Python基本语法之运算符功能与用法详解

前言

Python作为一种面向对象的高级语言，在最新的版本中提供了丰富的运算符来满足程序开发者的需求。在本文中，我们将详细介绍Python中的基本运算符的功能与用法。

算术运算符

Python提供了基本的算术运算符，包括加(+), 减(-), 乘(), 除(/), 取余(%), 整除(//), 幂运算(*)。下面将详细讲解这些运算符的用法。

加、减、乘、除

加、减、乘、除这四个运算符在Python中常用于数值相加、相减、相乘和相除运算。示例代码如下：

>>> 1+2
3
>>> 2-1
1
>>> 2*3
6
>>> 6/2
3.0

需要注意的是，在Python 2版本中，整数除以整数仍然是整数，如6/2将得到3。而在Python 3版本中，整数除以整数的结果将自动转换为浮点数，如6/2将得到3.0。

取余、整除、幂运算

取余运算符（%）用于计算除法后的余数；整除运算符（//）用于计算除法后的整数部分；幂运算符（**）用于计算数值的幂值。示例代码如下：

>>> 7%3
1
>>> 7//3
2
>>> 2**3
8

比较运算符

Python提供了六种比较运算符，分别为：等于(==), 不等于(!=), 大于(>), 小于(<), 大于等于(>=)和小于等于(<=)。下面将详细讲解这些运算符的用法。

等于和不等于

等于和不等于运算符分别用于比较两个值是否相等或不相等。示例代码如下：

>>> a = 10
>>> b = 5
>>> a == b
False
>>> a != b
True

大于、小于、大于等于和小于等于

大于、小于、大于等于和小于等于运算符用于比较两个值的大小关系。示例代码如下：

>>> a = 10
>>> b = 5
>>> a > b
True
>>> a < b
False
>>> a >= b
True
>>> a <= b
False

逻辑运算符

Python提供了三种逻辑运算符，分别为：与(and), 或(or)和非(not)。下面将详细讲解这些运算符的用法。

与运算

与运算符用于判断多个条件是否同时满足。当所有条件都为真时，与运算的结果为真；当至少有一个条件为假时，与运算的结果为假。示例代码如下：

>>> a = 10
>>> b = 5
>>> c = 7
>>> a > b and b < c
True
>>> a < b and b < c
False

或运算

或运算符用于判断多个条件是否有一个满足。当至少有一个条件为真时，或运算的结果为真；当所有条件都为假时，或运算的结果为假。示例代码如下：

>>> a = 10
>>> b = 5
>>> c = 7
>>> a > b or b < c
True
>>> a < b or b > c
False

非运算

非运算符用于将一个表达式的结果反转。如果表达式为真，则非运算的结果为假；如果表达式为假，则非运算的结果为真。示例代码如下：

>>> a = 10
>>> b = 5
>>> not a > b
False
>>> not a < b
True

赋值运算符

Python提供了七种赋值运算符，分别为：等于(=), 加等于(+=), 减等于(-=), 乘等于(=), 除等于(/=), 取余等于(%=), 整除等于(//=)和幂等于(*=)。下面将详细讲解这些运算符的用法。

等于

等于运算符用于将右边表达式的值赋值给左边的变量。示例代码如下：

>>> a = 10
>>> b = 5
>>> c = a + b
>>> print(c)
15

加等于、减等于、乘等于、除等于、取余等于、整除等于和幂等于

这七种运算符在基本运算符部分已经介绍过，它们将右边表达式的值运算后再赋值给左边的变量。示例代码如下：

>>> a = 2
>>> a += 3   # 等价于 a = a + 3
>>> print(a)
5

>>> b = 10
>>> b -= 5   # 等价于 b = b - 5
>>> print(b)
5

>>> c = 3
>>> c *= 4   # 等价于 c = c * 4
>>> print(c)
12

>>> d = 10
>>> d /= 2   # 等价于 d = d / 2
>>> print(d)
5.0

>>> e = 7
>>> e %= 3   # 等价于 e = e % 3
>>> print(e)
1

>>> f = 15
>>> f //= 4  # 等价于 f = f // 4
>>> print(f)
3

>>> g = 2
>>> g **= 3  #等价于 g = g ** 3
>>> print(g)
8

位运算符

Python提供了六种位运算符，分别为：按位与(&), 按位或(|), 按位异或(^), 按位取反(~), 左移(<<)和右移(>>). 下面将详细讲解这些运算符的用法。

按位与、按位或和按位异或

按位与、按位或和按位异或运算符通常用于处理二进制数。按位与运算符将两个数的二进制位进行与运算，按位或运算符将两个数的二进制位进行或运算，按位异或运算符将两个数的二进制位进行异或运算。示例代码如下：

>>> a = 60    # 60的二进制表示为 0011 1100
>>> b = 13    # 13的二进制表示为 0000 1101
>>> c = a & b  # 按位与运算  c的结果为 0000 1100
>>> print(c)
12       # 12的二进制表示为   0000 1100

>>> c = a | b  # 按位或运算  c的结果为 0011 1101
>>> print(c)
61        # 61的二进制表示为  0011 1101

>>> c = a ^ b  # 按位异或运算  c的结果为 0011 0001
>>> print(c)
49        # 49的二进制表示为  0011 0001

按位取反、左移和右移

按位取反、左移和右移运算符同样用于处理二进制数。按位取反运算符将数的二进制位进行取反运算，左移运算符将数的二进制位进行左移操作，右移运算符将数的二进制位进行右移操作。示例代码如下：

>>> a = 60    # 60的二进制表示为 0011 1100
>>> c = ~a    # 按位取反运算 c的结果为 -61
>>> print(c)
-61

>>> c = a << 2  # 左移两位 c的结果为 1111 0000
>>> print(c)
240      # 240的二进制表示为 1111 0000

>>> c = a >> 2  # 右移两位 c的结果为 0000 1111
>>> print(c)
15        # 15的二进制表示为 0000 1111

恒等运算符

Python提供了两种恒等运算符，分别为：is和is not。这两个运算符用于判断两个变量是否指向同一个对象。如果两个变量指向同一个对象，则is运算符的结果为True，is not运算符的结果为False；如果两个变量指向不同的对象，则is运算符的结果为False，is not运算符的结果为True。示例代码如下：

>>> a = [1, 2, 3]
>>> b = [1, 2, 3]
>>> c = a
>>> a is b
False
>>> a is c
True
>>> a is not b
True

成员运算符

Python提供了两种成员运算符，分别为：in和not in。这两个运算符用于判断一个值是否在另一个容器中，如列表、元组、字符串等。如果一个值在容器中，则in运算符的结果为True，not in运算符的结果为False；如果一个值不在容器中，则in运算符的结果为False，not in运算符的结果为True。示例代码如下：

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> b = 2
>>> c = 6
>>> b in a
True
>>> c in a
False
>>> b not in a
False
>>> c not in a
True

总结

本文详细讲解了Python中基本的运算符的功能与用法，包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、赋值运算符、位运算符、恒等运算符和成员运算符。当程序开发者们掌握这些运算符的用法之后，能够更加灵活高效的运用Python来进行编写代码。