什么是运算符？#

本章节主要说明 Python 的运算符。

举个简单的例子:

1
4 + 5 = 9

例子中， 4 和 5 被称为 操作数 ，+ 称为 运算符 。

Python 语言支持以下类型的运算符:

接下来让我们一个个来学习Python的运算符。

Python算术运算符#

以下假设变量 a=10，变量 b=21：

以下实例演示了Python所有算术运算符的操作：

实例(Python 3.0+)#

1
a = 21
2
b = 10
3
c = 0
4

5
c = a + b
6
print("1 - c 的值为：", c)
7

8
c = a - b
9
print("2 - c 的值为：", c)
10

11
c = a * b
12
print("3 - c 的值为：", c)
13

14
c = a / b
15
print("4 - c 的值为：", c)
16

17
c = a % b
18
print("5 - c 的值为：", c)
19

20
a = 2
21
b = 3
22
c = a**b
23
print("6 - c 的值为：", c)
24

25
a = 10
26
b = 5
27
c = a // b
28
print("7 - c 的值为：", c)

以上实例输出结果：

1
1 - c 的值为： 31
2
2 - c 的值为： 11
3
3 - c 的值为： 210
4
4 - c 的值为： 2.1
5
5 - c 的值为： 1
6
6 - c 的值为： 8
7
7 - c 的值为： 2

Python 比较运算符#

以下假设变量 a 为 10，变量 b 为20：

以下实例演示了Python所有比较运算符的操作：

实例(Python 3.0+)#

1
a = 21
2
b = 10
3
c = 0
4

5
if (a == b):
6
    print("1 - a 等于 b")
7
else:
8
    print("1 - a 不等于 b")
9

10
if (a != b):
11
    print("2 - a 不等于 b")
12
else:
13
    print("2 - a 等于 b")
14

15
if (a < b):
16
    print("3 - a 小于 b")
17
else:
18
    print("3 - a 大于等于 b")
19

20
if (a > b):
21
    print("4 - a 大于 b")
22
else:
23
    print("4 - a 小于等于 b")
24

25
a = 5
26
b = 20
27

28
if (a <= b):
29
    print("5 - a 小于等于 b")
30
else:
31
    print("5 - a 大于 b")
32

33
if (b >= a):
34
    print("6 - b 大于等于 a")
35
else:
36
    print("6 - b 小于 a")

以上实例输出结果：

1
1 - a 不等于 b
2
2 - a 不等于 b
3
3 - a 大于等于 b
4
4 - a 大于 b
5
5 - a 小于等于 b
6
6 - b 大于等于 a

Python赋值运算符#

以下假设变量a为10，变量b为20：

以下实例演示了Python所有赋值运算符的操作：

实例(Python 3.0+)#

1
a = 21
2
b = 10
3
c = 0
4

5
c = a + b
6
print("1 - c 的值为：", c)
7

8
c += a
9
print("2 - c 的值为：", c)
10

11
c *= a
12
print("3 - c 的值为：", c)
13

14
c /= a
15
print("4 - c 的值为：", c)
16

17
c = 2
18
c %= a
19
print("5 - c 的值为：", c)
20

21
c **= a
22
print("6 - c 的值为：", c)
23

24
c //= a
25
print("7 - c 的值为：", c)

以上实例输出结果：

1
1 - c 的值为： 31
2
2 - c 的值为： 52
3
3 - c 的值为： 1092
4
4 - c 的值为： 52.0
5
5 - c 的值为： 2
6
6 - c 的值为： 2097152
7
7 - c 的值为： 99864

在 Python 3.8 及更高版本中，引入了一种新的语法特性，称为”海象运算符”（Walrus Operator），它使用:= 符号。这个运算符的主要目的是在表达式中同时进行赋值和返回赋值的值。

使用海象运算符可以在一些情况下简化代码，尤其是在需要在表达式中使用赋值结果的情况下。这对于简化循环条件或表达式中的重复计算很有用。

下面是一个简单的实例，演示了海象运算符的使用：

实例#

1
# 传统写法
2
n = 10
3
if n > 5:
4
    print(n)
5

6
# 使用海象运算符
7
if (n := 10) > 5:
8
    print(n)

• if (n := 10) > 5:：这是使用海象运算符（:= ）的写法。海象运算符在表达式中进行赋值操作。
  • (n := 10) ：将变量 n 赋值为 10，同时返回这个赋值结果。
    • > 5 ：检查赋值后的 n 是否大于 5。如果条件为真，则执行接下来的代码块。
• print(n) ：如果条件为真，打印变量 n 的值（即 10）。

海象运算符的优点：

• 海象运算符（:= ）允许在表达式内部进行赋值，这可以减少代码的重复，提高代码的可读性和简洁性。
• 在上述例子中，传统写法需要单独一行来赋值 n ，然后在 if 语句中进行条件检查。而使用海象运算符的写法可以在 if 语句中直接进行赋值和条件检查。

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：

1
a = 0011 1100
2

3
b = 0000 1101
4

5
-----------------
6

7
a&b = 0000 1100
8

9
a|b = 0011 1101
10

11
a^b = 0011 0001
12

13
~a  = 1100 0011

以下实例演示了Python所有位运算符的操作：

实例(Python 3.0+)#

1
a = 60
2
b = 13
3
c = 0
4

5
c = a & b
6
print("1 - c 的值为：", c)
7

8
c = a | b
9
print("2 - c 的值为：", c)
10

11
c = a ^ b
12
print("3 - c 的值为：", c)
13

14
c = ~a
15
print("4 - c 的值为：", c)
16

17
c = a << 2
18
print("5 - c 的值为：", c)
19

20
c = a >> 2
21
print("6 - c 的值为：", c)

以上实例输出结果：

1
1 - c 的值为： 12
2
2 - c 的值为： 61
3
3 - c 的值为： 49
4
4 - c 的值为： -61
5
5 - c 的值为： 240
6
6 - c 的值为： 15

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:

以上实例输出结果：

实例(Python 3.0+)#

1
a = 10
2
b = 20
3

4
if (a and b):
5
    print("1 - 变量 a 和 b 都为 true")
6
else:
7
    print("1 - 变量 a 和 b 有一个不为 true")
8

9
if (a or b):
10
    print("2 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")
11
else:
12
    print("2 - 变量 a 和 b 都不为 true")
13

14
a = 0
15

16
if (a and b):
17
    print("3 - 变量 a 和 b 都为 true")
18
else:
19
    print("3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true")
20

21
if (a or b):
22
    print("4 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")
23
else:
24
    print("4 - 变量 a 和 b 都不为 true")
25

26
if not (a and b):
27
    print("5 - 变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false")
28
else:
29
    print("5 - 变量 a 和 b 都为 true")

以上实例输出结果：

1
1 - 变量 a 和 b 都为 true
2
2 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true
3
3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true
4
4 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true
5
5 - 变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false

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。

以下实例演示了Python所有成员运算符的操作：

实例(Python 3.0+)#

1
a = 10
2
b = 20
3
list = [1, 2, 3, 4, 5]
4

5
if (a in list):
6
    print("1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
7
else:
8
    print("1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")
9

10
if (b not in list):
11
    print("2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中")
12
else:
13
    print("2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中")
14

15
a = 2
16
if (a in list):
17
    print("3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
18
else:
19
    print("3 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")

以上实例输出结果：

1
1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中
2
2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中
3
3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中

Python身份运算符#

身份运算符用于比较两个对象的存储单元

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：

实例(Python 3.0+)#

1
a = 20
2
b = 20
3

4
if (a is b):
5
    print("1 - a 和 b 有相同的标识")
6
else:
7
    print("1 - a 和 b 没有相同的标识")
8

9
if (id(a) == id(b)):
10
    print("2 - a 和 b 有相同的标识")
11
else:
12
    print("2 - a 和 b 没有相同的标识")
13

14
b = 30
15

16
if (a is b):
17
    print("3 - a 和 b 有相同的标识")
18
else:
19
    print("3 - a 和 b 没有相同的标识")
20

21
if (a is not b):
22
    print("4 - a 和 b 没有相同的标识")
23
else:
24
    print("4 - a 和 b 有相同的标识")

以上实例输出结果：

1
1 - a 和 b 有相同的标识
2
2 - a 和 b 有相同的标识
3
3 - a 和 b 没有相同的标识
4
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。

1
>>> a = [1, 2, 3]
2
>>> b = a
3
>>> b is a
4
True
5
>>> b == a
6
True
7
>>> b = a[:]
8
>>> b is a
9
False
10
>>> b == a
11
True

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， 相同单元格内的运算符具有相同优先级。 运算符均指二元运算，除非特别指出。 相同单元格内的运算符从左至右分组（除了幂运算是从右至左分组）：

以下实例演示了Python所有运算符优先级的操作：

实例(Python 3.0+)#

1
a = 20
2
b = 10
3
c = 15
4
d = 5
5
e = 0
6

7
e = (a + b) * c / d
8
print("(a + b) * c / d 运算结果为：", e)
9

10
e = ((a + b) * c) / d
11
print("((a + b) * c) / d 运算结果为：", e)
12

13
e = (a + b) * (c / d)
14
print("(a + b) * (c / d) 运算结果为：", e)
15

16
e = a + (b * c) / d
17
print("a + (b * c) / d 运算结果为：", e)

以上实例输出结果：

1
(a + b) * c / d 运算结果为： 90.0
2
((a + b) * c) / d 运算结果为： 90.0
3
(a + b) * (c / d) 运算结果为： 90.0
4
a + (b * c) / d 运算结果为： 50.0

and 拥有更高优先级:

实例#

1
x = True
2
y = False
3
z = False
4

5
print("情况1：默认优先级（先算and）")
6
if x or y and z:
7
    print("yes")
8
else:
9
    print("no")
10

11
print("\n情况2：强制改变优先级（先算or）")
12
if (x or y) and z:
13
    print("yes")
14
else:
15
    print("no")

以上实例先计算 y and z 并返回 False ，然后 x or False 返回 True，输出结果：

1
情况1：默认优先级（先算and）
2
yes
3

4
情况2：强制改变优先级（先算or）
5
no

注意： Python3 已不支持 <> 运算符，可以使用!= 代替，如果你一定要使用这种比较运算符，可以使用以下的方式：

1
>>> from __future__ import barry_as_FLUFL
2
>>> 1 <> 2
3
True

三元运算符（条件表达式）#

语法： <true_value> if 条件表达式 else <false_value>

条件为真时整个表达式的结果是第一个值，否则是第二个值。因为它能”算出结果”，所以是表达式而不是语句，可以直接写在赋值、函数参数里面。

1
age = 20
2

3
# 普通写法
4
if age >= 18:
5
    result = "成年"
6
else:
7
    result = "未成年"
8

9
# 三元运算符写法：一行搞定
10
result = "成年" if age >= 18 else "未成年"
11
print(result)   # 成年

在项目中的实际用法（AI 智能伴侣侧边栏，当前会话的按钮高亮）：

1
st.button(
2
    session,
3
    key=f"load_{session}",
4
    type="primary" if session == st.session_state.current_session else "secondary"
5
)

条件是”这个会话是不是当前会话”，为真则按钮类型取 "primary"（高亮），否则取 "secondary"（普通）。

注意： 三元运算符是先算条件前面那个值、再看条件的写法，不要和 and/or 的短路混用；嵌套多层（a if x else b if y else c）会严重影响可读性，超过两层建议改回 if...elif...else。

练习题#

• 1. 算术运算符练习 创建文件 test_arithmetic.py，完成以下计算并打印结果：

  • 15 + 4（加法）
  • 15 - 4（减法）
  • 15 * 4（乘法）
  • 15 / 4（除法，得到小数）
  • 15 // 4（整除）
  • 15 % 4（取余）
  • 2 ** 10（乘方）

  参考答案：

  1
  print(f"15 + 4 = {15 + 4}")      # 19
  2
  print(f"15 - 4 = {15 - 4}")      # 11
  3
  print(f"15 * 4 = {15 * 4}")      # 60
  4
  print(f"15 / 4 = {15 / 4}")      # 3.75
  5
  print(f"15 // 4 = {15 // 4}")    # 3
  6
  print(f"15 % 4 = {15 % 4}")      # 3
  7
  print(f"2 ** 10 = {2 ** 10}")    # 1024

• 2. 比较运算符练习 创建文件 test_compare.py，完成以下操作：

  • 比较 10 == 10、10 != 5、10 > 5、10 < 5、10 >= 10、10 <= 5
  • 打印每个结果

  参考答案：

  1
  print(f"10 == 10: {10 == 10}")   # True
  2
  print(f"10 != 5: {10 != 5}")    # True
  3
  print(f"10 > 5: {10 > 5}")      # True
  4
  print(f"10 < 5: {10 < 5}")      # False
  5
  print(f"10 >= 10: {10 >= 10}")  # True
  6
  print(f"10 <= 5: {10 <= 5}")    # False

• 3. 赋值运算符练习 创建文件 test_assignment.py，完成以下操作：

  • 创建变量 a = 10
  • 用 += 加 5
  • 用 -= 减 3
  • 用 *= 乘 2
  • 用 //= 整除 3
  • 每步打印结果

  参考答案：

  1
  a = 10
  2
  print(f"初始值: a = {a}")    # 10
  3
  
  4
  a += 5
  5
  print(f"a += 5: {a}")       # 15
  6
  
  7
  a -= 3
  8
  print(f"a -= 3: {a}")       # 12
  9
  
  10
  a *= 2
  11
  print(f"a *= 2: {a}")       # 24
  12
  
  13
  a //= 3
  14
  print(f"a //= 3: {a}")      # 8

• 4. 逻辑运算符练习 创建文件 test_logical.py，完成以下操作：

  • 测试 True and False、True or False、not True
  • 用变量测试：a = 10, b = 20，测试 a and b、a or b、not a

  参考答案：

  1
  print(f"True and False: {True and False}")   # False
  2
  print(f"True or False: {True or False}")     # True
  3
  print(f"not True: {not True}")               # False
  4
  
  5
  a = 10
  6
  b = 20
  7
  print(f"a and b: {a and b}")   # 20（返回最后一个真值）
  8
  print(f"a or b: {a or b}")     # 10（返回第一个真值）
  9
  print(f"not a: {not a}")       # False

• 5. 成员运算符练习 创建文件 test_member.py，完成以下操作：

  • 创建列表 fruits = ["苹果", "香蕉", "橘子"]
  • 测试 "苹果" in fruits
  • 测试 "西瓜" not in fruits
  • 测试 "香蕉" in fruits

  参考答案：

  1
  fruits = ["苹果", "香蕉", "橘子"]
  2
  
  3
  print(f"'苹果' in fruits: {'苹果' in fruits}")       # True
  4
  print(f"'西瓜' not in fruits: {'西瓜' not in fruits}")  # True
  5
  print(f"'香蕉' in fruits: {'香蕉' in fruits}")       # True

• 6. 身份运算符练习 创建文件 test_identity.py，完成以下操作：

  • 创建 a = [1, 2, 3]，b = a，c = a[:]
  • 测试 a is b、a is c、a == b、a == c
  • 用 id() 查看内存地址

  参考答案：

  1
  a = [1, 2, 3]
  2
  b = a
  3
  c = a[:]
  4
  
  5
  print(f"a is b: {a is b}")     # True（同一个对象）
  6
  print(f"a is c: {a is c}")     # False（不同对象）
  7
  print(f"a == b: {a == b}")     # True（值相等）
  8
  print(f"a == c: {a == c}")     # True（值相等）
  9
  
  10
  print(f"id(a): {id(a)}")
  11
  print(f"id(b): {id(b)}")  # 和 a 相同
  12
  print(f"id(c): {id(c)}")  # 和 a 不同