揭秘Python的运算符：从加减乘除到幂次开方，一网打尽！

---

一、python运算符

Python的运算符是用于执行算术或逻辑计算的特殊符号。运算符所操作的值称为操作数。Python中的运算符大致可以分为以下几个大类：

1. 算术运算符：用于执行基本的数学运算，如加法、减法、乘法、除法等。例如：+、-、*、/、%（取模）、**（幂运算）。
2. 比较运算符：用于比较两个值或表达式的关系，并返回一个布尔值（True 或 False）。例如：==（等于）、!=（不等于）、>、<、>=、<=。
3. 赋值运算符：用于给变量赋值。例如：=, +=（加等于）、-=（减等于）、*=（乘等于）、/=（除等于）。
4. 逻辑运算符：用于组合多个条件，并根据这些条件的逻辑关系返回一个布尔值。例如：and（与）、or（或）、not（非）。
5. 位运算符：用于对整数的二进制表示进行位级操作。例如：&（按位与）、|（按位或）、^（按位异或）、~（按位取反）、<<（左移）、>>（右移）。
6. 成员运算符：用于检查一个值是否属于一个序列或集合中。例如：in（存在于）、not in（不存在于）。
7. 身份运算符：用于比较两个对象的身份（内存地址）是否相同。例如：is、is not。

二、运算符

1.算术运算符

运算符	描述	示例
+	加 - 两个对象相加	a+b
-	减 - 得到负数或是一个数减去另一个数	a-b
*	乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串	a*b
/	除 - a 除以 b	a/b
%	取模 - 返回除法的余数	a%b
**	幂 - 返回x的y次幂	a**b
//	取整除 - 往小的方向取整数	a//b

注意事项：

1. 整数除法：在 Python 中，使用 / 运算符进行除法运算时，得到的结果是浮点数。而在 C 语言中，如果两个整数相除，结果会被截断为整数。如果想在 Python 中执行整数除法，可以使用 // 运算符。
2. 整数溢出：在 C 语言中，整数溢出的结果是未定义的。而在 Python 中，整数没有溢出问题，可以进行任意大的整数运算。
3. 浮点数精度：在 C 语言中，浮点数的精度是有限的，并且在进行浮点数运算时可能存在舍入误差。而在 Python 中，浮点数的精度相对较高，可以进行精确的浮点数运算。
4. 字符串拼接：在 C 语言中，字符串拼接需要使用库函数或手动操作字符数组。而在 Python 中，可以直接使用 + 运算符来拼接字符串。
5. 幂运算：在 C 语言中，计算幂需要使用 pow() 函数。而在 Python 中，可以使用 ** 运算符进行幂运算。
6. 取模运算：在 C 语言中，取模运算 % 的结果与被除数的符号相同。而在 Python 中，取模运算 % 的结果与除数的符号相同。

1.1 加

代码如下（示例）：

a = 2.1
b = 1.0
c = 0
 
c = a + b
print ("c 的值为：", c)

结果：

1.2 减

代码如下（示例）：

a = 2.1
b = 1.0
c = 0
 
c = a - b
print ("c 的值为：", c)

结果：

1.3 乘

代码如下（示例）：

a = 1.0
b = 4.0
c = 0
 
c = a * b
print ("c 的值为：", c) 

结果：

1.4 除

代码如下（示例）：

a = 1.0
b = 4.0
c = 0
 
c = a / b
print ("c 的值为：", c)

结果：

1.5 取模

代码如下（示例）：

a = 5.0
b = 3.0
c = 0
 
c = a % b
print ("c 的值为：", c)

结果：

1.6 幂

代码如下（示例）：

a = 2.0
b = 3.0
c = 0
 
c = a ** b
print ("c 的值为：", c)

结果：

1.7 取整除

代码如下（示例）：

a = 1.0
b = 4.0
c = 0
 
c = a // b
print ("c 的值为：", c)

结果：可以发现和上面的除的结果有很大不一样。

2.比较运算符

运算符	描述	示例
==	等于 - 比较对象是否相等	(a == b)
!=	不等于 - 比较两个对象是否不相等	(a != b)
>	大于 - 返回x是否大于y	(a > b)
<	小于 - 返回x是否小于y。	(a < b)
>=	大于等于 - 返回x是否大于等于y。	(a >= b)
<=	小于等于 - 返回x是否小于等于y。	(a <= b)

注意事项：

1. 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。
2. 在 C 语言中，你需要使用逻辑运算符来连接多个比较表达式，例如，(a < b) && (b < c)。但是，a < b < c 是合法的 Python 表达式，表示 a 小于 b 并且 b 小于 c。
3. Python3 已不支持 <> 运算符，可以使用 != 代替。

2.1 等于

代码如下（示例）：

a = 1
b = 1
 
if ( a == b ):
   print ("a 等于 b")
else:
   print ("a 不等于 b")

结果：

2.2 不等于

代码如下（示例）：

a = 1
b = 4
 
if ( a != b ):
   print ("a 不等于 b")
else:
   print ("a 等于 b")

结果：

2.3 大于

代码如下（示例）：

a = 4
b = 1
 
if ( a > b ):
   print ("a 大于 b")
else:
   print ("a 小于等于 b")

结果：

2.4 小于

代码如下（示例）：

a = 1
b = 4
 
if ( a < b ):
   print ("a 小于 b")
else:
   print ("a 大于等于 b")

结果：

2.5 大于等于

代码如下（示例）：

a = 4
b = 1
 
if ( a >= b ):
   print ("a 大于等于 b")
else:
   print ("a 小于 b")

结果：

2.6 小于等于

代码如下（示例）：

a = 1
b = 4
 
if ( a <= b ):
   print ("a 小于等于 b")
else:
   print ("a 大于 b")

结果：

3.赋值运算符

运算符	描述	示例
=	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	见下面

注意事项：

1. 在 Python 中，你可以使用多重赋值语法来将多个变量赋值给多个值。例如，a, b = 10, 20 表示将 10 赋给变量 a，将 20 赋给变量 b。而在 C 语言中，你需要分别对每个变量进行赋值操作，例如，a = 10; b = 20;
2. 在 Python 3.8 及更高版本中，引入了一种新的语法特性，称为"海象运算符"（Walrus Operator），它使用 := 符号。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。

3.1 加法赋值运算符

代码如下（示例）：

a = 2.1
b = 1.0
 
b += a
print ("b 的值为：", b)

结果：

3.2 减法赋值运算符

代码如下（示例）：

a = 2.1
b = 1.0
 
b -= a
print ("b 的值为：", b)

结果：

3.3 乘法赋值运算符

代码如下（示例）：

a = 2.1
b = 1.0
 
b *= a
print ("b 的值为：", b)

结果：

3.4 除法赋值运算符

代码如下（示例）：

a = 2.1
b = 1.0
 
b /= a
print ("b 的值为：", b)

结果：

3.5 取模赋值运算符

代码如下（示例）：

a = 2.1
b = 1.0
 
b %= a
print ("b 的值为：", b)

结果：

3.6 幂赋值运算符

代码如下（示例）：

a = 2.0
b = 2.1
 
b **= a
print ("b 的值为：", b)

结果：

3.7 取整除赋值运算符

代码如下（示例）：

a = 2.0
b = 2.1
 
b //= a
print ("b 的值为：", b)

结果：

3.8 海象运算符

使用海象运算符可以在一些情况下简化代码，尤其是在需要在表达式中使用赋值结果的情况下。这对于简化循环条件或表达式中的重复计算很有用。

代码如下（示例）：

# 传统写法
n = 10
if n > 5:
    print(n)

# 使用海象运算符:= 允许我们在条件语句中同时计算并赋值 n * n，然后将结果用于比较
if (n := 10) > 5:
    print(n)

结果：

4.逻辑运算符

运算符	描述	示例
and	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。	(x and y)
or	布尔"或" - 如果 x 是 True，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。	(x or y)
not	布尔"非" - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。	not(x)

注意事项：

Python 和 C 语言在逻辑运算符方面有一些不同。以下是它们之间的几个主要区别：

1. 逻辑运算的返回值类型：在 C 语言中，逻辑运算的结果会被解释为整数类型（0 表示假，非零值表示真）。而在 Python 中，逻辑运算的结果会被解释为布尔类型（True 或 False）。
2. 短路行为：在 C 语言中，逻辑运算符 && 和 || 具有短路行为。也就是说，如果表达式的结果已经能够确定整体的结果，那么后续的表达式不会被计算。而在 Python 中，逻辑运算符 and 和 or 也具有短路行为。如果第一个表达式已经决定了整体的结果，那么第二个表达式将不会被执行。
3. 逻辑运算符的写法：在 C 语言中，逻辑与运算使用 &&，逻辑或运算使用 ||，逻辑非运算使用 !。而在 Python 中，逻辑与运算使用 and，逻辑或运算使用 or，逻辑非运算使用 not。
4. 运算符的优先级和结合性：在C 语言中的逻辑运算符的优先级和结合性是固定的，可以使用括号来改变运算的顺序。而在Python 中的逻辑运算符有不同的优先级和结合性，可以使用括号来明确运算的顺序。

4.1 与逻辑运算符

代码如下（示例）：

x = True
y = True

if ( x and y ):
   print ("变量 x 和 y 都为 true")
else:
   print ("变量 x 和 y 至少有一个不为 true")

x = True
y = False

if ( x and y ):
   print ("变量 x 和 y 都为 true")
else:
   print ("变量 x 和 y 至少有一个不为 true")

结果：

4.2 或逻辑运算符

代码如下（示例）：

x = True
y = False

if ( x or y ):
   print ("变量 x 和 y 至少有一个为 true")
else:
   print ("变量 x 和 y 两个都为 false")

x = False
y = False

if ( x or y ):
   print ("变量 x 和 y 至少有一个为 true")
else:
   print ("变量 x 和 y 两个都为 false")

结果：

4.3 非逻辑运算符

代码如下（示例）：

x = False

if not( x ):
   print ("变量 x 为 false")
else:
   print ("变量 x 为 true") 

x = True

if not( x ):
   print ("变量 x 为 false")
else:
   print ("变量 x 为 true") 

结果：

5.位运算符

运算符	描述	示例
&	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)
I	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 I b)
^	按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为1	(a ^ b)
~	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 )
<<	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
>>	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

注意事项：

Python 和 C 语言在位运算符方面有一些不同之处。以下是它们的主要区别：

1. 位运算符的操作数类型：在 C 语言中，位运算符通常用于整数类型（如 int、unsigned int、char 等）。而在 Python 中，位运算符可以用于整数类型（如 int、bool）和布尔类型（True 和 False）。
2. 位运算符的结果类型：在 C 语言中，位运算符的结果类型与其操作数类型相同。例如，对两个 int 类型的值进行位运算的结果也是 int 类型。而在 Python 中，位运算符的结果类型与其操作数类型无关。对两个整数进行位运算，结果仍然是整数。但是，对布尔类型进行位运算时，结果将变为整数类型。
3. 负数的处理方式：在 C 语言中，对于带符号整数类型（如 int），位运算符会按照补码表示法进行计算。这意味着负数的二进制表示会影响位运算的结果。而在 Python 中，整数是动态的，没有固定的位数。Python 使用补码表示方式来处理位运算，但结果的位数取决于操作数的位数，并且不受符号位的影响。
4. 移位运算符的行为：在 C 语言中，左移位运算符（<<）和右移位运算符（>>）会直接将二进制数向左或向右移动指定的位数，并且溢出的位将被丢弃。而在 Python 中，左移位运算符（<<）和右移位运算符（>>）的行为与 C 语言类似，但是 Python 没有固定的位数限制，移动的位数可以超过操作数的位数。

5.1 按位与运算符

代码如下（示例）：

a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0
 
c = a & b        # 12 = 0000 1100
print ("c 的值为：", c)
print("c 的二进制值为{:08b}".format(c))    # 转换为二进制

结果：

5.2 按位或运算符

代码如下（示例）：

a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0
 
c = a | b         # 61 = 0011 1101 
print ("c 的值为：", c)
print("c 的二进制值为{:08b}".format(c))    # 转换为二进制

结果：

5.3 按位异或运算符

代码如下（示例）：

a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0
 
c = a ^ b         # 49 = 0011 0001
print ("c 的值为：", c)
print("c 的二进制值为{:08b}".format(c))    # 转换为二进制

结果：

5.4 按位取反运算符

代码如下（示例）：

a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0
 
c = ~a            # -61 = 1100 0011
print ("c 的值为：", c)
print("c 的二进制值为{:08b}".format(c))    # 转换为二进制

结果：

5.5 左移动运算符

代码如下（示例）：

a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0
 
c = a << 2        # 240 = 1111 0000
print ("c 的值为：", c)
print("c 的二进制值为{:08b}".format(c))    # 转换为二进制

结果：

5.6 右移动运算符

代码如下（示例）：

a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0
 
c = a >> 2        # 15 = 0000 1111
print ("c 的值为：", c)
print("c 的二进制值为{:08b}".format(c))    # 转换为二进制

结果：

6.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，成员运算符 in 和 not in 可以应用于大多数容器类型，包括列表、元组、集合、字典和字符串等。

运算符	描述	示例
in	in 运算符用于测试一个值是否为列表、元组、字符串等容器类型中的元素，如果是则返回 True，否则返回 False。	( a in list )
not in	not in 运算符则是 in 运算符的否定形式，如果一个值不是容器类型中的元素，则返回 True，否则返回 False。	( a not in list )

注意事项：

Python 中的成员运算符 in 和 not in 是 Python 语言独有的，C 语言中并没有这样的运算符。在 C 语言中，要判断一个值是否存在于数组或其他数据结构中，需要使用比较运算符或循环等语句来实现。

6.1 in成员运算符

代码如下（示例）：

a = 5

list = [1, 2, 3, 4, 5 ]

if ( a in list ):
   print ("变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
   print ("变量 a 不在给定的列表中 list 中")

结果：

6.2 not in成员运算符

代码如下（示例）：

a = 50

list = [1, 2, 3, 4, 5 ]

if ( a not in list ):
   print ("变量 a 不在给定的列表中 list 中")
else:
   print ("变量 a 在给定的列表中 list 中")

结果：

7.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	示例
is	is 是判断两个标识符是不是引用自一个对象，如果引用的是同一个对象则返回 True，否则返回 False	x is y, 类似 id(x) == id(y) 。
is not	is not 是判断两个标识符是不是引用自不同对象，如果引用的不是同一个对象则返回结果 True，否则返回 False。	x is not y ， 类似 id(x) != id(y)。

注意事项：

C语言没有像Python那样的身份运算符。Python的身份运算符比较的是对象的身份（内存地址），而不是值。如果要比较对象的值是否相等，应该使用相等运算符==和!=。

对于C语言，可以通过比较指针来实现类似的功能。例如，可以使用==运算符比较两个指针的值是否相等，表示它们是否指向同一个内存地址。

7.1 is身份运算符

代码如下（示例）：

x = [1, 2, 3]
y = [1, 2, 3]
z = x

print(x is y)     # 输出 False，因为 x 和 y 引用了不同的内存地址
print(x is z)     # 输出 True，因为 x 和 z 引用了同一个内存地址

结果：

7.2 is not身份运算符

代码如下（示例）：

x = [1, 2, 3]
y = [1, 2, 3]

print(x is not y) # 输出 True，因为 x 和 y 引用了不同的内存地址

结果：

---

三、总结

今天主要讲了Python的运算符，下一次说说运算符的优先级顺序。

感谢你的观看，谢谢！