python3 第五章 - 什么是变量、运算符、表达式

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。