Python 运算符与表达式

3.1 算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算。

a = 10
b = 3

# 加法
print(a + b)   # 13

# 减法
print(a - b)   # 7

# 乘法
print(a * b)   # 30

# 除法（返回浮点数）
print(a / b)   # 3.3333333333333335

# 整除（向下取整）
print(a // b)  # 3

# 取余（模运算）
print(a % b)   # 1

# 幂运算
print(a ** b)  # 1000

除法注意事项

# 普通除法返回浮点数
print(10 / 2)   # 5.0

# 整除返回整数
print(10 // 2)  # 5

# 负数整除向下取整
print(-10 // 3)  # -4（不是 -3）

3.2 比较运算符

比较运算符用于比较两个值，返回布尔值（True 或 False）。

x = 10
y = 20

# 等于
print(x == y)  # False

# 不等于
print(x != y)  # True

# 大于
print(x > y)   # False

# 小于
print(x < y)   # True

# 大于等于
print(x >= 10) # True

# 小于等于
print(y <= 20) # True

链式比较

Python 支持链式比较，使代码更简洁：

age = 25

# 传统写法
if age >= 18 and age <= 60:
    print("成年人")

# Python 链式比较
if 18 <= age <= 60:
    print("成年人")

# 更多例子
x = 5
print(1 < x < 10)    # True
print(1 < x < 5)     # False
print(10 == x > 3)   # False

3.3 逻辑运算符

逻辑运算符用于组合多个条件。

a = True
b = False

# 与（and）- 两个都为 True 才返回 True
print(a and b)  # False
print(a and a)  # True

# 或（or）- 至少一个为 True 就返回 True
print(a or b)   # True
print(b or b)   # False

# 非（not）- 取反
print(not a)    # False
print(not b)    # True

短路求值

# and 短路：第一个为 False 时不再计算第二个
print(False and print("不会执行"))  # False

# or 短路：第一个为 True 时不再计算第二个
print(True or print("不会执行"))    # True

# 实际应用：默认值设置
name = ""
result = name or "匿名用户"
print(result)  # 匿名用户

3.4 赋值运算符

赋值运算符用于给变量赋值。

x = 10

# 基本赋值
x = 5

# 加法赋值
x += 3   # 等价于 x = x + 3
print(x)  # 8

# 减法赋值
x -= 2   # 等价于 x = x - 2
print(x)  # 6

# 乘法赋值
x *= 2   # 等价于 x = x * 2
print(x)  # 12

# 除法赋值
x /= 4   # 等价于 x = x / 4
print(x)  # 3.0

# 整除赋值
x //= 2  # 等价于 x = x // 2
print(x)  # 1.0

# 取余赋值
x %= 3   # 等价于 x = x % 3
print(x)  # 1.0

# 幂赋值
x **= 10 # 等价于 x = x ** 10
print(x)  # 1.0

3.5 位运算符

位运算符直接对整数的二进制位进行操作。

a = 60   # 0011 1100
b = 13   # 0000 1101

# 按位与（AND）
print(a & b)   # 12 (0000 1100)

# 按位或（OR）
print(a | b)   # 61 (0011 1101)

# 按位异或（XOR）
print(a ^ b)   # 49 (0011 0001)

# 按位取反（NOT）
print(~a)      # -61

# 左移
print(a << 2)  # 240 (1111 0000)

# 右移
print(a >> 2)  # 15 (0000 1111)

3.6 成员运算符与身份运算符

成员运算符

fruits = ["apple", "banana", "orange"]

# in - 检查是否存在
print("apple" in fruits)      # True
print("grape" in fruits)      # False

# not in - 检查是否不存在
print("grape" not in fruits)  # True

身份运算符

a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
c = a

# is - 检查是否是同一个对象
print(a is b)      # False（不同对象）
print(a is c)      # True（同一对象）

# is not - 检查是否不是同一个对象
print(a is not b)  # True
print(a is not c)  # False

# 注意：is 与 == 的区别
print(a == b)      # True（值相等）
print(a is b)      # False（不是同一对象）

3.7 运算符优先级

运算符优先级从高到低排列：

优先级	运算符	说明
最高	`**`	幂运算
	`~` `+` `-`	按位取反、正负号
	`*` `/` `%` `//`	乘、除、取余、整除
	`+` `-`	加、减
	`<<` `>>`	位移
	`&`	按位与
	`^`	按位异或
	`\|`	按位或
	`==` `!=` `>` `<` `>=` `<=`	比较
	`not`	逻辑非
	`and`	逻辑与
最低	`or`	逻辑或

使用括号明确优先级

# 不推荐：依赖默认优先级
result = 10 + 5 * 2 ** 3  # 50

# 推荐：使用括号提高可读性
result = 10 + (5 * (2 ** 3))  # 50

# 复杂表达式务必加括号
score = (math_score * 0.4) + (english_score * 0.3) + (science_score * 0.3)

3.8 本章小结

算术运算符：+ - * / // % **
比较运算符返回布尔值，支持链式比较
逻辑运算符：and or not，具有短路特性
赋值运算符可简化代码：+= -= 等
is 检查身份（同一对象），== 检查值相等
使用括号明确运算优先级

练习题

计算圆的面积（半径为 5，π 取 3.14159）
判断一个数是否同时能被 3 和 5 整除
使用位运算实现：判断一个数是奇数还是偶数

以下代码输出什么？

1
2
3

x = 10
y = 20
print(x == y, x != y, x < y, x >= y)