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

stdying 發(fā)布于2019-07-31 10:24 / 1466人閱讀

摘要：用一行表示它們的關(guān)系就是運(yùn)算對象運(yùn)算符表達(dá)式語句運(yùn)算對象和運(yùn)算符構(gòu)成表達(dá)式，表達(dá)式構(gòu)成語句運(yùn)算對象運(yùn)算對象就是由各種對象構(gòu)成的集合，這些對象里面有些是常量，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，講到了Python程序的行的概念，這個行再細(xì)分就是運(yùn)算符(Operators)、運(yùn)算對象(Operands)、表達(dá)式(Express)、語句(Statements)。

提示：運(yùn)算和操作這兩個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;分開，即一個物理行有三個邏輯行；

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

運(yùn)算對象：即各種對象。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)算對象 + 運(yùn)算符 -> 表達(dá)式 -> 語句

運(yùn)算對象和運(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)算對象

運(yùn)算對象就是由各種對象構(gòu)成的集合，這些對象里面有些是常量，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，它是一個常量，不能改變它的值。

變量

常量代表具有特定意義的對象，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數(shù)據(jù)有可以對它進(jìn)行運(yùn)算（操作）的東東，這個東東就是變量。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基本語法時提到的標(biāo)識符，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a的值為3
b = a  # 把a(bǔ)賦值給b，此時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)算符就是對運(yùn)算對象進(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	兩個對象相加	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	28得256；?2.33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，因為-10 // 3.3得 -4，*-10 - 3.3-4**得到3.2.
<<	左移	二進(jìn)制操作，把數(shù)字的每個比特位向左移動特定位數(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	把一個數(shù)的比特位向右移動特定位數(shù)	2 >> 1得到1
&	位與	兩數(shù)對應(yīng)的比特位進(jìn)行與操作	8 & 9得8
`	`	位或	兩數(shù)對應(yīng)的比特位進(jìn)行或操作	`8	9`得9
^	位異或	兩數(shù)對應(yīng)的比特位進(jìn)行異或操作	8^9得1
～	位反	一個數(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，因為x是False。這種情況下，Python不再檢驗y的布爾值，因為and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表達(dá)式的值，所以就不再去驗證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（Operator precedence）

小時候?qū)W數(shù)學(xué)的時候，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，從低到高排列，同一個單元格里面的運(yùn)算符具有相同的優(yōu)先級，這時候運(yùn)算順序從左到右。不過，還是建議大家通過使用圓括號來分組表達(dá)式（運(yùn)算符和運(yùn)算對象），這樣可以清楚的指出運(yùn)算的先后順序，同時也讓程序更加易讀。

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，包括成員測試和同一性測試
`	`	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來改變它們的計算順序，比如(2 + 7) * 3中，就先計算圓括號里面的加法，然后再進(jìn)行乘法。這個原則跟小學(xué)時學(xué)到的算術(shù)是一樣的。

表達(dá)式（Expression）

表達(dá)式是一段可以計算為某個值的語法片段。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（一個代碼“塊”）的組成單位。一條語句可以是一個表達(dá)式或某個帶有關(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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