Python3 005-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:

• 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。

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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 - 返回商的整数部分	9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0

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 = 21 b = 10 c = 0 c = a + b print ( " 1 - c 的值为： " , c ) c = a - b print ( " 2 - c 的值为： " , c ) c = a * b print ( " 3 - c 的值为： " , c ) c = a / b print ( " 4 - c 的值为： " , c ) c = a % b print ( " 5 - c 的值为： " , c ) # 修改变量 a 、b 、c a = 2 b = 3 c = a ** b print ( " 6 - c 的值为： " , c ) a = 10 b = 5 c = 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

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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 = 21 b = 10 c = 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 = 5 ; b = 20 ; if ( 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

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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

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

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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 1100 print ( " 1 - c 的值为： " , c ) c = a | b ; # 61 = 0011 1101 print ( " 2 - c 的值为： " , c ) c = a ^ b ; # 49 = 0011 0001 print ( " 3 - c 的值为： " , c ) c = ~ a ; # -61 = 1100 0011 print ( " 4 - c 的值为： " , c ) c = a << 2 ; # 240 = 1111 0000 print ( " 5 - c 的值为： " , c ) c = a >> 2 ; # 15 = 0000 1111 print ( " 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

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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 False，否则它返回 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 = 10 b = 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 = 0 if ( 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

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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 = 10 b = 20 list = [ 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 = 2 if ( 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

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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 = 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 " )

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 == a True >>> b = a [ : ] >>> b is a False >>> b == a True

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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，取模和取整除
+ -	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 or and	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 = 20 b = 10 c = 15 d = 5 e = 0 e = ( a + b ) * c / d #( 30 * 15 ) / 5 print ( " (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 ) ; # (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

1. 开始不理解这段：

   以下假设变量 a 为 10, b为 20:and x and y 布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 False，否则它返回 y 的计算值。 (a and b) 返回 20。

   百度之后得到结论：

   python 中的 and 从左到右计算表达式，若所有值均为真，则返回最后一个值，若存在假，返回第一个假值；

   or 也是从左到有计算表达式，返回第一个为真的值；

   其中数字 0 是假，其他都是真；

   字符 "" 是假，其他都是真；

   
   
2. 一开始输入了

   a = 00111100

   这么个赋值语句被提示了错误，于是去搜了下相关的博客得知 python 中数字有以下的表示方式：

   2 进制是以 0b 开头的: 例如: 0b11 则表示十进制的 3

   8 进制是以 0o 开头的: 例如: 0o11 则表示十进制的 9

   16 进制是以 0x 开头的: 例如: 0x11 则表示十进制的 17

   但是在测试的时候又遇到了个问题，那就是输出来的被自动转化成了十进制：

   >>> a=0b111100
   >>> a
   60

   于是又去找了怎么输出二进制，得到了以下内容：

   分别使用 bin，oct，hex 可输出数字的二进制，八进制，十六进制形式，例如：

   >>> a=0b111100
   >>> a=60
   >>> bin(a)
   '0b111100'
   >>> oct(a)
   '0o74'
   >>> hex(a)
   '0x3c'

   疑问解决!

3. 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。

   is not与!=区别于上述一致，一个比较的是引用对象，另一个比较的是两者的值。

   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")
    
   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")

   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

4.  参考地址

   刚开始学 python，当想要自增运算的时候很自然的 a++，结果发现编译器是不认识 ++ 的，于是去网上搜了一下，结果发现一篇老外的问答很精彩，涉及到了 python 这个语言的设计原理。

   问题无外乎就是 python 没有自增运算符，自增操作是如何实现的。

   回答中有人介绍了关于自增操作，python 不使用 ++ 的哲学逻辑：编译解析上的简洁与语言本身的简洁，就不具体翻译了。

   后面还有老外回答并附带了一个例子非常的精彩，指出了 python 与 c 语言概念上的一些差异，语言描述的可能未必准确，直接上例子：

   >>> b = 5  
   >>> a = 5  
   >>> id(a)  
   162334512  
   >>> id(b)  
   162334512  
   >>> a is b  
   True  

   可以看出， python 中，变量是以内容为基准而不是像 c 中以变量名为基准，所以只要你的数字内容是5，不管你起什么名字，这个变量的 ID 是相同的，同时也就说明了 python 中一个变量可以以多个名称访问。

   这样的设计逻辑决定了 python 中数字类型的值是不可变的，因为如果如上例，a 和 b 都是 5，当你改变了 a 时，b 也会跟着变，这当然不是我们希望的。

   因此，正确的自增操作应该 a = a + 1 或者 a += 1，当此 a 自增后，通过 id() 观察可知，id 值变化了，即 a 已经是新值的名称。

5. 纠正一下楼上的一些观点

   楼上的同学所说的在脚本式编程环境中没有问题。但是在交互式环境中，编译器会有一个小整数池的概念，会把（-5，256）间的数预先创建好，而当a和b超过这个范围的时候，两个变量就会指向不同的对象了，因此地址也会不一样，比如下例：

   >>> a=1000
   >>> b=1000
   >>> id(a);id(b)
   2236612366224
   2236617350384
   >>>

   
   

6. 位运算，是自己平时最不熟悉的一块，相信很多人也是这样，但巧妙的运用位运算可以来解决很多题目，例如，剑指offer上面的一道：

   输入一个整数，输出该数二进制表示中1的个数。其中负数用补码表示。

   # -*- coding:utf-8 -*-
   
   class Solution:
       def NumberOf1(self, n):
           # write code here
           cnt = 0
           if n<0:
               n = n & 0xffffffff
           while n:
               cnt+=1
               n = (n-1) & n
           return cnt

   通过按位与，巧妙的计算出二进制中"1"的个数。

7. is 和 ==

   is 判断两个变量是否是引用同一个内存地址。

   == 判断两个变量是否相等。

   如果不用 a = b 赋值，int 型时，在数值为 -5~256（64位系统）时，两个变量引用的是同一个内存地址，其他的数值就不是同一个内存地址了。

   也就是，a b 在 -5~256（64位系统）时：

   a = 100
   b = 100
   a is b # 返回 True

   其他类型如列表、元祖、字典让 a、b 分别赋值一样的时：

   a is b  # 返回False