Python教程(13)——Python运算符详解|算术运算符|比较运算符|逻辑运算符|位运算符
Python的运算符是用于执行各种操作的符号或符号组合。它们用于操作数据并进行算术、比较、逻辑和其他类型的运算。我们所熟知的加减乘除也是运算符中的一种。Python提供了多种类型的运算符，有算术运算符，比较运算符，赋值运算符，逻辑运算符，位算符等等。
算术运算符
算术运算符是Python中比较简单的运算符，我们小学所学习的加减乘除也是算术运算符中的一部分，用于执行数学运算，具体有以下算术运算符。
1、 加法运算符（+）：将两个操作数相加。
a = 10
b = 5
c = a + b
print(c) # 输出：15
2、 减法运算符（-）：从第一个操作数中减去第二个操作数。
a = 10
b = 5
c = a - b
print(c) # 输出：5
3、 乘法运算符（*）：将两个操作数相乘。
a = 10
b = 5
c = a * b
print(c) # 输出：50
4、 除法运算符（/）：将第一个操作数除以第二个操作数，结果为浮点数。
a = 10
b = 5
c = a / b
print(c) # 输出：2.0
5、 取余运算符（%）：返回第一个操作数除以第二个操作数的余数。
a = 10
b = 3
c = a % b
print(c) # 输出：1
6、 幂运算符（**）：将第一个操作数作为底数，第二个操作数作为指数进行幂运算。
a = 2
b = 3
c = a ** b
print(c) # 输出：8
7、 整除运算符（//）：将第一个操作数除以第二个操作数并向下取整。
a = 10
b = 3
c = a // b
print(c) # 输出：3
算术运算符总的来说还是比较简单的，但是有些情况还是需要注意。比如有些浮点数相加，结果并不一定是你认为的结果，像
0.1+0.2结果就是0.30000000000000004，
0.1*0.2结果就是0.020000000000000004，
0.3-0.2结果就是0.09999999999999998，
很违反直觉，但是确实是这样的，这个涉及到计算机用二进制表示小数的精度问题。
还有就是浮点数和整数进行算术运算符，结果应该也是浮点数。
比较运算符
Python的比较运算符用于比较两个值之间的关系，返回布尔值（True或False），我们小学所学的大于小于就是比较运算符，具体有以下比较运算符。
1、 等于运算符（==）：用于检查两个操作数是否相等。
2、 不等于运算符（!=）：用于检查两个操作数是否不相等。
3、 大于运算符（>）：用于检查第一个操作数是否大于第二个操作数。
4、 小于运算符（<）：用于检查第一个操作数是否小于第二个操作数。
5、 大于等于运算符（>=）：用于检查第一个操作数是否大于或等于第二个操作数。
6、 小于等于运算符（<=）：用于检查第一个操作数是否小于或等于第二个操作数。
a = 5
b = 10
print(a == b) # 输出：False
print(a != b) # 输出：True
print(a > b) # 输出：True
print(a < b) # 输出：True
print(a >= b) # 输出：False
print(a <= b) # 输出：True
赋值运算符
Python的赋值运算符用于将值赋给变量，就是将左边的值赋值给右边，赋值运算符中最重要的符号就是=，然后在结合其他的加减乘除可以扩展出其他的赋值运算符，以下是Python的赋值运算符。
1、 等号运算符（=）：将右边的值赋给左边的变量。
2、 加等于运算符（+=）：将右边的加到左边的变量上，并将结果赋给左边的变量。
3、 减等于运算符（-=）：将右边的值从左边的变量中减去，并将结果赋给左边的变量。
4、 乘等于运算符（*=）：将右边的值乘以左边的变量，并将结果赋给左边的变量。
5、 除等于运算符（/=）：将左边的变量除以右边的值，并将结果赋给左边的变量。
6、 取模等于运算符（%=）：将左边的变量对右边的值取模，并将结果赋给左边的变量。
大家需要注意的是，这里的赋值运算符可能与数学上的运算符有点出入，但是实际上是一样的，这里将加减乘除+-*/写在等号的左边，其实是和常规理解的写法是一样的，比如，a += 3就是 a = a + 3，记住这就是一样的。
a = 10
a %= 3
print(a) # 输出：1
b = 2
b *= 3
print(b) # 输出：6
逻辑运算符
编程中逻辑运算与数学中的逻辑运算是一样的，Python的逻辑运算符用于在布尔值之间进行逻辑运算，返回布尔值结果（True或False）。
逻辑运算类型
1、 逻辑与运算符（and）：当所有操作数都为True时，结果为True；只要有一方为False，那么结果为False。
x = 5
y = 10
z = (x < 10 and y > 5)
print(z) # 输出：True
w = (x > 10 and y > 5)
print(w) # False
2、 逻辑或运算符（or）：当有一个操作数为True时，那么结果为True；只有所有的操作数为False，那么结果为False。
x = 5
y = 10
z = (x < 10 or y < 5)
print(z) # 输出：True
w = (x > 10 or y < 5)
print(w) # False
3、 逻辑非运算符（not）：当操作数为True时，结果为False；当操作数为False时，结果为True。
x = 5
y = 10
z = not(x < 10 and y > 5)
print(z) # 输出：False
逻辑运算本质
逻辑运算符返回的结果一般都是布尔值，但并不是说绝对都是返回布尔值的。比如以下情况就不输出True或者False了。
x = 5
y = 10
z = (x and y)
print(z) # 输出：10
w = (x or y)
print(w) # 输出：5
在Pyhon当中，任何非0或非空对象都被视为True，像大于0或者小于0的数，都是被视为True。而整数0，浮点数0，空字符串，空列表，空元组等等，都被视为False。但同时需要明白，这个并不是说2 == True的结果就是为True。在布尔值中，True是1，False是0。
另外需要注意的是，逻运算符是短路运算符，即在计算表达式期间，如果已经确定结果，就不再计算剩下表达式。
例如，在使用与运算符（and）时，第一个操作数为False，那么第二个操作数将不会被计算，因为无论第二个操作数是什么，都不会影响最后的结果了，并且输出第一个操作数的值。如果第一个操作数是True，那么就会继续计算第二个操作数的值，并把第二个操作数的值作为结果输出。
同样地，使用或算符（or）时，如果第一个操作数为True，那第二个操作数将不会被计算，因为无论第二个操作数是什么，都不会影响最后的结果了，并且输出第一个操作数的值。如果第一个操作数是False，那么就会继续计算第二个操作数的值，并把第二个操作数的值作为结果输出。
大家可以结合一下上面的结论和例子来理解，并且自己可以动手实践起来。
位运算符
位运算符在数学中并不常见，所以可能很多初学编程的朋友不大理解。位运算符用于对整数进行位级操作，也就是将一个整数转化成二进制数，然后两个二进制数进行的各种操作，位运算符一般常见与底层操作相关的。
1、 按位与（&）：对两个操作数的每个位执行与操作，如果两个对应的位都是1，则结果为1，有任何一个方为0，结果就为0。和逻辑与运算有点像。
a = 5 # 二进制表示为 0101
b = 3 # 二进制表示为 0011
result = a & b # 二进制表示为 0001
print(result) # 输出：1
在上述示例中，按位与运算符(&)对变量 a 和 b 进行位运算。结果是将 a 和 b 的对应位进行与操作，得到的二进制数为 0001，转换成十进制为 1。
2、 按位或（|）：对两个操作数的每个位执行或操作，如果两个对应的位有一个1，则结果为1，只有两个对应的位为0，结果才为0。和逻辑或运算有点像。
a = 5 # 二进制表示为 0101
b = 3 # 二进制表示为 0011
result = a | b # 二进制表示为 0111
print(result) # 输出：7
在上述示例中，按位或运算符(|)对变量 a 和 b 进行位运算。结果是将 a 和 b 的对应位进行或操作，得到的二进制数为 0111，转换成十进制为 7。
3、 按位异或（^）：对两个操作数的每个位执行异或操作，如果两个对应的位不相同，则结果为1，否则为0。也就是两个对应的位都是1或者都是0，那么结果为0，只要不相同，就是1。
a = 5 # 二进制表示为 0101
b = 3 # 二进制表示为 0011
result = a ^ b
print(result) # 输出：6
在上述示例中，按位异或运算符(^)对变量 a 和 b 进行位运算。结果是将 a 和 b 的对应位进行异或操作，得到的二进制数为 0110，转换成十进制为 6。
4、 按位取反（~）：对操作数的每个位执行取反操作，将1变为0，将0变为1。
a = 5 # 二进制表示为 0101
result = ~a
print(result) # 输出：-6
这里需要注意的是，我们在之前按位与或者按位或中，是为了书写方便，实际上5和3在32位机器上的内存里的表示是这样的。
5 - 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
3 - 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
因为上面的计算中，并不需要前面那么多位，所以我们就只写后面几个，但是按位取反就需要完整的表示出来，对5按位取反就是下面这个
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010
这个在内存当中是个 -6，至于为什么，大家也不用管，有兴趣的可以去查找相关资料来了解，负数的补码表示方式，本文就不讨论这个问题。
5、 按位左移（<<）：将操作数的所有位向左移动指定的位数。
a = 5 # 二进制表示 0101
result = a << 2
print(result) #：20
在述示例中，按位左移运算符(<<)将变量a的所有位向左移2位。结果是将a的二进制数 0101 左移2位，得到的二进制数为 10100，转换成十进制为 20。
6、 按位右移（>>）：将一个操作数的所有位向右移动指定位数。
a = 5 # 二进制表示为 0101
result = a >> 1
print(result) # 输出：2
在述示例中，按位右运算符(>>)将变量a的所有位向右移动1位。结果是将a的二进制数 0101 右移1位，得到的二进制数为 0010，转换成十进制为 2。
这些位运算符可以用于对整数进行位级操作。通过使用这些运算符，你可以在位级上处理二进制数据，提取或操作其中的位，满足特定需求。请注意，位运算符仅适用于整数类型。
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