运算符

运算符分为7种

• 算数运算符
• 比较运算符
• 赋值运算符
• 逻辑运算符
• 成员运算符
• 身份运算符
• 位运算符

算术运算符

运算符	描述
+	加
-	减
*	乘
/	除
%	取模，规律： (a % b) + (-a % b) = b或0 (当a为0时，为0)，即负数的余数和正数的余数相加为0或b
**	幂，对于10为底数，可以用科学计数法，10**8 => 1e8
//	整除，相当于除了之后向下取整，负数则取更小的，-13//4 => -4

比较运算符

运算符	描述
==	等于
!=	不等于
>	大于
<	小于
>=	大于或等于
<=	小于或等于

返回布尔值：True，False

赋值运算符

运算符	描述
=	赋值
+=	加法赋值，b += a 等于 b = b + a
-=	减法赋值
*=	乘法赋值
/=	除法赋值
%=	取模赋值
**=	幂赋值
//=	取整赋值
:=	海象赋值运算符（Python3.8 版本新增运算符）

海象运算符

海象运算符（Walrus Operator），允许在表达式内部进行赋值操作。使用海象运算符可以使某些代码模式更简洁，尤其是在需要赋值给变量并且立即检查该变量的值的情况下

海象运算符的基本用法是在一个表达式内部进行赋值，并且这个赋值的结果可以被立即使用或检查

示例1：在while循环中使用

不使用海象运算符：

# 常规方式
n = input("请输入一个数字：")
while n != "done":
    # 对n进行处理...
    n = input("请输入一个数字：")

使用海象运算符：

# 使用海象运算符
while (n := input("请输入一个数字：")) != "done":
    # 对n进行处理...

示例2：在列表推导式和其他表达式中使用

海象运算符也可以在如列表推导式中使用，这在需要在表达式中对某个结果进行多次引用时非常有用

# 假设我们有一个字符串列表，我们想过滤出那些长度大于4的字符串，并且返回它们的长度
words = ["hello", "world", "walrus", "python"]
lengths = [len(word) for word in words if len(word) > 4]

使用海象运算符，可以避免调用len函数两次：

lengths = [(n := len(word)) for word in words if n > 4]

备注

• 海象运算符:=可以在需要值的同时进行赋值，这对于减少某些操作的代码量非常有用。
• 特别适用于处理资源密集型的函数调用、复杂的计算或其他需要重复使用结果的情况。
• 在使用海象运算符时，需要注意代码的可读性和清晰性，避免过度使用导致代码难以理解。

赋值形式

• 增强赋值

  • 增强赋值是将操作和赋值合并成单一操作的一种方式

  • 对于所有二元运算符（如+, -, *, /等），Python都提供了一个增强赋值运算符（如+=, -=, *=, /=等）

    x = 5
    x += 1  # 等同于 x = x + 1，x 的值现在是 6
    y = 10
    y *= 2  # 等同于 y = y * 2，y 的值现在是 20

• 序列赋值

  • 一次性地将一个序列（如列表或元组）中的元素赋值给多个变量

  • 要求：变量的数量和序列中的元素数量相匹配，否则会引发ValueError

    a, b, c = [1, 2, 3]  # a = 1, b = 2, c = 3
    x, y, z = (4, 5, 6)  # x = 4, y = 5, z = 6

• 多目标赋值

  • 在一条语句中将同一个值赋给多个变量

    a = b = c = 0  # a, b, c 都被赋值为 0

  • 对于可变数据类型（如列表），可能导致意外的行为，因为这会使得多个变量引用内存中的同一个对象，修改任一变量引用的对象可能会影响其他变量

    a = b = []
    a.append(1)
    print(b)  # 输出: [1]

逻辑运算符

运算符	描述
and	布尔"与"（左边为假，返回左边；否则返回右边）
or	布尔"或"（左边为真，返回左边；否则返回右边）
not	布尔"非"（假，返回 True；真，返回 False）

备注

内置函数all(iterable) / any(iterable)

• all()：如果 iterable 的所有元素均为真值（或 iterable 为空）则返回True
• any()：如果 iterable 的任一元素为真值则返回 True（可迭代对象为空，返回 False）

短路原则

• and：如果第一个操作数为False，Python将不会评估第二个操作数

• or：如果第一个操作数为True，Python将不会评估第二个操作数

• 性能优化：通过避免不必要的计算，短路原则可以提高程序的运行效率。

• 防止执行不安全的操作：短路原则可以用来确保只在安全或必要的情况下执行某些操作

  # 安全检查示例
  # 只有当lst不是None时，才会对lst进行长度检查，这样可以避免在尝试访问None对象的属性时抛出异常
  if lst is not None and len(lst) > 0:
      print("List is not empty!")

成员运算符

运算符	描述
in	判断某个元素是否存在对象中
not in	判断某个元素是否不存在对象中

返回布尔值：True，False

身份运算符

运算符	描述
is	判断两个标识符是不是引用自一个对象，类似判断 id(a) == id(b)
is not	判断两个标识符是不是引用自不同对象，类似判断 id(a) != id(b)

返回布尔值：True，False

位运算符

运算符	描述
&	按位与运算符，如果两个相应位都为1，则该位的结果为1，否则为0
|	按位或运算符，只要两个相应位有一个为1时，结果位就为1
^	按位异或运算符，只要两个相应位不同，结果就为1
~	按位取反运算符，对数据的每个二进制位（包括符号位）取反，即把1变为0，把0变为1，Python中的~运算符返回的是数的补码，所以~x 值等于 -（x+1）
<<	左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，右边补0
>>	右移动运算符：运算数的各二进位全部右移若干位，左边补对应的符号位值

print(5 & 3)  # 输出: 1 (二进制：0101 & 0011 = 0001)
print(5 | 3)  # 输出: 7 (二进制：0101 | 0011 = 0111)
print(5 ^ 3)  # 输出: 6 (二进制：0101 ^ 0011 = 0110)
print(~5)  # 输出: -6 (二进制：~0101 = 1010，补码表示-6)
print(5 << 1)  # 输出: 10 (二进制：0101 << 1 = 1010)
print(5 >> 1)  # 输出: 2 (二进制：0101 >> 1 = 0010)

位运算可以用于设置或查询整数类型数据的某些位，或用于快速乘除以2的幂（通过左移和右移实现）

进制转换函数

进制转换函数不适用于浮点数，对于浮点数，需要先将其转换为整数，或者使用格式化方法来表示为不同进制的字符串

bin(x)

• 将一个整数转变为一个前缀为0b的二进制字符串

  print(bin(10))  # 输出: 0b1010

hex(x)

• 将一个整数转变为一个前缀为0x的十六进制字符串

  print(hex(10))  # 输出: 0x0a

oct(x)

• 将一个整数转变为一个前缀为0o的八进制字符串

  print(oct(10))  # 输出: 0o12

运算符优先级

从高到低如下：

运算符	描述
()	改变运算的正常顺序
**	指数 (最高优先级)
~	按位取反
* / % //	乘，除，求余数和取整除
+ -	加法、减法
<< >>	左移，右移
&	按位与
^|	按位异或、或
<= < > >=	比较运算符
== !=	等于运算符
%= /= //= -= += *= **=	赋值运算符
is is not	身份运算符
in not in	成员运算符
not and or	逻辑运算符

拼接操作

在Python中，加号（+）和乘号（*）运算符以及它们的增强赋值形式（+=和*=）还可以用于字符串、列表和在一定条件下对元组进行拼接和重复操作

字符串

• +：用于连接两个字符串
• +=：将右侧的字符串添加到左侧的字符串变量上
• *：用于重复字符串
• *=：将字符串重复指定次数，并赋值给原变量

# 字符串
s = "Hello"
s += " World"  # s = "Hello World"
s = s * 2  # s = "Hello WorldHello World"

列表

• +：用于连接两个列表
• +=：可以用来向列表追加元素或另一个列表的元素
• *：用于重复列表
• *=：将列表重复指定次数，并赋值给原变量

# 列表
lst = [1, 2]
lst += [3, 4]  # lst = [1, 2, 3, 4]
lst = lst * 2  # lst = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4]

元组

对于元组，+ 和 * 运算符的行为与字符串和列表类似，但请注意，元组是不可变的，所以每次使用这些运算符时，实际上是在创建一个新的元组对象

• +：用于连接两个元组
• *：用于重复元组

# 元组
t = (1, 2)
t = t + (3, 4)  # t = (1, 2, 3, 4)
t = t * 2  # t = (1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4)

元组没有+=和*=操作符的原地修改行为，因为元组是不可变的。使用+=和*=会创建一个新的元组对象，并重新绑定给原来的变量名