零基础Python完全自学教程8:Python中常用的运算符

欢迎你来到站长学堂，学习站长在线出品的在线课程《零基础Python完全自学教程》今日分享的是第8课《Python中常用的运算符》。本节课主要内容有：算术运算符、赋值运算符、比较（关系）运算符、逻辑运算符和位运算符。

运算符就是一些特殊的符号，用于数学计算、比较大小，判断逻辑等。Python的运费符主要包括算术运算符、赋值运算符、比较（关系）运算符、逻辑运算符和位运算符。使用运算符将不同类型的数据按照一定的规则链接起来的式子，称为表达式。

使用算术运算符连接起来的式子，称为算术表达式；使用逻辑运算符连接起来的式子，称为逻辑表达式。下面开始对Python中常用的的运算符进行详细介绍。

8.1、Python中的算术运算符

算术运算符也即数学运算符，用来对数字进行数学运算，比如加减乘除。下表列出了 Python 支持所有基本算术运算符。

在python算术运算中，和数学计算一样:

1、0是不能作为除数的。否则就会出错。

2、加法运算符很简单，和数学中的规则一样。当+用于字符串时，它还有拼接字符串（将两个字符串连接为一个）的作用。

8.2、Python中的赋值运算符

赋值运算符主要用来变量等赋值。赋值运算符用来把右侧的值传递给左侧的变量（或者常量）；可以直接将右侧的值交给左侧的变量，也可以进行某些运算后再交给左侧的变量，比如加减乘除、函数调用、逻辑运算等。

图8.2为常用的赋值运算符

站长在线提醒大家，很多程序员常常把“=”和“==”搞混淆了。很多编程语言常常用错的两个符号。

8.3、Python中的比较运算符（关系运算符）

比较运算符，也称关系运算符，用于对常量、变量或表达式的结果进行大小比较。如果这种比较是成立的，则返回 True（真），反之则返回 False（假）。

Python 比较运算符汇总

图8.3Python 比较运算符汇总

Python 比较运算符的使用举例：

print("89是否大于100：", 89 > 100)
print("24*5是否大于等于76：", 24*5 >= 76)
print("86.5是否等于86.5：", 86.5 == 86.5)
print("34是否等于34.0：", 34 == 34.0)
print("False是否小于True：", False < True)
print("True是否等于True：", True < True)

运行结果：

89是否大于100： False
24*5是否大于等于76： True
86.5是否等于86.5： True
34是否等于34.0： True
False是否小于True： True
True是否等于True： False
>>> 

8.4、Python中的逻辑运算符

高中数学中我们就学过逻辑运算，例如 p 为真命题，q 为假命题，那么“p且q”为假，“p或q”为真，“非q”为真。Python 的逻辑运算，主要包括and（逻辑与）、or（逻辑或）、not（逻辑非）。

本教程参考很多的书籍、在线课程，最终采用C语言中文网的说法：

Python 逻辑运算符用于操作 bool 类型的表达式，执行结果也是 bool 类型，这两点其实都是错误的！

Python 逻辑运算符可以用来操作任何类型的表达式，不管表达式是不是 bool 类型；同时，逻辑运算的结果也不一定是 bool 类型，它也可以是任意类型。请看下面的例子：

print(100 and 200)
print(45 and 0)
print("" or "https://www.olzz.com/xuetang/python/")
print(18.5 or "https://www.olzz.com/xuetang/python/")

运行结果：

200
0
https://www.olzz.com/xuetang/python/
18.5
>>> 

你看，本例中 and 和 or 运算符操作的都不是 bool 类型表达式，操作的结果也不是 bool 值。

逻辑运算符的本质

在 Python 中，and 和 or 不一定会计算右边表达式的值，有时候只计算左边表达式的值就能得到最终结果。

另外，and 和 or 运算符会将其中一个表达式的值作为最终结果，而不是将 True 或者 False 作为最终结果。

以上两点极其重要，了解这两点不会让你在使用逻辑运算的过程中产生疑惑。

对于 and 运算符，两边的值都为真时最终结果才为真，但是只要其中有一个值为假，那么最终结果就是假，所以 Python 按照下面的规则执行 and 运算：

如果左边表达式的值为假，那么就不用计算右边表达式的值了，因为不管右边表达式的值是什么，都不会影响最终结果，最终结果都是假，此时 and 会把左边表达式的值作为最终结果。

如果左边表达式的值为真，那么最终值是不能确定的，and 会继续计算右边表达式的值，并将右边表达式的值作为最终结果。

对于 or 运算符，情况是类似的，两边的值都为假时最终结果才为假，只要其中有一个值为真，那么最终结果就是真，所以 Python 按照下面的规则执行 or 运算：

如果左边表达式的值为真，那么就不用计算右边表达式的值了，因为不管右边表达式的值是什么，都不会影响最终结果，最终结果都是真，此时 or 会把左边表达式的值作为最终结果。

如果左边表达式的值为假，那么最终值是不能确定的，or 会继续计算右边表达式的值，并将右边表达式的值作为最终结果。

8.5、Python中的位运算符

为运算符是把数字看作二进制数来进行计算的，因此需要将要执行运算的数据转换为二进制，然后才能运算。Python中的位运算符有按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、按位取反（~）、左位移（<<）和右移位（>>）运算符。

8.5.1、“按位与”运算（&）

按位与运算的运算符为“&”，它的运算法则是，两个操作数的二进制表示，只有对应位都为1，结果才为1，否则为0。如果两个操作数的精度不同，则结果的精度与精度高的操作数相同。看下方12&8的运算过程。

  #12&8的运算过程
  0000 0000 0000 1100
& 0000 0000 0000 1000
  0000 0000 0000 1000

8.5.2、“按位或”运算（|）

“按位或”运算的运算符为（|），它的运算法则是，两个操作数的二进制表示，只有对应位都为0，结果才为0，否则为1。如果两个操作数的精度不同，则结果的精度与精度高的操作数相同。看下方4|8的运算过程。

   #4|8的运算过程
   0000 0000 0000 0100
|  0000 0000 0000 1000    0000 0000 0000 1100

8.5.3、“按位异或”运算（^）

“按位异或”运算的运算符为（^），它的运算法则是，两个操作数的二进制表示相同（同时为0或同时为1），结果才为0，否则为1。如果两个操作数的精度不同，则结果的精度与精度高的操作数相同。看下方4|8的运算过程。看下方31^22的运算过程。

     #31^22的运算过程
     0000 0000 0001 1111
^    0000 0000 0001 0110
     0000 0000 0000 1001

8.5.4、“按位取反”运算（~）

“按位取反”运算也称“按位非”运算，运算符为“~”。“按位取反”运算就是将操作位数对应二进制中的1改为0,0改为1，如下所示：

     #~123的运算过程
~    0000 0000 0111 1011
     1111 1111 1000 0100

在Python中，使用函数print()函数输出8.5.1~8.5.4的运算结果，代码如下：

print("12&8 = "+str(12&8))     #按位与计算整数的结果
print("4|8 = "+str(4|8))       #按位或计算整数的结果
print("31^22 = "+str(31^22))   #按位异或计算整数的结果
print("~123 = "+str(~123))     #按位取反计算整数的结果

运算结果如下：

12&8 = 8
4|8 = 12
31^22 = 9
~123 = -124
>>> 

8.5.5、“左移位”运算（<<）

“左移位”运算的运算符为“<<”，它的运算法则是将第一个二进制操作数向左移动指定的位数，左边（高位端）溢出的被丢弃，右边（低位端）的空位用0补充。左移位运算相对于乘以2的N次方。

列：int类型的数据48对应的二进制数位00110000，将左移一位，根据左移位运算符的运算规则得出（00110000<<1）=01100000，所以转换为十进制数就是96（48*2）；将其左移2位，根据左移位运算符的运算规则可以得出（00110000<<2）=11000000，所以转换为十进制数就是192,（48*2的2次方），执行过程如下：

#左移位运算过程
十进制：48                 00110000（左移1位）
十进制：96      （0被丢弃）01100000（左移后补0）（左移2位）
十进制：192     （0被丢弃）11000000（左移后补0）      

8.5.6、“右移位”运算（>>）

“右移位”运算的运算符为“>>”，它的运算法则是将第一个二进制操作数向右移动指定的位数，右边（低位端）溢出的位被丢弃，而当填充左边（高位端）的空位是，如果高位端是0（正数），则左侧空位填入0；如果最高位是1（负数），则左侧空位填入1。右移位运算相对于除以2的N次方。

正数的右移运算过程：

#正数48右移1位的运算过程
十进制：48        00110000
        右移1位             
十进制：24        00011000
   左侧右移后补0    右侧0被舍弃 

负数的右移位的运算过程：

#负数-80的右移2位的运算过程：
十进制：-80     10110000
        右移2位
十进制：-20     11101100
   左侧右移后补1   右侧0倍舍弃  

站长在线微信提示：由于位移运算的速度很快，因此当程序中遇到表达式乘以或者除以2的N次方的情况下，一般采用位移运算来代替。

例如：使用位移运算符对密码进行加密解密。

在IDLE中创建一个名为jiamijiemi.py的文件，然后再该文件中定义两个变量：一个用于保存密码，另一个用于保存加密参数。然后应用左移位运算符实现加密，并输出结果，最后应用右移位运算符实现解密，输出结果代码如下：

passWord = 87654321           # 密码
key = 7                       # 加密参数
print("\n原密码：",password)  # 输出原密码
password = password << key    # 将原密码左移，生成新的数字
print("\n加密后：",password)  # 输出加密后的密码
password = password >> key    # 将新密码右移，还原密码
print("\n解密后：",password)  # 输出解密后的密码

运行结果：

原密码： 87654321

加密后： 11219753088

解密后： 87654321
>>> 

以上就是对密码进行加密和解密的结果。

下节预告：零基础Python完全自学教程9：Python中运算符的优先级和条件表达式

本课内容比较多，且无课后习题。

上期答案：7.1、ABCD 7.2、BCD