Python语法速查： 5. 运算符、math模块、表达式

本篇索引

（1）一些较容易搞错的运算符

一般简单的如加减乘除之类的运算符就不写了，这里主要列些一些容易搞错或忘记的运算符。运算符不仅仅只有号，有一些英文单词如 in, and 之类，也是运算符，并不是语句。

运算符	简述	举例或说明
数字操作
/	在Python3中，默认为浮点数除法；在Python2中，若除数和被除数都是整数，则默认为截断除法。若要在Python2中也为浮点数除法，需要使用： from __future__ import division	2/3 # Python3 中结果为：0.6666666666666666 2/3 # Python2 中结果为：0
//	截断除法（仅保留整数部分），又叫“地板除法”。	2//3 # 结果为 0
%	取模（浮点数也可以做取模运算）。	8 % 3 # 结果为 2 1.2 % 0.5 # 结果为 0.2
**	乘方（次方）运算。	2**3 # 结果为 8
-x	一元减法。	x=3; x=-y # 结果为 x=-3
+x	一元加法（一般用不到）。	x=+3 # 结果为 x=3
位操作
&	按位与。	0b111 & 0b011 # 结果为 3
\|	按位或。	0b010 & 0b001 # 结果为 3
^	按位异或。	0b001 & 0b011 # 结果为 2
~	按位求反。	~1 # 结果为 -2（这个涉及补码知识）
<<	左移	1<<2 # 结果为 4
>>	右移	1>>2 # 结果为 0
布尔运算
and	逻辑与（短路求值）	略
or	逻辑或（短路求值）	略
not	逻辑非	略
从属关系
in	属于成员	x in seq
not in	不属于成员	x not in seq
is	是否引用了内存中的同一个对象	x is y
is not	是否引用了内存中的不同对象	x is not y
其他
.	属性运算符	略
()	函数调用运算符	f=some_fun # 假设some_fun为某个已定义函数 f() # 即调用some_fun函数

（2）运算符优先级

下表中运算符优先级从高到低。

运算符	说明
（...), [...], {...}	创建元组、列表、字典
s[i], s[i:j]	索引和切片
.	属性运算符
()	函数调用运算符
+x, -x, ~x	一元操作符（一元加法、一元减法、按位取反）
**	乘方（次方）运算
*, /, //, %	乘法、除法、截断除法、取模
+, -	加法、减法
<<, >>	移位
&	按位与
^	按位异或
\|	按位或
<, <=, >, >=, ==, !=, is, is not, in, not in	关系运算符、身份检查、成员检查
not	逻辑非
and	逻辑与
or	逻辑或
lambda args: exrp	匿名函数

（3）math模块

前面的运算符仅能做一些最基础的运算，如果需要进一步的标准数学运算函数，需要导入math模块。
math模块所有函数的返回值都是浮点数，所有三角函数都默认使用弧度。math模块不支持复数运算，若要运算复数，需要导入cmath模块。

字符串方法	简述	举例或说明
属性
pi	数学常数π	math.pi # 结果为 3.141592653589793
e	数学常数e	math.e # 结果为 2.718281828459045
tau	Python3.6新增，数学常数2π	math.tau # 结果为 6.283185307179586
inf	Python3.5新增，正无穷大	略
nan	Python3.5新增，浮点数的NaN，相当于float('nan')	略
舍入运算
ceil(x)	返回x的向上舍入值	math.ceil(2.1) # 结果为 3 math.ceil(-2.1) # 结果为 -2
floor(x)	返回x的向下舍入值	math.floor(2.8) # 结果为 2 math.floor(-2.8) # 结果为 -3
trunc(x)	将x截为最接近于零的整数	math.floor(2.8) # 结果为 2 math.floor(-2.8) # 结果为 -2
一般数学计算
fabs(x)	返回x的绝对值，其效果同内置函数abs()	math.fabs(-2.8) # 结果为 2.8
fsum(s)	返回可迭代序列s中的和，其效果比内置函数sum()更精确	math.fsum([1,1e100,-1e100]) # 结果为 1.0 sum([1,1e100,-1e100]) # 结果为 0.0（内置函数计算）
fmod(x, y)	返回x % y，浮点数亦可作取模运算	math.fmod(8,3) # 结果为 2.0
pow(x, y)	乘方运算，返回x**y	math.pow(2,3) # 结果为 8.0
sqrt(x)	返回x的平方根	math.sqrt(4) # 结果为 2.0
hypot(x, y)	返回坐标点(x,y)到原点的几何距离，即sqrt(xx + yy)	math.hypot(3,4) # 结果为 5.0
factorial(x)	返回x的阶乘	math.factorial(4) # 结果为 24
copysign(x, y)	返回与y具有相同符号的x	math.copysign(1,-3) # 结果为 -1.0
gcd(x, y)	Python3.5新增，返回x与y的最大公约数（Greatest Common Divisor)	math.gcd(6,8) # 结果为 2
exp(x)	返回 e^x值	math.exp(1) # 结果为 2.718281828459045
expm1(x)	Python3.2新增，返回exp(x)-1，	math.expm1(1) # 结果为 1.718281828459045
ldexp(x, i)	返回 x * 2ⁱ	math.ldexp(4, 10) # 结果为 4096.0
log(x [,base])	返回指定base为底的x的对数，base默认为自然常数math.e	math.log(math.e) # 结果为 1.0 math.log(100,10) # 结果为 2.0
log10(x)	返回以10为底的x的对数	math.log10(100) # 结果为 2.0
log2(x)	Python3.3新增，	math.log2(8) # 结果为 3.0
log1p(x)	返回1+x的自然对数	math.log1p(math.e-1) # 结果为 1.0
erf(x)	Python3.2新增，返回x的误差函数（统计学公式）	math.erf(1) # 结果为 0.8427007929497149
erfc(x)	Python3.2新增，返回x的互补误差函数（统计学公式）	math.erfc(1) # 结果为 0.1572992070502851
gamma()	Python3.2新增，返回x的伽玛函数（概率学公式）	略
lgamma()	Python3.2新增，返回x的伽玛函数的绝对值的自然对数（概率学公式）	略
三角函数
sin(x)	正弦函数	math.sin(math.pi/2) # 结果为 1.0
cos(x)	余弦函数	math.cos(math.pi/4) # 结果为 0.7071067811865476
tan(x)	正切函数	math.tan(math.pi/3) # 结果为 1.7320508075688767
asin(x)	反正弦函数	math.asin(1.0) # 结果为 1.5707963267948966
acos(x)	反余弦函数	math.acos(1.0) # 结果为 0.0
atan(x)	反正切函数	math.atan(inf) # 结果为 1.5707963267948966
atan2(y, x)	返回atan(y/x)	math.atan2(2,2) # 结果为 0.7853981633974483
degrees(x)	将x从弧度转换为角度	math.degrees(math.pi/2) # 结果为 90.0
radians(x)	将x从角度转换为弧度	math.radians(180) # 结果为 3.141592653589793
双曲函数
sinh(x)	双曲正弦函数	略
cosh(x)	双曲余弦函数	略
tanh(x)	双曲正切函数	略
asinh(x)	反双曲正弦函数	略
acosh(x)	反双曲余弦函数	略
atanh(x)	反双曲正切函数	略
其他
modf(x)	返回元组形式的x的小数和整数部分	math.modf(3.14) # 结果为 (0.14000000000000012, 3.0)
frexp(x)	返回元组形式的x的正浮点尾数和浮点指数	math.frexp(100.0) # 结果为 (0.78125, 7)
remainder(x, y)	Python3.7新增，返回x类似浮点数结构的尾数，计算方式为：x-n**y，其中n为最佳接近x/y的整数。	math.remainder(10,1) # 结果为 0.0
isinf(x)	如果x是正无穷大，则返回True	math.isinf(inf) # 结果为 True
isfinite()	Python3.2新增，如果x不是无穷大的数，则返回True	math.isfinite(123) # 结果为 True
isnan(x)	如果x是浮点数的NaN（Not a Number），则返回True	math.isnan(float('nan')) # 结果为 True
isclose(a, b)	Python3.新增，如果a和b足够接近，则返回True	math.isclose(0.1,0.1000000001) # 结果为 True

（4）表达式与语句

表达式与语句的根本区别在于：语句没有值，而表达式有值。

● 赋值语句

由于赋值语句是“语句”，故其没有值，不能像C语言那样使用诸如 if(a=3)之类的形式(C语言的赋值语句有值，值为赋值内容)，但Python的赋值语句支持链式赋值、增量赋值、序列解包赋值等多种形式。

x = 1     # 普通赋值

x = y = 1 # 链式赋值

x += 1    # 增量赋值（使用增量运算符 += ）

x,y,z = (1,2,3) # 序列解包赋值（将元组中的3个值分别赋给x,y,z）

x,y = y,x       # 交换x和y的值

● del语句

del语句（del既不是内置函数，也不是运算符，是语句）可以移除一个变量名对实例的引用，并且也会移除这个变量名本身。但是del不会真正在内存中删除实例，删除实例的工作是由“垃圾收集器”做的，当某个实例的被引用计数减到0时，垃圾收集器会真正删除这个实例并释放其占用的内存。

# ---------- del 示例1：----------

x = 1

del x     # 之后x就不可用了

# ---------- del 示例2：----------

x = 'Hello'

y = x

del x     # 虽然解除了x对'Hello'的引用，但由于y还指向'Hello'，故'Hello'其实还在

print(y)  # 结果为 'Hello'

● 条件表达式

条件表达式和C语言中条件赋值功能大致相同，语法格式如下：

x = a if 布尔表达式 else b

含义为：当布尔表达式的值为True，则将a赋值给x；否则，将c赋值给x。条件表达式在“列表推导”和“生成器表达式”中比较有用。

● 连续比较表达式

Python支持比较运算符的连写，如：a < b < c < d，这样可以让代码看上去更精简。

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