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(共34张PPT)
3、运算符和数字
3.2 Python语言程序设计
算术运算符
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 - 向下取接近商的整数 >>> 9//2
4
>>> -9//2
-5
以下假设变量 a=10，变量 b=21：
算术运算符
# 修改变量 a 、b 、c
a = 2
b = 3
c = a**b
print ("6 - c 的值为：", c)
a = 10
b = 5
c = a//b
print ("7 - c 的值为：", c)
a = 21
b = 10
c = 0
c = a + b
print ("1 - c 的值为：", c)
c = a - b
print ("2 - c 的值为：", c)
c = a * b
print ("3 - c 的值为：", c)
c = a / b
print ("4 - c 的值为：", c)
c = a % b
print ("5 - c 的值为：", c)
以下实例演示了Python所有算术运算符的操作：
以上实例输出结果：
1 - c 的值为： 31
2 - c 的值为： 11
3 - c 的值为： 210
4 - c 的值为： 2.1
5 - c 的值为： 1
6 - c 的值为： 8
7 - c 的值为： 2
比较运算符
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。
以下假设变量a为10，变量b为20：
比较运算符
以下实例演示了Python所有比较运算符的操作：
a = 21;b = 10;c = 0
if ( a == b ):
print ("1 - a 等于 b")
else:
print ("1 - a 不等于 b")
if ( a != b ):
print ("2 - a 不等于 b")
else:
print ("2 - a 等于 b")
if ( a < b ):
print ("3 - a 小于 b")
else:
print ("3 - a 大于等于 b")
if ( a > b ):
print ("4 - a 大于 b")
else:
print ("4 - a 小于等于 b")
# 修改变量 a 和 b 的值
a = 5
b = 20
if ( a <= b ):
print ("5 - a 小于等于 b")
else:
print ("5 - a 大于 b")
if ( b >= a ):
print ("6 - b 大于等于 a")
else:
print ("6 - b 小于 a")
输出结果：
1 - a 不等于 b
2 - a 不等于 b
3 - a 大于等于 b
4 - a 大于 b
5 - a 小于等于 b
6 - b 大于等于 a
赋值运算符
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，可在表达式内部为变量赋值。 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)")
以下假设变量a为10，变量b为20：
赋值运算符
以下实例演示了Python所有赋值运算符的操作：
a = 21;b = 10;c = 0
c = a + b
print ("1 - c 的值为：", c)
c += a
print ("2 - c 的值为：", c)
c *= a
print ("3 - c 的值为：", c)
c /= a
print ("4 - c 的值为：", c)
c = 2
c %= a
print ("5 - c 的值为：", c)
c **= a
print ("6 - c 的值为：", c)
c //= a
print ("7 - c 的值为：", c)
以上实例输出结果：
1 - c 的值为： 31
2 - c 的值为： 52
3 - c 的值为： 1092
4 - c 的值为： 52.0
5 - c 的值为： 2
6 - c 的值为： 2097152
7 - c 的值为： 99864
位运算符
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
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：
位运算符
a = 60 # 60 = 0011 1100
b = 13 # 13 = 0000 1101
c = 0
c = a & b # 12 = 0000 1100
print ("1 - c 的值为：", c)
c = a | b # 61 = 0011 1101
print ("2 - c 的值为：", c)
c = a ^ b # 49 = 0011 0001
print ("3 - c 的值为：", c)
c = ~a # -61 = 1100 0011
print ("4 - c 的值为：", c)
c = a << 2 # 240 = 1111 0000
print ("5 - c 的值为：", c)
c = a >> 2 # 15 = 0000 1111
print ("6 - c 的值为：", c)
以下实例演示了Python所有位运算符的操作：
输出结果：
1 - c 的值为： 12
2 - c 的值为： 61
3 - c 的值为： 49
4 - c 的值为： -61
5 - c 的值为： 240
6 - c 的值为： 15
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
a = 10
b = 20
if ( a and b ):
print ("1 - 变量 a 和 b 都为 true")
else:
print ("1 - 变量 a 和 b 有一个不为 true")
if ( a or b ):
print ("2 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")
else:
print ("2 - 变量 a 和 b 都不为 true")
逻辑运算符
# 修改变量 a 的值
a = 0
if ( a and b ):
print ("3 - 变量 a 和 b 都为 true")
else:
print ("3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true")
if ( a or b ):
print ("4 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true")
else:
print ("4 - 变量 a 和 b 都不为 true")
if not( a and b ):
print ("5 - 变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false")
else:
print ("5 - 变量 a 和 b 都为 true")
逻辑运算符
以上实例输出结果：
1 - 变量 a 和 b 都为 true
2 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true
3 - 变量 a 和 b 有一个不为 true
4 - 变量 a 和 b 都为 true，或其中一个变量为 true
5 - 变量 a 和 b 都为 false，或其中一个变量为 false
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。
成员运算符
以下实例演示了Python所有成员运算符的操作：
a = 10
b = 20
list = [1, 2, 3, 4, 5 ]
if ( a in list ):
print ("1 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
print ("1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")
if ( b not in list ):
print ("2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中")
else:
print ("2 - 变量 b 在给定的列表中 list 中")
# 修改变量 a 的值
a = 2
if ( a in list ):
print ("3 - 变量 a 在给定的列表中 list 中")
else:
print ("3 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中")
输出结果：
1 - 变量 a 不在给定的列表中 list 中
2 - 变量 b 不在给定的列表中 list 中
3 - 变量 a 在给定的列表中 list 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(a) != id(b)。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。
身份运算符
以下实例演示了Python所有身份运算符的操作：
a = 20
b = 20
if ( a is b ):
print ("1 - a 和 b 有相同的标识")
else:
print ("1 - a 和 b 没有相同的标识")
if ( id(a) == id(b) ):
print ("2 - a 和 b 有相同的标识")
else:
print ("2 - a 和 b 没有相同的标识")
# 修改变量 b 的值
b = 30
if ( a is b ):
print ("3 - a 和 b 有相同的标识")
else:
print ("3 - a 和 b 没有相同的标识")
if ( a is not b ):
print ("4 - a 和 b 没有相同的标识")
else:
print ("4 - a 和 b 有相同的标识")
输出结果：
1 - a 和 b 有相同的标识
2 - a 和 b 有相同的标识
3 - a 和 b 没有相同的标识
4 - a 和 b 没有相同的标识
身份运算符
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。
>>>a = [1, 2, 3]
>>> b = a
>>> b is a
True
>>> b == a
True
>>> b = a[:]
>>> b is a
False
>>> b == a
True
运算符优先级
运算符 描述
** 指数 (最高优先级)
~ + - 按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@)
* / % // 乘，除，求余数和取整除
+ - 加法减法
>> << 右移，左移运算符
& 位 'AND'
^ | 位运算符
<= < > >= 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
以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符：
运算符优先级
以下实例演示了Python所有运算符优先级的操作：
a = 20
b = 10
c = 15
d = 5
e = 0
e = (a + b) * c / d #( 30 * 15 ) / 5
print ("(a + b) * c / d 运算结果为：", e)
e = ((a + b) * c) / d # (30 * 15 ) / 5
print ("((a + b) * c) / d 运算结果为：", e)
e = (a + b) * (c / d) # (30) * (15/5)
print ("(a + b) * (c / d) 运算结果为：", e)
e = a + (b * c) / d # 20 + (150/5)
print ("a + (b * c) / d 运算结果为：", e)
输出结果：
(a + b) * c / d 运算结果为： 90.0
((a + b) * c) / d 运算结果为： 90.0
(a + b) * (c / d) 运算结果为： 90.0
a + (b * c) / d 运算结果为： 50.0
#and 拥有更高优先级:
x = True
y = False
z = False
if x or y and z:
print("yes")
else:
print("no")
输出结果：
yes
数字(Number)
Python 数字数据类型用于存储数值。
数据类型是不允许改变的,这就意味着如果改变数字数据类型的值，将重新分配内存空间。
以下实例在变量赋值时 Number 对象将被创建：
var1 = 1
var2 = 10
也可以使用del语句删除一些数字对象的引用。
del语句的语法是：
del var1[,var2[,var3[....,varN]]]
通过使用del语句删除单个或多个对象的引用，例如：
del var
del var_a, var_b
数字(Number)
Python 支持三种不同的数值类型：
整型(int) - 通常被称为是整型或整数，是正或负整数，不带小数点。Python3 整型是没有限制大小的，可以当作 Long 类型使用，所以 Python3 没有 Python2 的 Long 类型。布尔(bool)是整型的子类型。
浮点型(float) - 浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示（2.5e2 = 2.5 x 102 = 250）
复数( (complex)) - 复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型。
数字(Number)
我们可以使用十六进制和八进制来代表整数：
>>> number = 0xA0F # 十六进制：0x开头
>>> number
2575
>>> number=0o37 # 八进制：0o开头
>>> number
31
数字(Number)
int float complex
10 0.0 3.14j
100 15.20 45.j
-786 -21.9 9.322e-36j
080 32.3e+18 .876j
-0490 -90. -.6545+0J
-0x260 -32.54e100 3e+26J
0x69 70.2E-12 4.53e-7j
Python支持复数，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a + bj,或者complex(a,b)表示， 复数的实部a和虚部b都是浮点型。
数字类型转换
有时候，我们需要对数据内置的类型进行转换，数据类型的转换，你只需要将数据类型作为函数名即可。
int(x) 将x转换为一个整数。
float(x) 将x转换到一个浮点数。
complex(x) 将x转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 0。
complex(x, y) 将 x 和 y 转换到一个复数，实数部分为 x，虚数部分为 y。x 和 y 是数字表达式。
以下实例将浮点数变量 a 转换为整数：
>>> a = 1.0
>>> int(a)
1
数字运算
Python 解释器可以作为一个简单的计算器，您可以在解释器里输入一个表达式，它将输出表达式的值。
表达式的语法很直白： +, -, * 和 /, 和其它语言（如Pascal或C）里一样。例如：
>>> 2 + 2
4
>>> 50 - 5*6
20
>>> (50 - 5*6) / 4
5.0
>>> 8 / 5 # 总是返回一个浮点数
1.6
注意：在不同的机器上浮点运算的结果可能会不一样。
数字运算
在整数除法中，除法 / 总是返回一个浮点数，如果只想得到整数的结果，丢弃可能的分数部分，可以使用运算符 // ：
>>> 17 / 3 # 整数除法返回浮点型
5.666666666666667
>>>
>>> 17 // 3 # 整数除法返回向下取整后的结果
5
>>> 17 % 3 # ％操作符返回除法的余数
2
>>> 5 * 3 + 2
17
>>> 7//2
3
>>> 7.0//2
3.0
>>> 7//2.0
3.0
>>>
注意：// 得到的并不一定是整数类型的数，它与分母分子的数据类型有关系。
数字运算
等号 = 用于给变量赋值。赋值之后，除了下一个提示符，解释器不会显示任何结果。
>>> width = 20
>>> height = 5*9
>>> width * height
900
Python 可以使用 ** 操作来进行幂运算：
>>> 5 ** 2 # 5 的平方
25
>>> 2 ** 7 # 2的7次方
128
数字运算
变量在使用前必须先"定义"（即赋予变量一个值），否则会出现错误：
>>> n # 尝试访问一个未定义的变量
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'n' is not defined
不同类型的数混合运算时会将整数转换为浮点数：
>>> 3 * 3.75 / 1.5
7.5
>>> 7.0 / 2
3.5
数学函数
函数 返回值 ( 描述 )
abs(x) 返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10
ceil(x) 返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5
exp(x) 返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045
floor(x) 返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4
log(x) 如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0
max(x1, x2,...) 返回给定参数的最大值，参数可以为序列。
min(x1, x2,...) 返回给定参数的最小值，参数可以为序列。
pow(x, y) x**y 运算后的值。
round(x [,n]) 返回浮点数 x 的四舍五入值，如给出 n 值，则代表舍入到小数点后的位数。
其实准确的说是保留值将保留到离上一位更近的一端。
sqrt(x) 返回数字x的平方根。如math.sqrt(9),返回3.0
内置和math模块
随机数函数
函数 描述
random() 随机生成一个实数，它在[0,1)范围内。
uniform(a,b) 随机生成一个实数，它在[a,b]范围内。
randint(a,b) 随机生成一个整数，它在[a,b]范围内。
choice(seq) 从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。
shuffle(seq) 将序列的所有元素随机排序
samlpe(seq,k) 从序列中随机挑选k个元素
random模块
三角函数
函数 描述
cos(x) 返回x的弧度的余弦值。
sin(x) 返回的x弧度的正弦值。
tan(x) 返回x弧度的正切值。
degrees(x) 将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0
radians(x) 将角度转换为弧度
math模块
数学常量
常量 描述
pi 数学常量 pi（圆周率，一般以π来表示）
e 数学常量 e，e即自然常数（自然常数）。
math模块

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