python3 第五章 - 什么是变量、运算符、表达式

时间:2023-12-29 23:20:26

在读这一章时,运算符的内容比较多,不要去死记。现在记不住也没有关系,现在只要有这个印象。在后面的学习中,会慢慢加深理解,在理解中去记就容易得多了

1、变量

什么是变量?通俗的讲,就是存储在内存中可以变化的量。联想下当年学的代数:

设正方形的边长为a,则正方形的面积为a x a。把边长a看做一个变量,我们就可以根据a的值计算正方形的面积,比如:

若a=2,则面积为a x a = 2 x 2 = 4;

若a=3.5,则面积为a x a = 3.5 x 3.5 = 12.25。

在计算机程序中,变量不仅可以为整数或浮点数,还可以是字符串,上一章的name作为一个变量就是一个字符串。

一个变量只不过是一个供程序操作的存储区的名字,在python中变量是不要提前申明的。

等号(=)用来给变量赋值。

等号(=)运算符左边是一个变量名,等号(=)运算符右边是存储在变量中的值。例如:

name = 'roy'

在 Python 中,变量就是变量,它没有类型,我们所说的"类型"是变量所指的内存中对象的类型

2、运算符

什么是运算符?

举个简单的例子 4 +5 = 9 。 例子中, 和 被称为操作数,"+" 称为运算符。

Python语言支持以下类型的运算符:

  • 算术运算符
  • 比较(关系)运算符
  • 赋值运算符
  • 逻辑运算符
  • 位运算符
  • 成员运算符
  • 身份运算符
  • 运算符优先级

(1)Python算术运算符

以下假设变量a为10,变量b为21:

运算符 描述 实例
+ 加 - 两个对象相加 a + b 输出结果 31
- 减 - 得到负数或是一个数减去另一个数 a - b 输出结果 -11
* 乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 a * b 输出结果 210
/ 除 - x 除以 y b / a 输出结果 2.1
% 取模 (取余)- 返回除法的余数 b % a 输出结果 1
** 幂 - 返回x的y次幂 a**b 为10的21次方
// 取整除 - 返回商的整数部分 9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0

以下实例演示了Python所有算术运算符的操作:

a = 21
b = 10
print("a + b 的值为:", a + b)
print("a - b 的值为:", a - b)
print("a * b 的值为:", a * b)
print ("a / b 的值为:", a / b)
print ("a % b 的值为:", a % b) # 修改变量 a 、b
a = 2
b = 3
print ("a**b 的值为:", a**b) a = 10
b = 5
print ("a//b 的值为:", a//b)

执行程序,输出:

a + b 的值为: 31
a - b 的值为: 11
a * b 的值为: 210
a / b 的值为: 2.1
a % b 的值为: 1
a**b 的值为: 8
a//b 的值为: 2

(2) Python比较运算符

以下假设变量a为10,变量b为20:

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

以下实例演示了Python所有比较运算符的操作:

a = 21
b = 10
c = 0
if a == b:
print("1、a 等于 b")
else:
print("1、a 不等于 b") if a != b:
print("2、a 不等于 b")
else:
print("2、a 等于 b") if a < b:
print("3、a 小于 b")
else:
print("3、a 大于等于 b") if a > b:
print("4、a 大于 b")
else:
print("4、a 小于等于 b") # 修改变量 a 和 b 的值
a = 5
b = 20
if a <= b:
print("5、a 小于等于 b")
else:
print("5、a 大于 b") if b >= a:
print("6、b 大于等于 a")
else:
print("6、b 小于 a")

执行程序,输出:

1、a 不等于 b
2、a 不等于 b
3、a 大于等于 b
4、a 大于 b
5、a 小于等于 b
6、b 大于等于 a

(3)Python赋值运算符

以下假设变量a为10,变量b为20:

运算符 描述 实例
= 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

以下实例演示了Python所有赋值运算符的操作:

a = 21
b = 10
c = 0 c = a + b
print("a + b 的值为:", c) c += a
print("c += a 的值为:", c) c *= a
print("c *= a 的值为:", c) c /= a
print("c /= a 的值为:", c) c = 2
c %= a
print("c %= a 的值为:", c) c **= a
print("c **= a 的值为:", c) c //= a
print("c //= a 的值为:", c)

执行程序,输出:

a + b 的值为: 31
c += a 的值为: 52
c *= a 的值为: 1092
c /= a 的值为: 52.0
c %= a 的值为: 2
c **= a 的值为: 2097152
c //= a 的值为: 99864

(4)Python位运算符

按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python中的按位运算法则如下:

下表中变量 a 为 60,b 为 13二进制格式如下:

a = 0011 1100

b = 0000 1101

-----------------

a&b = 0000 1100

a|b = 0011 1101

a^b = 0011 0001

~a  = 1100 0011
运算符 描述 实例
& 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) 输出结果 12 ,二进制解释: 0000 1100
| 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 | b) 输出结果 61 ,二进制解释: 0011 1101
^ 按位异或运算符:当两对应的二进位相异时,结果为1 (a ^ b) 输出结果 49 ,二进制解释: 0011 0001
~ 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 ) 输出结果 -61 ,二进制解释: 1100 0011, 在一个有符号二进制数的补码形式。
<< 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 输出结果 240 ,二进制解释: 1111 0000
>> 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 输出结果 15 ,二进制解释: 0000 1111

以下实例演示了Python所有位运算符的操作:

a = 60  # 60 = 0011 1100
b = 13 # 13 = 0000 1101
c = 0 c = a & b # 12 = 0000 1100
print("a & b 的值为:", c) c = a | b # 61 = 0011 1101
print("a | b 的值为:", c) c = a ^ b # 49 = 0011 0001
print("a ^ b 的值为:", c) c = ~a # -61 = 1100 0011
print("~a 的值为:", c)
c = a << 2 # 240 = 1111 0000
print("a << 2 的值为:", c)
c = a >> 2 # 15 = 0000 1111
print("a >> 2 的值为:", c)

执行程序,输出:

a & b 的值为: 12
a | b 的值为: 61
a ^ b 的值为: 49
~a 的值为: -61
a << 2 的值为: 240
a >> 2 的值为: 15

(5)Python逻辑运算符

Python语言支持逻辑运算符,以下假设变量 a 为 10, b为 20:

运算符 逻辑表达式 描述 实例
and x and y 布尔"与" - 如果 x 为 False,x and y 返回 False,否则它返回 y 的计算值。 (a and b) 返回 20。
or x or y 布尔"或" - 如果 x 是 True,它返回 x 的值,否则它返回 y 的计算值。 (a or b) 返回 10。
not not x 布尔"非" - 如果 x 为 True,返回 False 。如果 x 为 False,它返回 True。 not(a and b) 返回 False

以下实例演示了Python所有逻辑运算符的操作:

a = 10
b = 20
if ( a and b ):
print ("1 - 变量 a 和 b 都为 true")
else:
print ("1 - 变量 a 和 b 有一个不为 true") if ( a or b ):
print ("2 - 变量 a 和 b 都为 true,或其中一个变量为 true")
else:
print ("2 - 变量 a 和 b 都不为 true") # 修改变量 a 的值
a = 0
if ( a and b ):
print ("3 - 变量 a 和 b 都为 true")
else:
print ("3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true") if ( a or b ):
print ("4 - 变量 a 和 b 都为 true,或其中一个变量为 true")
else:
print ("4 - 变量 a 和 b 都不为 true") if not( a and b ):
print ("5 - 变量 a 和 b 都为 false,或其中一个变量为 false")
else:
print ("5 - 变量 a 和 b 都为 true")

执行程序,输出:

1 - 变量 a 和 b 都为 true
2 - 变量 a 和 b 都为 true,或其中一个变量为 true
3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true
4 - 变量 a 和 b 都为 true,或其中一个变量为 true
5 - 变量 a 和 b 都为 false,或其中一个变量为 false

(6)Python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,测试实例中包含了一系列的成员,包括字符串,列表或元组。

运算符 描述 实例
in 如果在指定的序列中找到值返回 True,否则返回 False。 x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。
not in 如果在指定的序列中没有找到值返回 True,否则返回 False。 x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。

以下实例演示了Python所有成员运算符的操作:

a = 10
b = 20
list = [1, 2, 3, 4, 5 ];
if ( a in list ):
print ("1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
print ("1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中") if ( b not in list ):
print ("2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中")
else:
print ("2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中") # 修改变量 a 的值
a = 2
if ( a in list ):
print ("3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
print ("3 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")

执行程序,输出:

1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中
2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中
3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中

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

注: id() 函数用于获取对象内存地址。

以下实例演示了Python所有身份运算符的操作:

a = 20
b = 20
if ( a is b ):
print ("1 - a 和 b 有相同的标识")
else:
print ("1 - a 和 b 没有相同的标识") if ( id(a) == id(b) ):
print ("2 - a 和 b 有相同的标识")
else:
print ("2 - a 和 b 没有相同的标识") # 修改变量 b 的值
b = 30
if ( a is b ):
print ("3 - a 和 b 有相同的标识")
else:
print ("3 - a 和 b 没有相同的标识") if ( a is not b ):
print ("4 - a 和 b 没有相同的标识")
else:
print ("4 - a 和 b 有相同的标识")

执行程序,输出:

1 - a 和 b 有相同的标识
2 - a 和 b 有相同的标识
3 - a 和 b 没有相同的标识
4 - a 和 b 没有相同的标识

is 与 == 区别:

is 用于判断两个变量引用对象是否为同一个, == 用于判断引用变量的值是否相等。

(8)Python运算符优先级

以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符:

运算符 描述
** 指数 (最高优先级)
~ + - 按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@)
* / % // 乘,除,取模和取整除
+ - 加法减法
>> << 右移,左移运算符
& 位 'AND'
^ | 位运算符
<= < > >= 比较运算符
<> == != 等于运算符
= %= /= //= -= += *= **= 赋值运算符
is is not 身份运算符
in not in 成员运算符
not or and 逻辑运算符

以下实例演示了Python所有运算符优先级的操作:

a = 20
b = 10
c = 15
d = 5
e = 0
e = (a + b) * c / d #( 30 * 15 ) / 5
print ("(a + b) * c / d 运算结果为:", e)
e = ((a + b) * c) / d # (30 * 15 ) / 5
print ("((a + b) * c) / d 运算结果为:", e)
e = (a + b) * (c / d); # (30) * (15/5)
print ("(a + b) * (c / d) 运算结果为:", e)
e = a + (b * c) / d; # 20 + (150/5)
print ("a + (b * c) / d 运算结果为:", e)

执行程序,输出:

(a + b) * c / d 运算结果为: 90.0
((a + b) * c) / d 运算结果为: 90.0
(a + b) * (c / d) 运算结果为: 90.0
a + (b * c) / d 运算结果为: 50.0

3、表达式

什么是表达式?

表达式由一个或多个操作数通过运算符(操作符)组合而成。最简单的表达式仅包含一个字面值常量或变量。较复杂的表达式则由操作符以及一个或多个操作数构成。

例如:算术表达式、逻辑表达式、字符表达式等。 运算是对数据进行加工处理的过程,得到运算结果的数学公式或其它式子统称为表达式。表达式可以是常量也可以是变量或算式,在表达式中又可分为:算术表达式、逻辑表达式和字符串表达式。