=, //=, **=, &=, |=, ^=,以及其他复合赋值运算符
    • 比较(关系和身份)运算符:
      <, <=, >, >=, ==, !=, is, is not, in, not in
  • 注意,同一优先级级别的运算符将从左到右结合(称为“左结合性”),即如果没有其他优先级更高的运算符参与,会先处理左边的运算符。若要改变这种默认顺序,可以使用圆括号来明确指定运算顺序。
    • 例如,在表达式 a + b * c 中,因为乘法优先级高于加法,所以会先计算 b * c 再与 a 相加。如果需要先加后乘,则需写为 (a + b) * c。

二、代码概述

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
# @Date : 2024/3/22 10:25
# @Author : water
# @Description : 运算符

# 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    += -= *= /= %= //= **= &= |= ^= <<= >>= :=(海象运算符)
    逻辑运算符   and or not
    位运算符     & | ^ ~(-x-1) << >>
    成员运算符    in not in
    身份运算符   is , is not
    运算符优先级
    接下来让我们一个个来学习Python的运算符。
"""

# 算术运算符 + - * / % // **
# % 取模(返回除法的余数) // 取整(往小的方向取整数) ** 幂(返回x的y次幂)
a = 30
b = 20
c = 10
d = 2
print(a + b, a - b, a * b, a / b, a % b, a ** b, a // b)

# 比较(关系)运算符 == != > < >= <=

print(a == b, a != b, a > b, a < b, a >= b, a <= b)

# 赋值运算符 += -= *= /= %= //= **= &= |= ^= <<= >>= :=(海象运算符)
a += b
print(a)
a -= b
print(a)
a *= b
print(a)
a /= b
print(a)
a %= b
print(a)
a //= b
print(a)
a **= b
print(a)
c &= d
print(c)
c |= d
print(c)
c ^= d
print(c)
c <<= d
print(c)
c >>= d
print(c)
# 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。
if (a := 100) > b:
    print("a大于b")

# 位运算符: & | ^ ~(-x-1) << >>
# 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:
a = 0b0111100

b = 0b0001101
# << 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。
# >> 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
# ~ 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
print(a & b, a | b, a >> b, a ^ b, a << b, a >> b, ~ b)

# 逻辑运算符 and or not

x = 10
y = 20

print(x > y and x < y, x > y or x < y, not x > y)

# 成员运算符 in not in
print(10 in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10])
print(10 not in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

# 身份运算符 身份运算符用于比较两个对象的存储单元 is , is not
# 注: id() 函数用于获取对象内存地址。
# is 判断的是两个标识符是否引用同一个对象; 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 判断的是两个标识符是否引用不同对象 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。

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")
"""
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。
"""

# 运算符优先级

'''
Python 运算符优先级是指在表达式中,当多个运算符同时出现时,它们的计算顺序。以下是一个简化的 Python 运算符优先级列表(从高到低):
    圆括号 ():函数调用、元组、列表、字典等构造,以及用于强制优先级的数学运算括号。
    成员访问与索引:., [ ](属性访问和下标访问)
    ** 幂运算符
    算术运算符:
        * (乘法), / (除法), // (整数除法), % (模运算)
        + (加法), - (减法)
    按位移位运算符:
        << (左移)
        >> (右移)
    按位逻辑运算符:
        & (按位与)
        | (按位或)
        ^ (按位异或)
    逻辑运算符:
        not
        and
        or
    赋值运算符:=, +=, -=, *=, /=, %=, //=, **=, &=, |=, ^=,以及其他复合赋值运算符
    比较(关系和身份)运算符:
        <, <=, >, >=, ==, !=, is, is not, in, not in
注意,同一优先级级别的运算符将从左到右结合(称为“左结合性”),即如果没有其他优先级更高的运算符参与,会先处理左边的运算符。若要改变这种默认顺序,可以使用圆括号来明确指定运算顺序。
例如,在表达式 a + b * c 中,因为乘法优先级高于加法,所以会先计算 b * c 再与 a 相加。如果需要先加后乘,则需写为 (a + b) * c。
'''
### Python 运算符使用指南 Python 中的运算符是编程的核心组件之一,涵盖了多种类型和功能。以下是关于 Python 运算符的具体介绍,包括其分类、用法及注意事项。 #### 1. 赋值运算符 赋值运算符用于将表达式的值分配给变量。除了简单的等于号 (=),还有复合赋值运算符,如模运算符 (%=)、指数运算符 (**=) 和向下取整除法运算符 (//=)[^1]。 - **模数和赋值 (%)** 使用 `a %= 20` 等价于 `a = a % 20`,即先计算 `a` 对 20 的余数,再将其结果重新赋值给 `a`。 - **指数和赋值 (**=)** 使用 `a **= 2` 等价于 `a = a ** 2`,表示计算 `a` 的平方并将结果赋回给 `a`[^1]。 - **向下取整并赋值 (//=}** 执行 `a //= 2` 等价于 `a = a // 2`,意味着对 `a` 执行向下取整除法后再将结果赋值给 `a`[^1]。 #### 2. 条件运算符(三元运算符Python 支持一种简洁的形式来替代传统 `if-else` 结构,称为条件表达式或三元运算符。语法如下: ```python x = first_value if condition else second_value ``` 此结构会在满足条件时返回第一个值,否则返回第二个值。例如: ```python max_val = a if a > b else b ``` 这段代码通过单行实现了两数的最大值比较[^1]。 #### 3. 特殊运算符 特殊运算符主要用于更复杂的逻辑判断或数据操作。 - **身份运算符 (`is`, `is not`)** 这些运算符用于验证两个对象是否指向同一个内存位置,而非仅仅比较它们的内容相等性。例如: ```python a = [1, 2, 3] b = a print(a is b) # 输出 True ``` - **成员运算符 (`in`, `not in`)** 成员运算符用于检测某项是否存在特定序列中,适用于列表、字符串、集合等多种容器类型。例如: ```python letters = 'abcde' print('a' in letters) # 输出 True ``` #### 4. 运算符优先级 当一个表达式包含多个不同类型的运算符时,Python 将依据预设的优先级规则依次解析执行。通常情况下,括号内的子表达式拥有最高优先权;而诸如 lambda 表达式则处于较低层次。 #### 5. 运算符重载 Python 允许开发者针对自定义类重新定义标准运算符的行为,这一过程被称为运算符重载[^2]。例如,可以通过实现特殊的魔术方法(magic methods)使自己的对象支持加减乘除或其他常见操作。下面展示了一个简单例子——向量类支持加法运算: ```python class Vector: def __init__(self, components): self.components = components def __add__(self, other): new_components = [] for i in range(len(self.components)): new_components.append(self.components[i] + other.components[i]) return Vector(new_components) v1 = Vector([1, 2, 3]) v2 = Vector([4, 5, 6]) result = v1 + v2 print(result.components) # 输出 [5, 7, 9] ``` 在此案例中,我们通过覆盖 `__add__()` 方法赋予了矢量实例间 "+" 符号的新含义。 ---
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