这是为我最最最爱的女朋友写的一份简明Python教程。

第四章：运算符

Python有着多种的运算符，使用运算符，可以完成数学运算，逻辑运算，位运算（基于二进制的运算）等。

算数运算符

以下假设变量 a=10，变量 b=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 – 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 – 往小的方向取整数	>>> 9//2 4 >>> -9//2 -5

算数运算符与数学类似，有加减乘除，以及稍微高阶的运算，主要服务于数字类型的变量

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。

比较运算符是编程中的重点，注意在编程中，判断是否想等用的是两个等号==，不使用一个等号=的原因是一个等号=被赋值运算符占用，故使用两个等号==作为是否相等的判断。

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
:=	海象运算符，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。Python3.8 版本新增运算符。	在这个示例中，赋值表达式可以避免调用 len() 两次:if (n := len(a)) > 10: print(f”List is too long ({n} elements, expected <= 10)”)

赋值运算符是赋值的同时进行运算，所以相较于算数运算符，仅仅是多了一个等号，多了一个赋值的步骤，即现进行算数运算，再将整体计算的值赋值给左侧对象（左侧变量）。

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

位运算是涉及了计算机原理的运算，不适合人直接计算，但有时一个程序可能需要做二进制上的运算，所以仍然需要学习，但可先浅学，了解什么是二进制，了解什么是二进制运算，再简单的了解位运算符即可。

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 x 的值，否则返回 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

逻辑运算符在判断语句中经常用到，比如需要判断两个条件是否同时成立，是否单独成立，是否不同时成立等情况。上标的逻辑运算符是常用语Python的，在其他语言中，and == && ; or == || ; not == !

其中的&&是逻辑与运算符，区别于上一小节的按位与，|| ! 也分别是逻辑或和逻辑取反。

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。

Python的成员运算符是Python的一大特色，其他少有语言支持这一特性。

Python的成员运算符可以很方便的确定某一对象是否存在与某一集合（列表，元组，字典等集合）中。

story = "在一个被繁星点缀的夜晚，小镇上的灯塔突然熄灭了。这灯塔不仅是航海者的指引，也是镇上孩子们心中的奇迹。最勇敢的小男孩，艾伦，决定攀爬灯塔，修理那盏熄灭的灯。"
name = "艾伦"
if name in story:
    print("故事里有艾伦")

fruits = ["苹果", "香蕉", "樱桃", "橙子", "葡萄"]
litchi = "荔枝"
if litchi not in fruits:
    print("荔枝不在果篮中")

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(x) != id(y)。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。

什么是内存和内存地址呢？
内存就是CPU处理数据时，暂时存放数据的地方，类似于演算纸，系统会在程序运行完毕后会释放掉程序开始运行时系统分配给程序的内存空间。而内存区别于硬盘，硬盘是长时间存放数据的地方，就像试卷，系统会从硬盘中取数据然后进行运算；
数据在内存中肯定不是胡乱存放的，数据进入内存是队列的方式进入的，即一个一个进入，那么这就要求为每一块空间分配一个地址，方便CPU去找到某个数据，地址就类似于一条街上的门牌号。

在Python中，赋值就是将一个值的地址放到变量上，当访问这个变量时，便会通过变量里面记录的地址去寻找这个值。所以当给一个变量赋予了同样的值时，他们的地址也就是相同的，所以在处理数字类型的变量的时候，x is y 的结果和 x == y的结果一样

# 这是一个 a is b 的实例
a = 1
b = 1

if a is b:
    print("对象a的地址和对象b的地址相同")
elif a is not b:
    print("对象a的地址和对象b的地址不相同")

print("对象a的地址 =", id(a))
print("对象b的地址 =", id(b))

# 这是一个 a is not b 的实例
class fruits:
    name = ''

a = fruits()
b = fruits()

if a is b:
    print("对象a的地址和对象b的地址相同")
elif a is not b:
    print("对象a的地址和对象b的地址不相同")

print("对象a的地址 =", id(a))
print("对象b的地址 =", id(b))

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）：

运算符	描述
(expressions...),[expressions...], {key: value...}, {expressions...}	圆括号的表达式
x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute	读取，切片，调用，属性引用
await x	await 表达式
**	乘方(指数)
+x, -x, ~x	正，负，按位非 NOT
*, @, /, //, %	乘，矩阵乘，除，整除，取余
+, -	加和减
<<, >>	移位
&	按位与 AND
^	按位异或 XOR
|	按位或 OR
in,not in, is,is not, <, <=, >, >=, !=, ==	比较运算，包括成员检测和标识号检测
not x	逻辑非 NOT
and	逻辑与 AND
or	逻辑或 OR
if -- else	条件表达式
lambda	lambda 表达式
:=	赋值表达式