Lenskit 2019-11-19
编程的本质就是数据和运算,数据由基本数据类型、数据结构来表示,运算就是对这些数据的各种操作,基本的加减乘除、是非判断、流程控制等等。这些操作就是今天我们要讲的运算符、表达式和语句。
前面我们学习Python的基本语法时,讲到了Python程序的行的概念,这个行再细分就是运算符(Operators)、运算对象(Operands)、表达式(Express)、语句(Statements)。
提示:运算和操作这两个概念在编程中往往是一样的
比如下面这一行代码:
a = 5; b = a + 7; c = a if a > b else b
先来分解一下这一行:
;
分开,即一个物理行有三个逻辑行;a + 7
, a > b
等;a, b, c, 5, 7
等。用一行表示它们的关系就是:
运算对象 + 运算符 -> 表达式 -> 语句
运算对象和运算符构成表达式,表达式构成语句
![(http://upload-images.jianshu....
运算对象就是由各种对象构成的集合,这些对象里面有些是常量,有些是变量。
Python中的常量我们已经见过很多了,比如整数:9, 7, 8
等等,浮点数:3.14, 0.618
等等,字符串:'猿人学Python'
,这些常量我们看到它们时就知道它们的意思,这就是字面意义上的常量。
字面意义上的常量就是按照它们的字面意义使用它们的值。比如,数字8
总是代表它自己,它是一个常量,不能改变它的值。
常量代表具有特定意义的对象,但不足以满足编程的需要。编程经常需要一种既可以存储数据有可以对它进行运算(操作)的东东,这个东东就是变量。编程中要经常使用变量,就需要给变量起个名字:变量名。变量名的起名规则就是前面讲Python基本语法时提到的标识符,忘了的小猿可以再去看看那一节。
最开始那一行Python代码中的a, b, c
都是变量,而5, 12, 5
就是它们各自存储的值。如果再来一句a = a + 3
,a
的值就变成了8
,变量a
的值就变了。
变量的赋值就是给变量一个值,比如a = 3
,就是给a变量以3的值。
a = 3 # 把3赋值给a,此时a的值为3 b = a # 把a赋值给b,此时b的值等于a的值,也是3 c, d = a, b # 这是多重赋值,相当于 c = a; d = b
运算符就是对运算对象进行的具体运算名称。不同的运算符代表不同的运算,比如加减乘除。
通过Python shell可以方便的体验运算符的使用:
In [115]: 2 + 5 Out[115]: 7 In [116]: 8 * 9 Out[116]: 72
下面我们用一个表格来清晰的列出各种运算符及其用法。
运算符 | 名称 | 含义 | 示例 | ||
---|---|---|---|---|---|
+ | 加 | 两个对象相加 | 2 + 5 得7; '猿人学' + 'Python' 得到'猿人学Python' | ||
- | 减 | 两数相减,或负数 | 10 - 5 得到5;-3.1 表示负数。 | ||
* | 乘 | 两数相乘,或字符串重复多次 | 3 * 7 得到21;'py' * 2 得到pypy 。 | ||
** | 幂 | 返回x的y次幂 | 2**8 得256; 2.3**3 得12.167 | ||
/ | 除 | 两数相除 | 10 / 2 得到5;10 / 3 得到 3.333333 | ||
// | 向下取整除 | 两数相除,返回离商最近且小的整数。如果除数和被除数中有浮点数,返回的也是浮点数。 | 11 // 2 得到5;-11 // 2 得到-6;5 // 1.34 得到3.0. | ||
% | 模除 | 求余数 | 10 % 3 得到1;10 % 3.3 得到0.1;-10 % 3.3 得到3.2,因为-10 // 3.3 得 -4,-10 - 3.3*-4 得到3.2. | ||
<< | 左移 | 二进制操作,把数字的每个比特位向左移动特定位数(数字在内存中以二进制0,1 表示) | 2 << 3 得到16,2 的二进制是:00000010 ,左移3位变成:0b00010000 即16 | ||
>> | 右移 | 把一个数的比特位向右移动特定位数 | 2 >> 1 得到1 | ||
& | 位与 | 两数对应的比特位进行与操作 | 8 & 9 得8 | ||
` | ` | 位或 | 两数对应的比特位进行或操作 | `8 | 9`得9 |
^ | 位异或 | 两数对应的比特位进行异或操作 | 8^9 得1 | ||
~ | 位反 | 一个数x的比特位全部取反,值为-(x+1) | ~8 的 -9 | ||
< | 小于 | 返回x是否小于y。所有比较运算符返回的不是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 | 比较对象是否相等 | 2 == 2 返回True ,3 == 2 返回False ,'str' == 'str' 返回True | ||
!= | 不等于比较对象是否不相等 | 1 != 3 返回True ,3 != 3 返回False | |||
not | 布尔非 | 如果x是True 则返回False ;如果x是False 则返回True | x = False; not x 返回True 。 | ||
and | 布尔与 | x and y 如果x是False 则返回False ,否则返回y的布尔值 | x = False; y = True; x and y 返回False ,因为x是False。这种情况下,Python不再检验y的布尔值,因为and左边的x已经是False了,不管右边的y是真是假都不影响整个表达式的值,所以就不再去验证y是真是假。这叫做“短路求值”。 | ||
or | 布尔或 | 如果x是True 则返回True,否则返回y的布尔值 | x = True; y = False; x or y 返回True。这里同样适用“短路求值” |
小时候学数学的时候,我们知道先乘除后加减,比如要算2 + 5 * 6
的话,先算5 * 6
得到30, 再算2 + 30
得到32. 也就是说,乘法运算符的优先级高于加法运算符。
下面的表格就是Python的运算符的优先级,从低到高排列,同一个单元格里面的运算符具有相同的优先级,这时候运算顺序从左到右。不过,还是建议大家通过使用圆括号来分组表达式(运算符和运算对象),这样可以清楚的指出运算的先后顺序,同时也让程序更加易读。
运算符 | 描述 | |
---|---|---|
lambda | Lambda函数表达式 | |
if-else | 条件表达式 | |
or | 布尔或 | |
and | 布尔与 | |
not | 布尔非 | |
in , not in , is , is not , < , <= , > , >= , != , == | 比较,包括成员测试和同一性测试 | |
` | ` | 位或 |
^ | 位异或 | |
& | 位与 | |
<< , >> | 移位 | |
+ , - | 加、减 | |
* , @ , / , // , % | 乘,矩阵乘法,除,向下取整除,模除 | |
+x , -x , ~x | 整数,负数,位非(位反) | |
** | 幂运算符。它的绑定不如其右侧的算数或按位一元运算符紧密,所以,2**-1 的值是0.5. | |
await | await表达式(asyncio中使用) | |
x[index] , x[index:index] , x(arguments...) , x.attribute | 下标,切片,函数调用,属性引用 | |
(expressions...) , [expressions...] , {key:value...} , {expressions...} | 绑定或元组显示,列表显示,字典显示,集合显示 |
上面表格中有我们还没有接触到的运算符,这将会在后面的章节中讲解。
程序根据上表的顺序来进行运算,但是我们也可以通过圆括号来改变它们的计算顺序,比如(2 + 7) * 3
中,就先计算圆括号里面的加法,然后再进行乘法。这个原则跟小学时学到的算术是一样的。
表达式是一段可以计算为某个值的语法片段。换句话说,就是表达元素的累积,比如文字,名称,属性访问,运算符或函数调用,它们都返回一个值。与许多其它语言相比,并非所有语言结构都是表达式。还有一些语句不能用作表达式,比如while
。赋值
也是语句,但不是表达式。
从上面对表达式的定义来看,a > 3
是表达式,a = 3
不是表达式,而是赋值语句。
语句是程序段(一个代码“块”)的组成单位。一条语句可以是一个表达式或某个带有关键字的结构,例如if
, while
或for
。
语句的例子:
a = 5 # 赋值语句 if a > 3: #条件语句,其中 a > 3是表达式 print('a > 3') #输出语句
程序由语句组成;语句或是由表达式构成,或是赋值,或是if
, while
等关键字的结构;表达式由运算符和运算对象(数字、字符串等常量,变量等)组成,是语句的构成元素。