# 运算符和表达式 你编写的大多数语句（逻辑行）都包含**表达式**。表达式的一个简单例子是`2+3`。一个表达式可分解成运算符和操作对象。 **运算符**的功能是做一些事，通过符号（如`+`）或特定的关键字表示。运算符需要一些数据来操作，这些数据被你作**操作数**（操作对象）。在这个例子中`2`和`3`是操作数。 ## 运算符 我们将简单地看一下运算符和它的用法： 注意，您可以使用交互式解释器计算例子中给出的表达式。例如，为了测试表达式`2 + 3`，使用交互式Python解释器提示符: ```python >>> 2 + 3 5 >>> 3 * 5 15 >>> ``` 以下是一些运算符的简介： - `+` (加号) - 两个对象相加 - `3 + 5` 得 `8`， `'a' + 'b'` 得 `'ab'`。 - `-` (减号) - 给出一个数减去另一数的差；如果缺少第一个操作数，它默认为是0。 - `-5.2` 得到一个负数，`50 - 24` 得 `26`. - `*` (乘法) - 给出两个数的乘积或返回重复多次的字符串。 - `2 * 3` 得 `6`. `'la' * 3` 得到 `'lalala'`. - `**` (幂) - 返回x的y次幂 - `3 ** 4` 得 `81` (也就是`3 * 3 * 3 * 3`) - `/` (除法) - x除以y - `13 / 3` 得`4.3333333333333333`. - `//` (整除) - 返回x除以y所得到的最大的整数商。注意如果其中一个参数是浮点数，那么结果也是浮点数。 - `13 // 3` 得 `4` - `-13 // 3` 得 `-5` - `9//1.81` 得 `4.0` - `%` (取模) - 返回除法的余数 - `13 % 3` 得 `1`. `-25.5 % 2.25` 得 `1.5`. - `<<` (向左移位) - 数字向左移动指定位数。(在内存中每个数字由比特或二进制数表示，例如：0和1）。 - `2 << 2` 得 `8`. `2` 用二进制表示为`10`。 - 左移两位得到`1000`，它表示数字`8`。 - `>>` (向右移位) - 数字向右移动指定位数。 - `11 >> 1` 得 `5`. - `11` 用二进制表示为`1011`，向右移动1位后得到二进制`101`，表示数字`5`。 - `&` (按位与) - 数字的按位与 - `5 & 3`得 `1`。 - `|` (按位或) - 数字的按位或 - `5 | 3`得 `7`。 - `^` (按位异或) - 数字的按位异或 - `5 ^ 3` 得 `6`。 - `~` (按位求反) - x的位求反结果为-(x+1) - `~5` 得 `-6`。详见 [http://stackoverflow.com/a/11810203]() - `<` (小于) - 返回x是否小于y。所有的比较运算符返回`True`或`False`。注意这些名字的大小写。 - `5 < 3` 返回 `False` 而 `3 < 5` 返回 `True`. - 比较运算符可以任意连接：`3 < 5 < 7` 返回 `True`. - `>` (大于) - 返回x是否大于y - `5 > 3` 返回 `True`。如果操作对象都是数字，它们首先转换为普通类型，否则，将返回`False`。 - `<=` (小于等于) - 返回x是否小于等于y - `x = 3; y = 6; x <= y` 返回 `True`. - `>=` (大于等于) - 返回x是否大于等于y - `x = 4; y = 3; x >= y` 返回 `True`。 - `==` (等于) - 比较操作对象是否相等 - `x = 2; y = 2; x == y` 返回 `True`. - `x = 'str'; y = 'stR'; x == y` 返回 `False`. - `x = 'str'; y = 'str'; x == y` 返回 `True`. - `!=` (不等于) - 比较操作对象是否不相等 - `x = 2; y = 3; x != y` 返回 `True`. - `not` (逻辑非) - 如果 x 是 `True`,它返回 `False`。如果 x 是 `False`，它返回 `True`。 - `x = True; not x` 返回 False. - `and` (逻辑与) - 如果x是`False`, `x and y` 返回 `False`，否则它返回y的值。 - `x = False; y = True; x and y` 返回 `False`，因为 x 为假。在这种情况下，Python将不计算y，因为它知道`and`左边表达式是 `False` ，这意味着整个表达式将为 `False` ，而不论其它值为什么。这叫做计算捷径。 - `or` (逻辑或) - 如果 x 为 `True`, 它返回真，否则它返回y的值。 - `x = True; y = False; x or y` 返回 `True`。计算捷径这也适用。 ## 复合赋值运算符 我们经常会对一个变量进行数学运算，然后将操作的结果返回给最初的变量。这样的表达式可以使用一个更加简化的**复合赋值运算符**: ```python a = 2 a = a * 3 ``` 可以写成： ```python a = 2 a *= 3 ``` 注意：将 `var = var operation expression` 写成 `var operation= expression`。 ## 运算顺序 如果你有一个表达式如 `2 + 3 * 4`, 是先做加法还是先做乘法呢？我们的高中数学告诉我们，应该先做乘法。这意味着乘法运算符比加法运算符具有更高的优先级。 下表对 Python 中运算符的优先顺序进行了总结，从最低优先级（最后绑定）到最高优先级(最先绑定)。 意思是说，在给定的表达式中，Python将按照自下而上的顺序，首先计算表格下方的表达式。 下表取自[Python参考手册](https://docs.python.org/zh-cn/3/reference/expressions.html#evaluation-order)，放在这里是为了提供一个完整的文档。为了显式地指定优先级，更好的做法是使用圆括号组织运算符和操作数。这可使程序更加易读。详见下一节-改变运算顺序。 - `lambda` : Lambda表达式 - `if - else` : 条件表达式 - `or` : 逻辑或 - `and` : 逻辑与 - `not x` : 逻辑非 - `in, not in, is, is not, <, <=, >, >=, !=, ==` : 比较、成员检测、相等检测 - `|` : 按位或 - `^` : 按位异或 - `&` : 按位与 - `<<, >>` : 移位 - `+, -` : 加和减 - `*, /, //, %` : 乘法，除法，浮点除和余数 - `+x, -x, ~x` : 正，负，按位非 - `**` : 幂 - `x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute` : 索引，切片，函数调用，属性引用 - `(expressions...), [expressions...], {key: value...}, {expressions...}` : 显式绑定或元组，显式列表，显式字典，显式集合 我们没有遇到的运算符将在后面的章节解释。 上表中在同一行列出的操作符具有**相同的优先级**。例如，`+`和`-`具有相同的优先级。 ## 改变运算顺序 为使表达式更具可读性，我们可以使用圆括号。例如`2 + (3 * 4)` 肯定比需要知道运算符优先级的 `2 + 3 * 4` 更容易理解。与其他方面一样，应该合理使用括号不应该冗余(不要过分使用)，如`(2 + (3 * 4))`。 使用括号有一个额外的优势——它帮助我们更改运算顺序。例如，如果您想要在一个表达式中先计算加法再计算乘法，那么你可以这样写 `(2 + 3) * 4`。 ## 结合性 运算符通常从左到右。这意味着具有相同优先级的运算符按照从左到右的方式计算。例如`2 + 3 + 4`计算为 `(2 + 3) + 4`。 ## 表达式 例子 (保存为expression.py): ```python length = 5 breadth = 2 area = length * breadth print('Area is', area) print('Perimeter is', 2 * (length + breadth)) ``` 输出: ``` C:\> python expression.py Area is 10 Perimeter is 14 ``` **它是如何工作的** 矩形的长度和宽度以存储在不同的变量中。我们使用这些变量计算矩形的面积和周长。我们把表达式`length * breadth` 的结果存储在变量`area`中，然后使用`print`函数输出结果结果。在第二种情况下,在打印函数中我们直接使用表达式`2 * (length + breadth)`的值。 同样要注意，Python**完美打印**是如何输出的。即使我们没有在`'Area is'` 和变量`area`,之间指定一个空格，Python为我们得到一个干净漂亮的输出，而且这种方式使得程序的可读性更强(因为我们不需要担心输出字符串之间的空格)。这只是让Python程序员的生活更轻松的例子之一。 ### 小结 我们已经看到了如何使用运算符，操作对象和表达式——这是任何程序的基石。接下来，我们将看到在我们的程序中，如何在语句中使用它们。