算术运算、比较运算、赋值运算、位和位运算、运算优先级

python里的算术运算

我们最熟悉的计算就是算术运算，加减乘除等。在python的算术运算中，除了四则运算外，还有幂运算、取模、取整运算。

什么是取模、取整运算呢？取模和取整运算和除法相关。取模即取除法的余数，取整即取除法的商。

取模运算，结果为：4

取整运算，结果为：1

如果是负数取模取整，会是怎样的结果呢？

结果是：3 -4 -2 1

下面有一个混合运算，猜心算一下运行结果会是怎样的呢？

4*2**3//6+2%7-2

很显然，这里就牵涉到不同运算之间的优先级。

算术运算里，优先级从高到低是：幂运算、乘除取模取整、加减

运行结果：5 和你心算的结果是不是一样呢？

python里的比较运算

所谓的比较运算就是等于(==)、不等于(!=)、大于(>)、大于等于(>=)、小于(

运行结果：True

运行结果：False

python里的赋值运算

在程序里，赋值也是一种运算。赋值的符号“=”，以后我们还会碰到诸如：“+=”、“-=”……等赋值运算。

来看一个范例：

运行结果为：False

这个混合运算里有算术运算、比较运算和赋值运算，这些运算的优先级，从高到低依次是：算术运算、比较运算、赋值运算。

i=5+4==6-1

i=9==5 (9不等于5，所以此比较运算结果为False)

i=False

python里的位运算

什么是“位”？

“位”是数据存储的最小单位。在计算机中二进制数系统中，每个0或1就是一个“位”，英文写作bit，简记为b，称为比特。“位”就如同下图中的格子，每一个格子就是一个“位”，而每一个“位”存储的数据只有两种可能，要么是“0”，要么是“1”。我们将8个“位”称为一个“字节”，英文是Byte。“位”和“字节”的转换公式是：8b=1B。字节大小的转换关系是这样的：1024B=1KB，1024KB=1MB，1024MB=1GB，1024GB=1TB……

对于“位”有一些了解了。下面我们再来复习一下二进制。

和满10进一位的十进制不同，二进制是满2就要进一位的一种进制，二进制只有两个数值：0和1。如果你初次接触二进制，建议你不妨先做一个将十进制的0-10转换成二进制的练习。最容易犯错的地方是十进制的4和8。下图是十进制0-10对应的二进制，看看你转换对了没有。

有了“位”的理解和二进制的知识，我们就来探究一下基于二进制的位运算。

按位与的运算规则是：

0 & 0 = 0

0 & 1 = 0

1 & 0 = 0

1 & 1 = 1

或许这个规则不太好理解，我借用电路来说明一下。

开关开就是“1”，关就是“0”；灯亮是“1”，灯灭是“0”。

尝试用python代码来实现一下：8&6

python的位运算也是先将十进制数值化为二进制后再进行的运算。

运算结果是：0

我们再来人工列式演算一下，一来校验结果，二来清晰地理解按位与的运算过程：

计算一下“10&6”呢？我们先人工列式演算一下：

python代码来运行：

运行的结果果真是：2

按位或的运算规则是：

0 | 0 = 0

0 | 1 = 1

1 | 0 = 1 

1 | 1 = 1

为了方便大家理解，我也同样借用电路来说明“按位或”的运算规则。

开关开就是“1”，关就是“0”；灯亮是“1”，灯灭是“0”。

我想算算“8|6”，用python代码来运算。

运行结果还是：14   嗯？怎么是一样的答案？

好吧，我们来人工列式演算一下，一来校验结果，二来清晰地理解按位或的运算过程：

什么是“异或”？“异或”和“或”有什么不同呢？

我们用维恩图来做个说明：

“异或”和“或”在运算上有怎样的不同呢？我列表做了一个对比。

两个计算的不同之处，我用黄色框凸显出来。

我们现在用python编码来算算“8^6”

运行结果是：14 和“按位或”的计算结果一样，那么，“10^6”的计算结果也还是14吗？

为什么“10^6”和“8^6”“按位或”的计算结果是一样的，但是“按位异或”的计算结果却不一样呢？

我们用人工列式演算一下，你是否看出其中的差别呢？

位运算还有“按位取反运算”、“左移动运算”和“右移动运算”，以后再慢慢学习。

此文原发表于知乎网站。