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python基礎(chǔ)教程：運(yùn)算對(duì)象、運(yùn)算符、表達(dá)式和語句

stdying / 1433人閱讀

摘要：用一行表示它們的關(guān)系就是運(yùn)算對(duì)象運(yùn)算符表達(dá)式語句運(yùn)算對(duì)象和運(yùn)算符構(gòu)成表達(dá)式，表達(dá)式構(gòu)成語句運(yùn)算對(duì)象運(yùn)算對(duì)象就是由各種對(duì)象構(gòu)成的集合，這些對(duì)象里面有些是常量，有些是變量。

編程的本質(zhì)就是數(shù)據(jù)和運(yùn)算，數(shù)據(jù)由基本數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示，運(yùn)算就是對(duì)這些數(shù)據(jù)的各種操作，基本的加減乘除、是非判斷、流程控制等等。這些操作就是今天我們要講的運(yùn)算符、表達(dá)式和語句。

前面我們學(xué)習(xí)Python的基本語法時(shí)，講到了Python程序的行的概念，這個(gè)行再細(xì)分就是運(yùn)算符(Operators)、運(yùn)算對(duì)象(Operands)、表達(dá)式(Express)、語句(Statements)。

提示：運(yùn)算和操作這兩個(gè)概念在編程中往往是一樣的

比如下面這一行代碼：

a = 5; b = a + 7; c = a if a > b else b

先來分解一下這一行：

語句： 由表達(dá)式組成。此例共三條語句，用分號(hào);分開，即一個(gè)物理行有三個(gè)邏輯行；

表達(dá)式： 由運(yùn)算符和操作對(duì)象組成。此例中的表達(dá)式有a + 7,?a > b等；

運(yùn)算對(duì)象： 即各種對(duì)象。此例中的a, b, c, 5, 7等。

用一行表示它們的關(guān)系就是：

運(yùn)算對(duì)象 + 運(yùn)算符 -> 表達(dá)式 -> 語句

運(yùn)算對(duì)象和運(yùn)算符構(gòu)成表達(dá)式，表達(dá)式構(gòu)成語句

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運(yùn)算對(duì)象

運(yùn)算對(duì)象就是由各種對(duì)象構(gòu)成的集合，這些對(duì)象里面有些是常量，有些是變量。

常量

Python中的常量我們已經(jīng)見過很多了，比如整數(shù)：9, 7, 8等等，浮點(diǎn)數(shù)：3.14， 0.618等等，字符串："猿人學(xué)Python"，這些常量我們看到它們時(shí)就知道它們的意思，這就是字面意義上的常量。

字面意義上的常量就是按照它們的字面意義使用它們的值。比如，數(shù)字8總是代表它自己，它是一個(gè)常量，不能改變它的值。

變量

常量代表具有特定意義的對(duì)象，但不足以滿足編程的需要。編程經(jīng)常需要一種既可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)有可以對(duì)它進(jìn)行運(yùn)算（操作）的東東，這個(gè)東東就是變量。編程中要經(jīng)常使用變量，就需要給變量起個(gè)名字：變量名。變量名的起名規(guī)則就是前面講Python基本語法時(shí)提到的標(biāo)識(shí)符，忘了的小猿可以再去看看那一節(jié)。

最開始那一行Python代碼中的a, b, c都是變量，而5, 12, 5就是它們各自存儲(chǔ)的值。如果再來一句a = a + 3，a的值就變成了8，變量a的值就變了。
變量的賦值就是給變量一個(gè)值，比如a = 3，就是給a變量以3的值。

a = 3  # 把3賦值給a，此時(shí)a的值為3
b = a  # 把a(bǔ)賦值給b，此時(shí)b的值等于a的值，也是3
c, d = a, b  # 這是多重賦值，相當(dāng)于 c = a; d = b
運(yùn)算符

運(yùn)算符就是對(duì)運(yùn)算對(duì)象進(jìn)行的具體運(yùn)算名稱。不同的運(yùn)算符代表不同的運(yùn)算，比如加減乘除。
通過Python shell可以方便的體驗(yàn)運(yùn)算符的使用：

In [115]: 2 + 5
Out[115]: 7

In [116]: 8 * 9
Out[116]: 72

下面我們用一個(gè)表格來清晰的列出各種運(yùn)算符及其用法。

運(yùn)算符 名稱 含義 示例
+ 加 兩個(gè)對(duì)象相加 2 + 5得7；?"猿人學(xué)" + "Python"得到"猿人學(xué)Python"
- 減 兩數(shù)相減，或負(fù)數(shù) 10 - 5得到5；-3.1表示負(fù)數(shù)。
* 乘 兩數(shù)相乘，或字符串重復(fù)多次 3 * 7得到21；"py" * 2得到pypy。
** 冪 返回x的y次冪 2**8得256；?2.3**3得12.167
/ 除 兩數(shù)相除 10 / 2得到5；10 / 3?得到 3.333333
// 向下取整除 兩數(shù)相除，返回離商最近且小的整數(shù)。如果除數(shù)和被除數(shù)中有浮點(diǎn)數(shù)，返回的也是浮點(diǎn)數(shù)。 11 // 2得到5；-11 // 2得到-6；5 // 1.34得到3.0.
% 模除 求余數(shù) 10 % 3得到1；10 % 3.3得到0.1；-10 % 3.3得到3.2，因?yàn)?b>-10 // 3.3得 -4，-10 - 3.3*-4得到3.2.
<< 左移 二進(jìn)制操作，把數(shù)字的每個(gè)比特位向左移動(dòng)特定位數(shù)（數(shù)字在內(nèi)存中以二進(jìn)制0,1表示） 2 << 3得到16，2的二進(jìn)制是：00000010，左移3位變成：0b00010000即16
>> 右移 把一個(gè)數(shù)的比特位向右移動(dòng)特定位數(shù) 2 >> 1得到1
& 位與 兩數(shù)對(duì)應(yīng)的比特位進(jìn)行與操作 8 & 9得8
` ` 位或 兩數(shù)對(duì)應(yīng)的比特位進(jìn)行或操作 `8 9`得9
^ 位異或 兩數(shù)對(duì)應(yīng)的比特位進(jìn)行異或操作 8^9得1
～ 位反 一個(gè)數(shù)x的比特位全部取反，值為-(x+1) ~8的 -9
< 小于 返回x是否小于y。所有比較運(yùn)算符返回的不是True就是False 8 < 9得到True。
> 大于 返回x是否大于y 8 > 9得到False。
<= 小于等于 返回x是否小于等于y x = 2; y = 3; x <= y?返回True
>= 大于等于 返回x是否大于等于y x = 6; y = 4; x >= y?返回True
== 等于 比較對(duì)象是否相等 2 == 2返回True，3 == 2返回False，"str" == "str"返回True
!= 不等于比較對(duì)象是否不相等 1 != 3返回True，3 != 3返回False
not 布爾非 如果x是True則返回False；如果x是False則返回True x = False; not x返回True。
and 布爾與 x and y?如果x是False則返回False，否則返回y的布爾值 x = False; y = True; x and y返回False，因?yàn)閤是False。這種情況下，Python不再檢驗(yàn)y的布爾值，因?yàn)閍nd左邊的x已經(jīng)是False了，不管右邊的y是真是假都不影響整個(gè)表達(dá)式的值，所以就不再去驗(yàn)證y是真是假。這叫做“短路求值”。
or 布爾或 如果x是True則返回True，否則返回y的布爾值 x = True; y = False; x or y返回True。這里同樣適用“短路求值”
運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)（Operator precedence）

小時(shí)候?qū)W數(shù)學(xué)的時(shí)候，我們知道先乘除后加減，比如要算2 + 5 * 6的話，先算5 * 6得到30， 再算2 + 30得到32. 也就是說，乘法運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)高于加法運(yùn)算符。

下面的表格就是Python的運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，從低到高排列，同一個(gè)單元格里面的運(yùn)算符具有相同的優(yōu)先級(jí)，這時(shí)候運(yùn)算順序從左到右。不過，還是建議大家通過使用圓括號(hào)來分組表達(dá)式（運(yùn)算符和運(yùn)算對(duì)象），這樣可以清楚的指出運(yùn)算的先后順序，同時(shí)也讓程序更加易讀。

運(yùn)算符 描述
lambda Lambda函數(shù)表達(dá)式
if-else 條件表達(dá)式
or 布爾或
and 布爾與
not 布爾非
in,?not in,?is,?is not,?<,?<=,?>,?>=,?!=,?== 比較，包括成員測(cè)試和同一性測(cè)試
` ` 位或
^ 位異或
& 位與
<<,?>> 移位
+,?- 加、減
*,?@,?/,?//,?% 乘，矩陣乘法，除，向下取整除，模除
+x,?-x,?~x 整數(shù)，負(fù)數(shù)，位非（位反）
** 冪運(yùn)算符。它的綁定不如其右側(cè)的算數(shù)或按位一元運(yùn)算符緊密，所以，2**-1?的值是0.5.
await await表達(dá)式（asyncio中使用）
x[index],?x[index:index],?x(arguments...),?x.attribute 下標(biāo)，切片，函數(shù)調(diào)用，屬性引用
(expressions...),?[expressions...],?{key:value...},?{expressions...} 綁定或元組顯示，列表顯示，字典顯示，集合顯示

上面表格中有我們還沒有接觸到的運(yùn)算符，這將會(huì)在后面的章節(jié)中講解。

程序根據(jù)上表的順序來進(jìn)行運(yùn)算，但是我們也可以通過圓括號(hào)來改變它們的計(jì)算順序，比如(2 + 7) * 3中，就先計(jì)算圓括號(hào)里面的加法，然后再進(jìn)行乘法。這個(gè)原則跟小學(xué)時(shí)學(xué)到的算術(shù)是一樣的。

表達(dá)式（Expression）

表達(dá)式是一段可以計(jì)算為某個(gè)值的語法片段。換句話說，就是表達(dá)元素的累積，比如文字，名稱，屬性訪問，運(yùn)算符或函數(shù)調(diào)用，它們都返回一個(gè)值。與許多其它語言相比，并非所有語言結(jié)構(gòu)都是表達(dá)式。還有一些語句不能用作表達(dá)式，比如while。賦值也是語句，但不是表達(dá)式。

從上面對(duì)表達(dá)式的定義來看，a > 3是表達(dá)式，a = 3不是表達(dá)式，而是賦值語句。

語句（Statements）

語句是程序段（一個(gè)代碼“塊”）的組成單位。一條語句可以是一個(gè)表達(dá)式或某個(gè)帶有關(guān)鍵字的結(jié)構(gòu)，例如if,?while或for。
語句的例子：

a = 5  # 賦值語句
if a > 3:  #條件語句，其中 a > 3是表達(dá)式
    print("a > 3")  #輸出語句
總結(jié)

程序由語句組成；語句或是由表達(dá)式構(gòu)成，或是賦值，或是if,?while等關(guān)鍵字的結(jié)構(gòu)；表達(dá)式由運(yùn)算符和運(yùn)算對(duì)象（數(shù)字、字符串等常量，變量等）組成，是語句的構(gòu)成元素。

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