Python 运算符 · ZetCode 中文系列教程

# Python 运算符 > 原文： [http://zetcode.com/lang/python/operators/](http://zetcode.com/lang/python/operators/) 在 Python 编程教程的这一部分中，我们介绍了 Python 运算符。运算符是特殊符号，表示已执行某个过程。编程语言的运算符来自数学。应用处理数据。运算符用于处理数据。在 Python 中，我们有几种类型的运算符： * 算术运算符 * 布尔运算符 * 关系运算符 * 按位运算符一个运算符可以有一个或两个操作数。操作数是运算符的输入（参数）之一。仅使用一个操作数的那些运算符称为一元运算符。那些使用两个操作数的对象称为二进制运算符。 +和-可以是加减运算符，也可以是一元符号运算符。这取决于实际情况。 ```py >>> 2 2 >>> +2 2 >>> ``` 加号可以用来表示我们有一个正数。但是它通常不被使用。减号更改值的符号。 ```py >>> a = 1 >>> -a -1 >>> -(-a) 1 ``` 乘法和加法运算符是二进制运算符的示例。它们与两个操作数一起使用。 ```py >>> 3 * 3 9 >>> 3 + 3 6 ``` ## Python 赋值运算符赋值运算符`=`将值赋给变量。在数学中，`=`运算符具有不同的含义。在等式中，`=`运算符是一个相等运算符。等式的左侧等于右侧。 ```py >>> x = 1 >>> x 1 ``` 在这里，我们为`x`变量分配一个数字。 ```py >>> x = x + 1 >>> x 2 ``` 先前的表达式在数学上没有意义。但这在编程中是合法的。该表达式意味着我们向`x`变量加 1。右边等于 2，并且 2 分配给`x`。 ```py >>> a = b = c = 4 >>> print(a, b, c) 4 4 4 ``` 可以为多个变量分配一个值。 ```py >>> 3 = y File "<stdin>", line 1 SyntaxError: can't assign to literal ``` 此代码示例导致语法错误。我们无法为字面值分配值。 ## Python 算术运算符下表是 Python 编程语言中的算术运算符表。 | 符号 | 名称 | | --- | --- | | `+` | 加成 | | `-` | 减法 | | `*` | 乘法 | | `/` | 除法 | | `//` | 整数除法 | | `%` | 模数 | | `**` | 乘方 | 以下示例显示了算术运算。 `arithmetic.py` ```py #!/usr/bin/env python # arithmetic.py a = 10 b = 11 c = 12 add = a + b + c sub = c - a mult = a * b div = c / 3 power = a ** 2 print(add, sub, mult, div) print(power) ``` 所有这些都是数学上已知的运算符。 ```py $ ./arithmetic.py 33 2 110 4.0 100 ``` 共有三位运算符负责部门划分。 `division.py` ```py #!/usr/bin/env python # division.py print(9 / 3) print(9 / 4) print(9 // 4) print(9 % 4) ``` 该示例演示了除法运算符。 ```py print(9 / 4) ``` 结果为 2.25。在 Python 2.x 中，`/`运算符是整数除法运算符。这在 Python 3 中已更改。在 Python 3 中，`/`运算符返回一个十进制数。 ```py print(9 // 4) ``` `//`运算符是 Python 3 中的整数运算符。 ```py print(9 % 4) ``` `%`运算符称为模运算符。它找到一个数除以另一个的余数。 `9 % 4`，9 模 4 为 1，因为 4 两次进入 9 且余数为 1。 ```py $ ./division.py 3.0 2.25 2 1 ``` ```py >>> 'return' + 'of' + 'the' + 'king' 'returnoftheking' ``` 加法运算符还可用于连接字符串。 ```py >>> 3 + ' apples' Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str' ``` 我们不能添加整数和字符串。这导致`TypeError`。 ```py >>> str(3) + ' apples' '3 apples' ``` 为了使示例生效，必须使用`str()`函数将数字转换为字符串。另一方面，乘法运算符可以与字符串和数字一起使用。 ```py >>> 'dollar ' * 5 'dollar dollar dollar dollar dollar ' ``` ## Python 布尔运算符在 Python 中，我们具有`and`，`or`和`not`布尔运算符。使用布尔运算符，我们可以执行逻辑运算。这些最常与`if`和`while`关键字一起使用。 `andop.py` ```py #!/usr/bin/env python # andop.py print(True and True) print(True and False) print(False and True) print(False and False) ``` 此示例显示了逻辑和运算符。仅当两个操作数均为`True`时，逻辑和运算符才对`True`求值。 ```py $ ./andop.py True False False False ``` 如果两个操作数中的任何一个为`True`，则逻辑或运算符求值为`True`。 `orop.py` ```py #!/usr/bin/env python # orop.py print(True or True) print(True or False) print(False or True) print(False or False) ``` 如果运算符的一方为`True`，则操作的结果为`True`。 ```py $ ./orop.py True True True False ``` 否定运算符`not`使`True` `False`和`False` `True`。 `negation.py` ```py #!/usr/bin/env python # negation.py print(not False) print(not True) print(not ( 4 < 3 )) ``` 该示例显示了`not`运算符的作用。 ```py $ ./negation.py True False True ``` 并且，或者对短路进行了求值。短路求值意味着仅当第一个参数不足以确定表达式的值时，才求值第二个参数：当和的第一个参数求值为`false`时，总值必须为`false`；当或的第一个参数为`true`时，总值必须为`true`。以下示例演示了简短的短路求值。 `short_circuit.py` ```py #!/usr/bin/env python # short_circuit.py x = 10 y = 0 if (y != 0 and x/y < 100): print("a small value") ``` 表达式的第一部分计算为`False`。表达式的第二部分不计算。否则，我们将得到`ZeroDivisionError`。 ## Python 关系运算符关系运算符用于比较值。这些运算符总是产生布尔值。 | 符号 | 含义 | | --- | --- | | `<` | 小于 | | `<=` | 小于或等于 | | `>` | 大于 | | `>=` | 大于或等于 | | `==` | 等于 | | `!=` | 不等于 | | `is` | 对象身份 | | `is not` | 否定对象身份 | 上表显示了 Python 关系运算符。 ```py >>> 3 < 4 True >>> 4 == 3 False >>> 4 >= 3 True ``` 如前所述，关系运算符返回布尔值：`True`或`False`。注意，关系运算符不限于数字。我们也可以将它们用于其他对象。尽管它们可能并不总是有意义的。 ```py >>> "six" == "six" True >>> 'a' < 'b' True ``` 我们也可以比较字符串对象。 ```py >>> 'a' < 'b' ``` 这里到底发生了什么？计算机不知道字符或字符串。对于他们来说，一切都只是数字。字符是存储在特定表中的特殊数字，例如 ASCII。 ```py >>> 'a' > 6 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: unorderable types: str() > int() ``` 在不同的数据类型上不能使用关系运算符。该代码导致一个`TypeError`。 `compare.py` ```py #!/usr/bin/env python # compare.py print('a' < 'b') print("a is:", ord('a')) print("b is:", ord('b')) ``` 在内部，a 和 b 字符是数字。因此，当我们比较两个字符时，我们将比较它们的存储数字。内置的`ord()`函数返回单个字符的 ASCII 值。 ```py $ ./compare.py True a is: 97 b is: 98 ``` 实际上，我们比较两个数字：97 和 98。 ```py >>> "ab" > "aa" True ``` 假设我们有一个包含更多字符的字符串。如果前几个字符相等，我们将比较下一个字符。在我们的情况下，第二个位置的`b`字符的值比`a`字符大。这就是为什么`"ab"`字符串大于`"aa"`字符串的原因。当然，以这种方式比较字符串没有多大意义。但这在技术上是可能的。 ## Python 对象身份运算符对象标识运算符`is`和`not is`检查其操作符是否是同一对象。 `object_identity.py` ```py #!/usr/bin/env python # object_identity.py print(None == None) print(None is None) print(True is True) print([] == []) print([] is []) print("Python" is "Python") ``` `==`运算符测试是否相等，而`is`运算符测试对象身份。我们是否在谈论同一对象。请注意，更多变量可能引用同一对象。 ```py $ ./object_identity.py True True True True False True ``` 输出可能会让您感到惊讶。在 Python 语言中，只有一个`None`和一个`True`对象。这就是`True`相等且与`True`相同的原因。无论如何，那里只有一个真理。空列表`[]`等于另一个空列表`[]`。但是它们并不相同。 Python 已将它们放入两个不同的内存位置。它们是两个不同的对象。因此，`is`运算符返回`False`。另一方面，`"Python"`是`"Python"`返回`True`。这是由于优化：如果两个字符串字面值相等，则将它们放置在相同的内存位置。由于字符串是不可变的实体，因此不会造成任何伤害。 ## Python 成员运算符成员运算符`in`和`not in`测试序列中的成员性，例如字符串，列表或元组。 `membership.py` ```py #!/usr/bin/env python # membership.py items = ("coin", "book", "pencil", "spoon", "paper") if "coin" in items: print("There is a coin in the tuple") else: print("There is no coin in the tuple") if "bowl" not in items: print("There is no bowl in the tuple") else: print("There is a bowl in the tuple") ``` 通过成员运算符，我们可以测试元组中是否存在某个项目。 ```py if "coin" in items: ``` 使用`in`运算符，我们检查`items`元组中是否存在`"coin"`。 ```py if "bowl" not in items: ``` 使用`not in`运算符，我们检查`items`元组中是否不存在`"bowl"`。 ```py $ ./membership.py There is a coin in the tuple There is no bowl in the tuple ``` 这是示例的输出。 ## Python 三元运算符三元运算符是一个简单的条件分配语句。 ```py exp1 if condition else exp2 ``` 如果条件为`true`，则对`exp1`求值并返回结果。如果条件为假，则求值`exp2`并返回其结果。 `ternary.py` ```py #!/usr/bin/env python # ternary.py age = 31 adult = True if age >= 18 else False print("Adult: {0}".format(adult)) ``` 在许多国家，成年取决于您的年龄。如果您的年龄超过特定年龄，则您已经成年。对于三元运算符，这是一种情况。 ```py adult = True if age >= 18 else False ``` 首先求值条件。如果年龄大于或等于 18，则返回`True`。如果不是，则返回`else`关键字后面的值。然后，将返回的值分配给`adult`变量。 ```py $ ./ternary.py Adult: True ``` 31 岁的成年人是成年人。 ## Python 按位运算符小数对人类是自然的。二进制数是计算机固有的。二进制，八进制，十进制或十六进制符号仅是相同数字的符号。按位运算符使用二进制数的位。我们有二进制逻辑运算符和移位运算符。在 Python 等高级语言中很少使用按位运算符。 | 符号 | 含义 | | --- | --- | | `~` | 按位取反 | | `^` | 按位异或 | | `&` | 按位与 | | <code>|</code> | 按位或 | | `<<` | 左移 | | `>>` | 右移 | 按位取反运算符分别将 1 更改为 0，将 0 更改为 1。 ```py >>> ~7 -8 >>> ~-8 7 ``` 运算符恢复数字 7 的所有位。这些位之一还确定数字是否为负。如果我们再一次对所有位取反，我们将再次得到 7。按位，运算符在两个数字之间进行逐位比较。仅当操作数中的两个对应位均为 1 时，位位置的结果才为 1。 ```py 00110 & 00011 = 00010 ``` 第一个数字是二进制表示法 6，第二个数字是 3，最终结果是 2。 ```py >>> 6 & 3 2 >>> 3 & 6 2 ``` 按位或运算符在两个数字之间进行逐位比较。如果操作数中的任何对应位为 1，则位位置的结果为 1。 ```py 00110 | 00011 = 00111 ``` 结果为`00110`或十进制 7。 ```py >>> 6 | 3 7 ``` 按位互斥或运算符在两个数字之间进行逐位比较。如果操作数中对应位中的一个或另一个（但不是全部）为 1，则位位置的结果为 1。 ```py 00110 ^ 00011 = 00101 ``` 结果为`00101`或十进制 5。 ```py >>> 6 ^ 3 5 ``` 如前所述，Python 和其他高级语言很少使用按位运算符。但是，在某些情况下会使用它们。一个示例是掩码。掩码是特定的位模式。它确定是否设置了某些属性。让我们举一个 GUI 编程的例子。 `bitwise_or.py` ```py #!/usr/bin/env python # bitwise_or.py import wx app = wx.App() window = wx.Frame(None, style=wx.MAXIMIZE_BOX | wx.RESIZE_BORDER | wx.SYSTEM_MENU | wx.CAPTION | wx.CLOSE_BOX) window.Show(True) app.MainLoop() ``` 这是 wxPython 代码的一个小示例。 `wx.MAXIMIZE_BOX`，`wx.RESIZE_BORDER`，`wx.SYSTEM_MENU`，`wx.CAPTION`和`wx.CLOSE_BOX`是常数。按位或运算符将所有这些常数添加到掩码中。在我们的例子中，所有这些属性都是使用按位或运算符设置的，并应用于`wx.Frame`小部件。最后，我们还有按位移位运算符。按位移位运算符向右或向左移位。 ```py number << n : multiply number 2 to the nth power number >> n : divide number by 2 to the nth power ``` 这些运算符也称为算术移位。 ```py 00110 >> 00001 = 00011 ``` 我们将数字 6 的每个位向右移动。等于将 6 除以 2。结果为`00011`或十进制 3。 ```py >>> 6 >> 1 3 ``` ```py 00110 << 00001 = 01100 ``` 我们将数字 6 的每个位向左移动。等于将数字 6 乘以 2。结果为`01100`或十进制 12。 ```py >>> 6 << 1 12 ``` ## Python 复合赋值运算符复合赋值运算符由两个运算符组成。他们是速记员。 ```py >>> i = 1 >>> i = i + 1 >>> i 2 >>> i += 1 >>> i 3 ``` `+=`复合运算符是这些速记运算符之一。其他复合运算符是： ```py -= *= /= //= %= **= &= |= ^= >>= <<= ``` ## Python 运算符优先级运算符优先级告诉我们首先求值哪个运算符。优先级对于避免表达式中的歧义是必要的。以下表达式 28 或 40 的结果是什么？ ```py 3 + 5 * 5 ``` 像数学中一样，乘法运算符的优先级高于加法运算符。结果是 28。 ```py (3 + 5) * 5 ``` 要更改求值顺序，可以使用方括号。方括号内的表达式始终首先被求值。以下列表显示了 Python 中的运算符优先级。 ```py unary + - ~ ** * / % + - >> << & ^ | < <= == >= > != is not and or ``` 同一行上的运算符具有相同的优先级。优先级从低到高。 `precedence.py` ```py #!/usr/bin/env python # precedence.py print(3 + 5 * 5) print((3 + 5) * 5) print(2 ** 3 * 5) print(not True or True) print(not (True or True)) ``` 在此代码示例中，我们显示一些常见的表达式。每个表达式的结果取决于优先级。 ```py print(2 ** 3 * 5) ``` 幂运算符的优先级高于乘法运算符。首先，对`2 ** 3`求值，返回 8。然后将结果乘以 5，结果为 40。 ```py print(not True or True) ``` 在这种情况下，`not`运算符具有更高的优先级。首先，将第一个`True`值取反为`False`，然后`or`运算符组合`False`和`True`，最后得到`True`。 ```py $ ./precedence.py 28 40 40 True False ``` 关系运算符的优先级高于逻辑运算符。 `positive.py` ```py #!/usr/bin/env python # positive.py a = 1 b = 2 if (a > 0 and b > 0): print("a and b are positive integers") ``` `and`运算符等待两个布尔值。如果其中一个操作数不是布尔值，则会出现语法错误。在 Python 中，关系运算符在逻辑与之前进行求值。 ```py $ ./positive.py a and b are positive integers ``` ## Python 关联规则有时，优先级不能令人满意地确定表达式的结果。还有另一个规则称为关联性。运算符的关联性确定优先级与相同的运算符的求值顺序。 ```py 9 / 3 * 3 ``` 此表达式的结果是 9 还是 1？乘法，删除和模运算符从左到右关联。因此，该表达式的计算方式为：`(9 / 3) * 3`，结果为 9。算术，布尔，关系和按位运算符都是从左到右关联的。另一方面，赋值运算符是正确关联的。 ```py >>> a = b = c = d = 0 >>> a, b, c, d (0, 0, 0, 0) ``` 如果关联从左到右，则以前的表达式将不可能。复合赋值运算符从右到左关联。 ```py >>> j = 0 >>> j *= 3 + 1 >>> j 0 ``` 您可能期望结果为 1。但是实际结果为 0。由于有关联性。首先求值右边的表达式，然后应用复合赋值运算符。在本章中，我们讨论了 Python 中的运算符。