操作符和表达式

你编写的大多数语句（逻辑行）都将包含_表达式_。一个表达式的简单例子是2+3。一个表达式可分解成操作符和操作对象。

操作符_的功能是做一些事，通过符号（如+）或特定的关键字表示。操作符需要一些数据来操作，这些数据被你作_操作对象。在这个例子中2和3是操作对象。

操作对象

我们将简单地看一下操作符和它的用法：

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:

>>> 2 + 3
5
>>> 3 * 5
15
>>>

以下是一些操作符的简介：

• + (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)

  • 返回最大的整数商
  • 13 // 3 得 4
  • -13 // 3 得 -5

• % (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)

  • 数字的位相或
  • 5 | 3得 7。

• ^ (按位异或)

  • 数字的位相异或
  • 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。这叫做求值捷径。

• 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。求值捷径这也适用。

数学操作和赋值的快捷方式

我们经常会对一个变量进行数学操作，然后将操作的结果返回给最初的变量。这些表达式有一个快捷方式:

a = 2
a = a * 3

可以写成：

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。这意味着乘法操作符比加法操作符具有更高的优先级。

下面的表给出了Python运算顺序的优先表，从最低（最小约束力）到最高(最高约束力)。 意思是说，在给定的表达式中，Python将按照自下而上的顺序，首先计算优先表下方的表达式。

下面的表取自Python参考手册，是为了提供完整性。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对象。这可使程序更加可读。详见下面更改运算顺序。

• 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
• ** : 乘方
• 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...} : 显示 Binding 或元组，显示列表， 显示字典

我们没有遇到的操作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) 肯定比需要知道操作符运算优先级的 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加法在乘法之前运算，那么你可以这样写 (2 + 3) * 4。

结合性

操作符通常从左到右。这意味着具有相同优先级的操作符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):

length = 5
breadth = 2

area = length * breadth
print('Area is', area)
print('Perimeter is', 2 * (length + breadth))

输出:

D:> 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同样的名字存储在变量中，在表达式的帮助下，我们使用这些计算矩形的面积和周长。我们存储表达式length * breadth 的结果在变量area中，然后使用print函数打印它。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,之间指定一个空间，Python为我们得到一个干净漂亮的输出，而且这种方式使用程序的可读性更强(因为我们不需要担心为输入我们在字符串中间使用的空格)。这只是让Python程序员的生活更轻松的一个例子。

小结

我们已经看到了如何使用操作符，操作对象和表达式——这是任何程序的基石。接下来,我们将看到在使用语句的程序中如何利用这些。

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