『無為則無心』Python基礎 — 12、Python運算子詳細介紹

說明：變數的賦值與計算都離不開表示式，表示式的運算依賴於變數、常量和運算子。那麼我們先說一說什麼是表示式。

1、表示式介紹

Python表示式是變數、常量、運算子、方法呼叫的序列，它執行指定的計算並返回某個確定的值。
表示式不會對程式產生實質性的影響，一般只是返回一個結果。
在Python中，如果在互動模式中只輸入一個表示式，直譯器會自動將表示式的結果輸出。如果是在Python檔案中只輸入表示式，執行檔案都不會有任何輸出的。

示例1：互動模式中只寫表示式。

在互動模式中只輸入一個表示式，直譯器會自動將表示式的結果輸出，如下圖所示：

示例2：Python檔案中只寫表示式的語句會沒有任何輸出。

如下圖所示：

檔案中的100+200和15+7這兩個表示式都沒有在控制檯中輸出結果。

2、運算子

運算子用於執行程式程式碼運算。

（1）運算子的分類

Python的常用運算子分為5類：

算數運算子
賦值運算子
複合賦值運算子
比較運算子
邏輯運算子

（2）算數運算子

Python中算數運算子如下：

運算子	描述	例項
`+`	加	`1 + 1` 輸出結果為 2
`-`	減	`1-1` 輸出結果為 0
`*`	乘	`2 * 2` 輸出結果為 4
`/`	除	`10 / 2` 輸出結果為 5
`//`	整除	`9 // 4` 輸出結果為2
`%`	取餘	`9 % 4` 輸出結果為 1，也叫取模
`**`	指數	`2 ** 4` 輸出結果為 16，即 `2 * 2 * 2 * 2`
`()`	小括號	小括號用來提高運算優先順序，即 `(1 + 2) * 3` 輸出結果為 9

注意：混合運算優先順序順序：()高於 ** 高於 * / // % 高於 + -

示例：

# 1、運算子：加、減、乘
# 所有運算中，只要有浮點數參加的運算，一定會得到一個浮點數
a = 10.5 + 5
print(f'a = {a}') # a = 15.5

# 2、運算子：除
# 除法不管得到什麼數，結果都是小數（浮點型），//（整除不會）
b = 4 / 2
print(f'b = {b}') # b = 2.0

# 3、運算子：//（整除），只會保留整數位
# 運算結果只會得到一個整型，結果只保留整數部分。
c = 4 // 2
print(f'c = {c}') # c = 2
# 如果除數或被除數是小數，則返回一個浮點數
c = 4.567 // 2
print(f'c = {c}') # c = 2.0


# 4、用變數d的值減去2，然後再賦值給d
d = 10
d = d - 2
print(f'd = {d}') # d = 8

"""
 5、如果將字串和數字相乘，
    則會對字串進行復制操作，
    將字串重複指定次數
 6、如果對字元進行加法運算，
    就是字串的拼接
"""
e = 'hello' + ' ' + 'world' 
print(e) # hello world

f = ('hello' + ' ') * 2
print(f) # hello hello 

# 7、除0異常
g = 5 / 0
# 報出異常：ZeroDivisionError: division by zero

（3）賦值運算子

運算子	描述	例項
`=`	賦值	將`=`右側的結果賦值給等號左側的變數

（1）單個變數賦值

num = 1
print(num)

（2）多個變數賦值

num1, float1, str1 = 10, 0.5, 'hello world'
print(f"num1 = {num1}")
print(f"float1 = {float1}")
print(f"str1 = {str1}")

# 輸出結果如下：
# num1 = 10
# float1 = 0.5
# str1 = hello world

（3）多變數賦相同值

a = b = 10
print(f"a = {a}")
print(f"b = {b}")

# 輸出結果如下：
# a = 10
# b = 10

（4）複合賦值運算子

當直譯器執行到複合賦值運算子時，先計算算數運算子的表示式，再將算數運算子執行後的結果賦值到等號左邊的變數。

複合賦值運算子如下：

運算子	描述	例項
`+=`	加法賦值運算子	`c += a` 等價於 `c = c + a`
`-=`	減法賦值運算子	`c -= a` 等價於 `c = c - a`
`*=`	乘法賦值運算子	`c = a` 等價於 `c = c a`
`/=`	除法賦值運算子	`c /= a` 等價於 `c = c / a`
`//=`	整除賦值運算子	`c //= a` 等價於 `c = c // a`
`%=`	取餘賦值運算子	`c %= a` 等價於 `c = c % a`
`**=`	冪賦值運算子	`c = a` 等價於 `c = c a`

示例：

# 輸出101  a = a + 1,最終a = 100 + 1
a = 100
a += 1
print(a) # 101

# 輸出6  b = b * 3,最終b = 2 * 3
b = 2
b *= 3
print(b)

# 輸出13, 先算運算子右側1 + 2 = 3， c += 3 , 推匯出c = 10 + 3
c = 10
c += 1 + 2
print(c)
# 注意： 先算複合賦值運算子右面的表示式，再算複合賦值運算.
d = 100
d *= 3 + 4 
print(d) # 700
# 3 + 4 = 7 * 100 = 700

在對浮點數做算術運算時，結果也會返回一個浮點數。

（5）比較運算子

比較運算子也叫關係運算子，來比較兩個值之間的關係，總會返回一個布林值，如果關係成立，返回True，否則返回False，通常用來判斷。

比較運算子如下：

運算子	描述	例項
`==`	判斷相等。如果兩個運算元的結果相等，則條件結果為真(True)，否則條件結果為假(False)	如a=3,b=3，則（a == b) 為 True
`!=`	不等於。如果兩個運算元的結果不相等，則條件為真(True)，否則條件結果為假(False)	如a=3,b=3，則（a == b) 為 True。如a=1,b=3，則(a != b) 為 True
`>`	運算子左側運算元結果是否大於右側運算元結果，如果大於，則條件為真，否則為假	如a=7,b=3，則(a > b) 為 True
`<`	運算子左側運算元結果是否小於右側運算元結果，如果小於，則條件為真，否則為假	如a=7,b=3，則(a < b) 為 False
`>=`	運算子左側運算元結果是否大於等於右側運算元結果，如果大於，則條件為真，否則為假	如a=7,b=3，則(a < b) 為 False。如a=3,b=3，則(a >= b) 為 True
`<=`	運算子左側運算元結果是否小於等於右側運算元結果，如果小於，則條件為真，否則為假	如a=3,b=3，則(a <= b) 為 True

示例：

# 1、關係運算子基本使用
a = 7
b = 5
print(a == b)  # False
print(a != b)  # True
print(a < b)   # False
print(a > b)   # True
print(a <= b)  # False
print(a >= b)  # True

# 2、數字可以可布林值比較，True=1，False=0
print(1 == True) # True
print(2 < True) # False
print(-1 < False) # True

# 3、數字和字串之間不能進行比較
print(2 > '1')
# TypeError: '>' not supported between instances of 'int' and 'str'

"""
# 4、字串和字串之間可以進行比較
    在Python中可以對兩個字串進行大於（等於）或小於（等於）的運算時，
    實際上比較的是字串對應的Unicode編碼。
    比較兩個字串的Unicode編碼時，是逐位比較的。
   
    利用該特性可以對字串按照字母順序進行排序，但是對於中文來說意義不是特別大。
    
    注意：如果不希望比較兩個字串的Unicode編碼，
    	則需要通過資料型別轉換
    	將字串轉換為數值型然後再比較。
"""
#  a(0061) 和 b(0062) 比較
print('a' > 'b') # False

# 比較兩個字串的Unicode編碼時，是逐位比較的。
# 也就是第一位和第一位比，第二位和第二位比，
# 只有在第一位沒有比出結果的時候（相等），才比第二位。
print('ab' > 'bc') # 實際上就是a和b比較，結果False
print('ab' > 'b') # 同上一句結果
print('af' > 'ac') # True
# 沒有肯定小於有字元
print('a' > 'ac') # False

# 將字串轉換成數值型在比較
print(int('5') > int('7')) # False
print(float('5.115') > float('4.64')) # True


"""
 5、== 和 != 比較的是結果物件的值，而不是id。
    物件包括id(地址)、type(型別)、value(值)
    比較id用is 和 is not
    is 比較兩個物件是否是同一個物件，比較的是物件的id。
    is not 比較兩個物件是否不是同一個物件，比較的是物件的id。
    這裡有個印象就可以，以後說完可變物件，再詳細說明。
"""
print(1 == True) # True
print(id(1),id(True)) # 8791323868224 8791323365904
print(1 is True) # False
print(1 is not True) # True

3、邏輯運算子

邏輯運算子主要用來做一些邏輯判斷。

邏輯運算子如下：

運算子	邏輯表示式	描述	例項
`and`	`x and y`	邏輯"與"：如果 x 為 False，x and y 返回 False，否則它返回 y 的值。（一假則假，都真才真）	True and False，返回 False。
`or`	`x or y`	邏輯"或"：如果 x 是 True，它返回 True，否則它返回 y 的值。（一真則真，都假才假）	False or True，返回 True。
`not`	`not x`	邏輯"非"：如果 x 為 True，返回 False 。如果 x 為 False，它返回 True。（就是結果取反）	not True 返回 False, not False 返回 True

"""
 1、and 邏輯與 （一假則假，都真才真）
    and可以對符號兩側的值進行與運算。
    只有在符號兩側的值都為True時，才會返回True，只要有一個False就返回False

    Python中的與運算是短路的與，也就是說與運算是找False的，
   	如果第一個值為False，則不再看第二個表示式的結果。
"""
print(True and True) # True
print(True and False) # False
print(False and True) # False
print(False and False) # False

# 驗證and為短路與，找False結束
# 第一個值是True，會執行print()
True and print('1你猜我出來嗎？')
# 第一個值是False，不會執行print()
False and print('2你猜我出來嗎？')


"""
 2、or 邏輯或 (一真則真，都假才假)
    or 可以對符號兩側的值進行或運算。
    或運算兩個值中只要有一個True，就會返回True。

    Python中的或運算是短路的或， 或運算是找True的，
    如果第一個值為True，則不再看第二個值。
"""
print(True or True) # True
print(True or False) # True
print(False or True) # True
print(False or False) # False

# 驗證or為短路或，找True結束
# 第一個值是True，不會執行print()
True or print('1你猜我出來嗎？')
# 第一個值是False，會執行print()
False or print('2你猜我出來嗎？')


"""
 3、not 邏輯非(取反)
    not可以對符號右側的值進行非運算
    對於布林值，非運算會對其進行取反操作，True變False，False變True
    對於非布林值，非運算會先將其轉換為布林值，然後再取反：
        空性值為False，其他為True。
"""
a = True
# 如果表示式不賦值。不會對變數a有任何影響，
# 只是建立了一個新物件儲存了結果，
# 同資料型別轉換所講的
not a
# 對變數a賦值之後，表達是結果才影響變數a。
a = not a
print(f"a = {a}") # a = False



# 4、邏輯運算子左右的表示式加上()，並不會影響運算的結果。
# 為什麼要加上(),避免歧義，增加可讀性。
a = 1
b = 2
c = 3
print((a < b) and (b < c))  # True
print((a > b) and (b < c))  # False
print((a > b) or (b < c))   # True
print(not (a > b))          # True

擴充1：數字之間的邏輯運算

# 也就是非布林值的與或運算
#   當我們對非布林值進行與或運算時，Python會將其當做布林值運算，最終會返回原值。
#
#   1、與運算的規則
#       與運算是找False的，
#       如果第一個值是False，則不看第二個值，則直接返回第一個值。（返回0）
#       如果第一個值是True，否則返回第二個值。（看第二個值：False返回0，True返回原值）
#   2、或運算的規則
#       或運算是找True的，
#       如果第一個值是True，則不看第二個值，則直接返回第一個值（原值）。
#       如果第一個值是False，否則返回第二個值。（看第二個值：False返回0，True返回原值） 

a = 0
b = 1
c = 2

# and運算子，只要有一個值為0，則結果為0，否則結果為最後一個非0數字
print(a and b)  # 0
print(b and a)  # 0
print(a and c)  # 0
print(c and a)  # 0
print(b and c)  # 2
print(c and b)  # 1

# or運算子，只有所有值為0結果才為0，否則結果為第一個非0數字
print(a or b)  # 1
print(a or c)  # 2
print(b or c)  # 1

"""
總結：
兩種描述都正確，我確認過。
看自己適合哪種理解思路，就用哪種。
"""

擴充2：Python中邏輯運算子可以連續使用

# 邏輯運算子（補充）
# 邏輯運算子可以連著使用

"""
 1 < 2 < 3 的意思不是1小於2同時小於3，
 相當於 1 < 2 and 2 < 3，
 是以中間數值進行比較的
"""
result = 1 < 2 < 3
print(result) # True

# 相當於 10 < 20 and 15 < 20
result = 10 < 20 > 15
print(result) # True

4、Python運算子優先順序

運算子的優先順序可以根據Python官方提供的優先順序的表格來查詢，
在表格中位置越靠下的運算子優先順序越高，優先順序越高的越優先計算。
如果優先順序一樣則自左向右計算。

Python官方提供的優先順序的表格，我們安裝好Python的直譯器就在本地有一份官方文件了。

官方文件位置：[開始] —> [所有程式] —> [ Python 3.7] —> [Python 3.7 Manuals (64-bit)]。

開啟文件：[The Pthon Language Reference] —> [Expressions] —> [ Operator precedence] 即可檢視。