Python3 运算符
什么是运算符？
本章节主要说明 Python 的运算符。
举个简单的例子:
4 + 5 = 9
例子中，4 和 5 被称为操作数，+ 称为运算符。
Python 语言支持以下类型的运算符:
接下来让我们一个个来学习Python的运算符。
Python算术运算符
以下假设变量a为10，变量b为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 - 向下取接近商的整数 | >>> 9//2 4 >>> -9//2 -5 |
以下实例演示了Python所有算术运算符的操作：
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 a = 21b = 10c = 0 c = a + bprint ("1 - c 的值为：", c) c = a - bprint ("2 - c 的值为：", c) c = a * bprint ("3 - c 的值为：", c) c = a / bprint ("4 - c 的值为：", c) c = a % bprint ("5 - c 的值为：", c) # 修改变量 a 、b 、ca = 2b = 3c = a**b print ("6 - c 的值为：", c) a = 10b = 5c = a//b print ("7 - c 的值为：", c)
以上实例输出结果：
1 - c 的值为： 31 2 - c 的值为： 11 3 - c 的值为： 210 4 - c 的值为： 2.1 5 - c 的值为： 1 6 - c 的值为： 8 7 - c 的值为： 2
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。 |
以下实例演示了Python所有比较运算符的操作：
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 a = 21b = 10c = 0 if ( a == b ): print ("1 - a 等于 b")else: print ("1 - a 不等于 b") if ( a != b ): print ("2 - a 不等于 b")else: print ("2 - a 等于 b") if ( a < b ): print ("3 - a 小于 b")else: print ("3 - a 大于等于 b") if ( a > b ): print ("4 - a 大于 b")else: print ("4 - a 小于等于 b") # 修改变量 a 和 b 的值a = 5b = 20if ( a <= b ): print ("5 - a 小于等于 b")else: print ("5 - a 大于 b") if ( b >= a ): print ("6 - b 大于等于 a")else: print ("6 - b 小于 a")
以上实例输出结果：
1 - a 不等于 b 2 - a 不等于 b 3 - a 大于等于 b 4 - a 大于 b 5 - a 小于等于 b 6 - b 大于等于 a
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，可在表达式内部为变量赋值。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)") |
以下实例演示了Python所有赋值运算符的操作：
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 a = 21b = 10c = 0 c = a + bprint ("1 - c 的值为：", c) c += aprint ("2 - c 的值为：", c) c *= aprint ("3 - c 的值为：", c) c /= a print ("4 - c 的值为：", c) c = 2c %= aprint ("5 - c 的值为：", c) c **= aprint ("6 - c 的值为：", c) c //= aprint ("7 - c 的值为：", c)
以上实例输出结果：
1 - c 的值为： 31 2 - c 的值为： 52 3 - c 的值为： 1092 4 - c 的值为： 52.0 5 - c 的值为： 2 6 - c 的值为： 2097152 7 - c 的值为： 99864
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 ----------------- a&b = 0000 1100 a|b = 0011 1101 a^b = 0011 0001 ~a = 1100 0011
| 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：
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 a = 60 # 60 = 0011 1100 b = 13 # 13 = 0000 1101 c = 0 c = a & b # 12 = 0000 1100print ("1 - c 的值为：", c) c = a | b # 61 = 0011 1101 print ("2 - c 的值为：", c) c = a ^ b # 49 = 0011 0001print ("3 - c 的值为：", c) c = ~a # -61 = 1100 0011print ("4 - c 的值为：", c) c = a << 2 # 240 = 1111 0000print ("5 - c 的值为：", c) c = a >> 2 # 15 = 0000 1111print ("6 - c 的值为：", c)
以上实例输出结果：
1 - c 的值为： 12 2 - c 的值为： 61 3 - c 的值为： 49 4 - c 的值为： -61 5 - c 的值为： 240 6 - c 的值为： 15
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 |
以上实例输出结果：
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 a = 10b = 20 if ( a and b ): print ("1 - 变量 a 和 b 都为 true")else: print ("1 - 变量 a 和 b 有一个不为 true") if ( a or b ): print ("2 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")else: print ("2 - 变量 a 和 b 都不为 true") # 修改变量 a 的值a = 0if ( a and b ): print ("3 - 变量 a 和 b 都为 true")else: print ("3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true") if ( a or b ): print ("4 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")else: print ("4 - 变量 a 和 b 都不为 true") if not( a and b ): print ("5 - 变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false")else: print ("5 - 变量 a 和 b 都为 true")
以上实例输出结果：
1 - 变量 a 和 b 都为 true 2 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true 3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true 4 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true 5 - 变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false
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：
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 a = 10b = 20list = [1, 2, 3, 4, 5 ] if ( a in list ): print ("1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")else: print ("1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中") if ( b not in list ): print ("2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中")else: print ("2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中") # 修改变量 a 的值a = 2if ( a in list ): print ("3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")else: print ("3 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")
以上实例输出结果：
1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中 2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中 3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中
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(a) != id(b)。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：
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 a = 20b = 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 = 30if ( 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")
以上实例输出结果：
1 - a 和 b 有相同的标识 2 - a 和 b 有相同的标识 3 - a 和 b 没有相同的标识 4 - a 和 b 没有相同的标识
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 == aTrue>>> b = a[:]>>> b is aFalse>>> b == aTrue
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：
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| ** | 指数 (最高优先级) |
| ~ + - | 按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@) |
| * / % // | 乘，除，求余数和取整除 |
| + - | 加法减法 |
| >> << | 右移，左移运算符 |
| & | 位 'AND' |
| ^ | | 位运算符 |
| <= < > >= | 比较运算符 |
| == != | 等于运算符 |
| = %= /= //= -= += *= **= | 赋值运算符 |
| is is not | 身份运算符 |
| in not in | 成员运算符 |
| not and or | 逻辑运算符 |
以下实例演示了Python所有运算符优先级的操作：
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 a = 20b = 10c = 15d = 5e = 0 e = (a + b) * c / d #( 30 * 15 ) / 5print ("(a + b) * c / d 运算结果为：", e) e = ((a + b) * c) / d # (30 * 15 ) / 5print ("((a + b) * c) / d 运算结果为：", e) e = (a + b) * (c / d) # (30) * (15/5)print ("(a + b) * (c / d) 运算结果为：", e) e = a + (b * c) / d # 20 + (150/5)print ("a + (b * c) / d 运算结果为：", e)
以上实例输出结果：
(a + b) * c / d 运算结果为： 90.0 ((a + b) * c) / d 运算结果为： 90.0 (a + b) * (c / d) 运算结果为： 90.0 a + (b * c) / d 运算结果为： 50.0
and 拥有更高优先级:
实例
x = Truey = Falsez = False if x or y and z: print("yes")else: print("no")
以上实例输出结果：
yes
注意：Pyhton3 已不支持 <> 运算符，可以使用 != 代替，如果你一定要使用这种比较运算符，可以使用以下的方式：>>> from __future__ import barry_as_FLUFL >>> 1 <> 2 True
Python3 数字(Number)
Python 数字数据类型用于存储数值。
数据类型是不允许改变的,这就意味着如果改变数字数据类型的值，将重新分配内存空间。
以下实例在变量赋值时 Number 对象将被创建：
var1 = 1 var2 = 10
您也可以使用del语句删除一些数字对象的引用。
del语句的语法是：
del var1[,var2[,var3[....,varN]]]
您可以通过使用del语句删除单个或多个对象的引用，例如：
del var del var_a, var_b
Python 支持三种不同的数值类型：
整型(Int) - 通常被称为是整型或整数，是正或负整数，不带小数点。Python3 整型是没有限制大小的，可以当作 Long 类型使用，所以 Python3 没有 Python2 的 Long 类型。
浮点型(float) - 浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示（2.5e2 = 2.5 x 102 = 250）
复数( (complex)) - 复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型。
我们可以使用十六进制和八进制来代表整数：
>>> number = 0xA0F # 十六进制 >>> number 2575 >>> number=0o37 # 八进制 >>> number 31
| int | float | complex |
|---|---|---|
| 10 | 0.0 | 3.14j |
| 100 | 15.20 | 45.j |
| -786 | -21.9 | 9.322e-36j |
| 080 | 32.3e+18 | .876j |
| -0490 | -90. | -.6545+0J |
| -0x260 | -32.54e100 | 3e+26J |
| 0x69 | 70.2E-12 | 4.53e-7j |
Python支持复数，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型。
Python 数字类型转换
有时候，我们需要对数据内置的类型进行转换，数据类型的转换，你只需要将数据类型作为函数名即可。
int(x) 将x转换为一个整数。
float(x) 将x转换到一个浮点数。
complex(x) 将x转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 0。
complex(x, y) 将 x 和 y 转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 y。x 和 y 是数字表达式。
以下实例将浮点数变量 a 转换为整数：
>>> a = 1.0 >>> int(a) 1
Python 数字运算
Python 解释器可以作为一个简单的计算器，您可以在解释器里输入一个表达式，它将输出表达式的值。
表达式的语法很直白： +, -, * 和 /, 和其它语言（如Pascal或C）里一样。例如：
>>> 2 + 2 4 >>> 50 - 5*6 20 >>> (50 - 5*6) / 4 5.0 >>> 8 / 5 # 总是返回一个浮点数 1.6
注意：在不同的机器上浮点运算的结果可能会不一样。
在整数除法中，除法 / 总是返回一个浮点数，如果只想得到整数的结果，丢弃可能的分数部分，可以使用运算符 // ：
>>> 17 / 3 # 整数除法返回浮点型 5.666666666666667 >>> >>> 17 // 3 # 整数除法返回向下取整后的结果 5 >>> 17 % 3 # ％操作符返回除法的余数 2 >>> 5 * 3 + 2 17
注意：// 得到的并不一定是整数类型的数，它与分母分子的数据类型有关系。
>>> 7//2 3 >>> 7.0//2 3.0 >>> 7//2.0 3.0 >>>
等号 = 用于给变量赋值。赋值之后，除了下一个提示符，解释器不会显示任何结果。
>>> width = 20 >>> height = 5*9 >>> width * height 900
Python 可以使用 ** 操作来进行幂运算：
>>> 5 ** 2 # 5 的平方 25 >>> 2 ** 7 # 2的7次方 128
变量在使用前必须先"定义"（即赋予变量一个值），否则会出现错误：
>>> n # 尝试访问一个未定义的变量 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'n' is not defined
不同类型的数混合运算时会将整数转换为浮点数：
>>> 3 * 3.75 / 1.5 7.5 >>> 7.0 / 2 3.5
在交互模式中，最后被输出的表达式结果被赋值给变量 _ 。例如：
>>> tax = 12.5 / 100 >>> price = 100.50 >>> price * tax 12.5625 >>> price + _ 113.0625 >>> round(_, 2) 113.06
此处， _ 变量应被用户视为只读变量。
数学函数
| 函数 | 返回值 ( 描述 ) |
|---|---|
| abs(x) | 返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10 |
| ceil(x) | 返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5 |
cmp(x, y) | 如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1。 Python 3 已废弃，使用 (x>y)-(x<y) 替换。 |
| exp(x) | 返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045 |
| fabs(x) | 返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0 |
| floor(x) | 返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4 |
| log(x) | 如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0 |
| log10(x) | 返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0 |
| max(x1, x2,...) | 返回给定参数的最大值，参数可以为序列。 |
| min(x1, x2,...) | 返回给定参数的最小值，参数可以为序列。 |
| modf(x) | 返回x的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示。 |
| pow(x, y) | x**y 运算后的值。 |
| round(x [,n]) | 返回浮点数 x 的四舍五入值，如给出 n 值，则代表舍入到小数点后的位数。 其实准确的说是保留值将保留到离上一位更近的一端。 |
| sqrt(x) | 返回数字x的平方根。 |
随机数函数
随机数可以用于数学，游戏，安全等领域中，还经常被嵌入到算法中，用以提高算法效率，并提高程序的安全性。
Python包含以下常用随机数函数：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| choice(seq) | 从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。 |
| randrange ([start,] stop [,step]) | 从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数默认值为 1 |
| random() | 随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内。 |
| seed([x]) | 改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理，你不必特别去设定seed，Python会帮你选择seed。 |
| shuffle(lst) | 将序列的所有元素随机排序 |
| uniform(x, y) | 随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内。 |
三角函数
Python包括以下三角函数：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| acos(x) | 返回x的反余弦弧度值。 |
| asin(x) | 返回x的反正弦弧度值。 |
| atan(x) | 返回x的反正切弧度值。 |
| atan2(y, x) | 返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值。 |
| cos(x) | 返回x的弧度的余弦值。 |
| hypot(x, y) | 返回欧几里德范数 sqrt(x*x + y*y)。 |
| sin(x) | 返回的x弧度的正弦值。 |
| tan(x) | 返回x弧度的正切值。 |
| degrees(x) | 将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0 |
| radians(x) | 将角度转换为弧度 |
数学常量
| 常量 | 描述 |
|---|---|
| pi | 数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示） |
| e | 数学常量 e，e即自然常数（自然常数）。 |
