Python运算符与流程控制 #学习猿地
原创
本章节主要说明Python的运算符。举个简单的例子 **4 + 5 = 9** 。 例子中，**4** 和 **5** 被称为**操作数**，"**+**" 称为运算符。
Python语言支持以下类型的运算符:
- 算术运算符
- 比较（关系）运算符
- 赋值运算符
- 逻辑运算符
- 位运算符
- 成员运算符
- 身份运算符
- 运算符优先级
接下来让我们一个个来学习Python的运算符。
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## Python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 - 向下取接近除数的整数 | `>>> 9//2 4 >>> -9//2 -5` |
## Python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。 |
## Python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 |
## Python位运算符
按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。bin()函数可以把数字转为二进制。
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：
```
a = 0011 1100
b = 0000 1101
-----------------
a&b = 0000 1100
a|b = 0011 1101
a^b = 0011 0001
~a = 1100 0011
```
| 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 |
## Python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 False，否则它返回 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 |
## Python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。 |
## Python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()](https://www.runoob.com/python/python-func-id.html) 函数用于获取对象内存地址。
> 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。
## Python运算符优先级
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 | 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，取模和取整除 |
| + - | 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 |
> 注意：Pyhton3 已不支持 <> 运算符，可以使用 != 代替
## 二进制
> 二进制（binary）在数学和数字电路中指以2为基数的记数系统，以2为基数代表系统是二进位制的。这一系统中，通常用两个不同的符号0（代表零）和1（代表一）来表示 [1] 。数字电子电路中，逻辑门的实现直接应用了二进制，因此现代的计算机和依赖计算机的设备里都用到二进制。每个数字称为一个比特（Bit，Binary digit的缩写）
## 进制转换
### 十进制转换为二进制
> 一个十进制整数转换为二进制数采用 "除2取余，逆序排列"法。
>
> 具体做法是：用2整除十进制整数，可以得到一个[商](https://baike.baidu.com/item/商/3820976)和[余数](https://baike.baidu.com/item/余数/6180737)；再用2去除商，又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为小于1时为止，然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位，后得到的余数作为二进制数的高位有效位，依次排列起来
例如 125 转为 二进制
```
125 / 2 = 62 余 1
62 / 2 = 31 余 0
31 / 2 = 15 余 1
15 / 2 = 7 余 1
7 / 2 = 3 余 1
3 / 2 = 1 余 1
1 / 2 = 0 余 1
余数从低位到高位依此排列： 1 1 1 1 1 0 1
```
### 二进制转换为十进制
> 方法：“按权展开求和”。
>
> 该方法的具体步骤是先将二迸制的数写成加权系数展开式，而后根据十进制的加法规则进行求和
例如：
```python
# 1 1 1 1 1 0 1
1==> 1*2^6
+ 64
1==> 1*2^5
+ 32
1==> 1*2^4
+ 16
1==> 1*2^3
+ 8
1==> 1*2^2
+ 4
0==> 0*2^1
+ 0
1==> 1*2^0
+ 1
= 125
```
## Python位运算符
按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。bin()函数可以把数字转为二进制。
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：
```
a = 0011 1100
b = 0000 1101
-----------------
a&b = 0000 1100
a|b = 0011 1101
a^b = 0011 0001
~a = 1100 0011
```
| 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
### Python中的流程控制
1.python语句的分类
2.流程控制相关的分类
3.顺序结构
4.分支结构
5.循环结构
6.其他流程控制语句
### 1.python语句的分类
1.单行代码 一行的python代码
2.代码块/组：
以冒号作为开始，用缩进划分相同作用域，这样的结构称之为代码块，是一个整体。
作用域是指作用范围。作用区域，使用了相同的缩进，即有相同的作用域。
缩进：一个table距离或者四个空格。
注意：代码块/组中严格区分空格和table，不能混合使用，必须只使用一种方式缩进！
### 2.流程控制的分类
流程控制：对计算机执行代码的管控就是流程控制。
分类：1.顺序结构 2.分支结构/选择结构 3.循环结构
### 3.顺序结构
顺序结构是系统默认程序结构，自上而下执行
### 4.分支结构
结构代码
a.单项分支
if 条件表达式:
一条python代码
一条python代码
一条python代码
...
b.双项分支
if 条件表达式：
一条python代码
一条python代码
一条python代码
...
else:
一条python代码
一条python代码
一条python代码
...
c.多项分支
if 条件表达式：
一条python代码
一条python代码
一条python代码
...
elif 条件表达式：
一条python代码
一条python代码
一条python代码
...
elif 条件表达式：
一条python代码
一条python代码
一条python代码
...
...
else:
一条python代码
一条python代码
一条python代码
...
c.巢装分支
例子：
if 条件表达式：
代码语句
if 条件表达式:
代码语句
else:
代码语句
else：
代码语句
### 5.循环结构
必须熟练掌握！
a.while型循环
基本结构：
while 条件表达式:
代码内容
代码内容
代码内容
...
带有变化条件的循环
1.声明变量var
2.while 进行变量var的判断:
代码内容
代码内容
代码内容
...
3.变量var的改变操作
b.for..in循环(主要用于遍历容器类数据)
for 自定义变量 in 容器数据:
代码内容,可以使用自定义变量
代码内容,可以使用自定义变量
代码内容,可以使用自定义变量
### else语句的应用
循环中可以使用else语句
while 条件表达式:
循环语句
循环语句
循环语句
...
else:
代码语句
代码语句
代码语句
...
### 其他的流程控制语句
1.break语句
2.continue语句
3.pass语句
### 特殊语句：
```
1.exit()
2.quit()
用于结束程序的执行，exit()和quit()之后的代码不会执行。在单纯的循环结构中的作用与break很像，但绝不能混为一谈！！！
```
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