运算符和表达式

在 Python 中你会写大量的表达式。表达式由运算符和操作数组成。像 2+3 就是一个表达式。

知识点

• 关系/逻辑运算
• 表达式
• 类型转换

实验步骤

1. 运算符

运算符是一些符号，它告诉 Python 解释器去做一些数学或逻辑操作。一些基本的数学操作符如下所示：

>>> 2 + 3
5
>>> 23.0 - 3
20.0
>>> 22 / 12
1.8333333333333333

只要有任意一个操作数是浮点数，结果就会是浮点数。

进行除法运算时若是除不尽，结果将会是小数，这很自然，如果要进行整除，使用 // 运算符，它将返回商的整数部分。

% 是求余运算符：

>>> 14 % 3
2

1.1. 整数运算示例

代码如下：

#!/usr/bin/env python3
days = int(input("Enter days: "))
months = days // 30
days = days % 30
print("Months = {} Days = {}".format(months, days))

运行程序：

在开始获得用户输入的天数，然后获得月份数和天数，最后把这些数打印出来。你可以使用更容易的办法。

#!/usr/bin/env python3
days = int(input("Enter days: "))
print("Months = {} Days = {}".format(*divmod(days, 30)))

divmod(num1, num2) 返回一个元组，这个元组包含两个值，第一个是 num1 和 num2 相整除得到的值，第二个是 num1 和 num2 求余得到的值，然后我们用* 运算符拆封这个元组，得到这两个值。

2. 关系运算符

你可以使用下面的运算符实现关系运算。

关系运算符

举一些例子：

>>> 1 < 2
True
>>> 3 > 34
False
>>> 23 == 45
False
>>> 34 != 323
True

3. 逻辑运算符

对于逻辑 与，或，非，我们使用 and，or，not 这几个关键字。

逻辑运算符 and 和 or 也称作短路运算符：它们的参数从左向右解析，一旦结果可以确定就停止。例如，如果 A 和 C 为真而 B 为假，A and B and C 不会解析 C 。作用于一个普通的非逻辑值时，短路运算符的返回值通常是能够最先确定结果的那个操作数。

关系运算可以通过逻辑运算符 and 和 or 组合，比较的结果可以用 not 来取反意。逻辑运算符的优先级又低于关系运算符，在它们之中，not 具有最高的优先级，or 优先级最低，所以 A and not B or C 等于 (A and (notB)) or C。当然，括号也可以用于比较表达式。

下面是一些例子：

>>> 5 and 4
4
>>> 0 and 4
0
>>> False or 3 or 0
3
>>> 2 > 1 and not 3 > 5 or 4
True

4. 简写运算符

x op= expression 为简写运算的语法形式。其等价于 x = x op expression ，举例如下：

>>> a = 12
>>> a += 13
>>> a
25
>>> a /= 3
>>> a
8.333333333333334
>>> a += (26 * 32)
>>> a
840.3333333333334

shorthand.py 示例：

#!/usr/bin/env python3
N = 100
a = 2
while a < N:
    print(str(a))
    a *= a

运行之：

$ ./shorthand.py
2
4
16

5. 表达式

通常我们书写表达式的时候，会在每一个运算符左右都放一个空格，这样使代码更可读，如：

a = 234 * (45 - 56 / 34)

一个用于展示表达式的例子，注意其中运算符的优先级。

#!/usr/bin/env python3
a = 9
b = 12
c = 3
x = a - b / 3 + c * 2 - 1
y = a - b / (3 + c) * (2 - 1)
z = a - (b / (3 + c) * 2) - 1
print("X = ", x)
print("Y = ", y)
print("Z = ", z)

运行之：

$ ./evaluationexp.py
X =  10
Y =  7
Z =  4

第一个计算的是 x，步骤如下：

9 - 12 / 3 + 3 * 2 -1
9 - 4 + 3 * 2 - 1
9 - 4 + 6 - 1
5 + 6 - 1
11 - 1
10

由于括号的存在，y 和 z 的计算方式不同，你可以自己去验证它们。

6. 类型转换

我们可以手动的执行类型转换。

>>> a = 8.126768
>>> str(a)
‘8.126768‘

7. 程序示例

7.1. evaluateequ.py

这个程序计算数列 1/x+1/(x+1)+1/(x+2)+ ... +1/n，我们设 x = 1，n = 10。

#!/usr/bin/env python3
sum = 0
for i in range(1, 11):
    sum += 1 / i
    print("{:2d} {:6.4f}".format(i , sum))

运行程序：

7.2. quadraticequation.py

这个程序用来求解二次方程式：

#!/usr/bin/env python3
import math
a = int(input("Enter value of a: "))
b = int(input("Enter value of b: "))
c = int(input("Enter value of c: "))
d = b * b - 4 * a * c
if d < 0:
    print("ROOTS are imaginary")
else:
    root1 = (-b + math.sqrt(d)) / (2 * a)
    root2 = (-b - math.sqrt(d)) / (2 * a)
    print("Root 1 = ", root1)
    print("Root 2 = ", root2)

运行程序：

7.3. salesmansalary.py

这个程序计算以为数码相机销售人员的工资。他的基本工资是 1500，每售出一台相机他可以得到 200 并且获得 2% 的抽成。程序要求输入相机数量及月销售总额。

#!/usr/bin/env python3
basic_salary = 1500
bonus_rate = 200
commision_rate = 0.02
numberofcamera = int(input("Enter the number of inputs sold: "))
price = float(input("Enter the total prices: "))
bonus = (bonus_rate * numberofcamera)
commision = (commision_rate * numberofcamera * price)
print("Bonus        = {:6.2f}".format(bonus))
print("Commision    = {:6.2f}".format(commision))
print("Gross salary = {:6.2f}".format(basic_salary + bonus + commision))

运行程序：

总结

除了数值运算，关系和逻辑运算也是程序的重要组成部分。另外 Python 是强类型语言，所以必要的时候需要手动进行类型转换。