Python基础语法入门(第四天)

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Python基础语法入门(第四天)

2023-06-04 09:46| 来源: 网络整理| 查看: 265

Python基础语法入门(第四天)——运算符

在 Python 中,运算符是用于在变量之间执行操作的符号或标志。它们分为不同的类别,如算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、位运算符等,每个运算符都有不同的优先级。

在本文中,我们将详细讨论 Python 中的各个运算符及其优先级关系。

一、算术运算符

算术运算符用于执行常见的数学运算,如加减乘除等。下表列出了 Python 中的算术运算符及其优先级。

运算符描述示例+加2 + 3 = 5-减2 - 3 = -1*乘2 * 3 = 6/除8 / 3 = 2.6666666666666665//整除8 // 3 = 2%取余数8 % 3 = 2**指数2 ** 3 = 8

从上表中可以看出,乘、除、整除、取余和指数运算的优先级高于加和减运算。如果表达式中同时存在多个算术运算符,则优先级高的先执行。同时,可以使用小括号来改变运算符的优先级。

二、比较运算符

比较运算符用于比较两个值之间的大小。它们返回布尔值 True 或 False。下表列出了 Python 中的比较运算符及其优先级。

运算符描述示例==等于2 == 3 返回 False!=不等于2 != 3 返回 True>大于2 > 3 返回 False=大于等于2 >= 3 返回 False or。需要注意的是,and 和 or 运算符都是短路运算符,即如果表达式的结果可以通过某个运算符得出而不需要继续执行后面的运算,则不会执行后续运算符。

四、位运算符

位运算符用于执行位级别的操作。它们操作输入参数的二进制位,返回结果与输入参数具有相同的类型。下表列出了 Python 中的位运算符及其优先级。

运算符描述示例&按位与x & y|按位或x | y^按位异或x ^ y~按位取反~x> y

其中,按位与、按位或、按位异或、按位取反的优先级在位运算符中最低,其次是左移和右移运算符。

4.1 位与运算(&)

位与运算是将两个整数的二进制按位进行“与”操作,并返回一个新的整数。如a = 13,b = 7,其中a的值的二进制为1101,b的值二进制为0111,则将1101与0111进行“与”运算过程如下(注意虽然使用了+,但是此处并不是二进制加法!)

在这里插入图片描述

运算结果为:0101转换成十进制整数则为5如果不知道如何将整数换算成2进制的话可以通过在线工具或者python代码来实现。如下:

print(bin(5)) # 0b101 print(bin(17)) # 0b10001

运算时如果不足位,则在左边补零,如17&5

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4.2 位“或”运算

位“或”运算是将两个整数的二进制按位进行或操作,对每一位进行比较,返回一个新的整数,运算时以“一真即真”原则进行运算,即1+0=1,1+1=1,0+0=0。如下:

在这里插入图片描述

代码运算:

print(5|7)

执行结果:

在这里插入图片描述

4.3 异或运算

异或运算时,按照相应位不同时取1,否则取0,例如a = 13(二进制:1101),b = 7(二进制:0111),则a ^ b = 10(二进制:1010)。

在这里插入图片描述

代码

print(7^13) # 10 4.4 取反运算

取反即按位将0变1,1变0生成一个新的数。但要注意的是整数转换之后是以二进制补码表示,所以在取反之后需要加上1才是正确的取反运算的值(取反+1)。例如,a = 5(二进制表示为 0101),则 ~a 的结果为 -6(二进制表示为 1010)。

在这里插入图片描述

实行的是先取反再+1的步骤,此处的+1为二进制加法,下方为二进制加法的描述:

二进制加法是一种计算二进制数之间加法的方法。二进制加法的规则与十进制加法很类似,只是在二进制数位上只允许有两个数值,0 和 1,因此每个位上的和最大只能是 1。

对于两个二进制数字 A 和 B 相加,可以按照以下步骤进行:

从最低位开始,将 A 和 B 的第一位相加,如果结果小于二进制数的基值 2,则直接写入和,否则将余数记为本位结果,进位 1 到下一位。重复上述步骤,对每一位相加,直到加到最高位。如果最高位有进位,则需要在结果最前面增加一个 1 表示进位。

举个例子,如果需要计算 1011(十进制数为 11)和 0110(十进制数为 6)的和,可以按照以下步骤进行:

在这里插入图片描述

因此,二进制数 1011 和 0110 的和为 10001(十进制数为 17)。

需要注意的是,二进制加法和十进制加法类似,可能会出现进位。如果最高位有进位,应该在结果的最前面添加一个数字 1 表示进位。此外,对于任意的二进制加法,如果两个二进制数位数不相等,可以在较短的二进制数的前面加上 0,使得它们的位数相等,然后再进行加法操作。

总之,二进制加法是计算二进制数之间加法的基本方法,其规则很简单,只需将两个二进制数对应位相加,并注意进位和最高位的处理即可。

4.5 左移和右移

左移和右移运算是计算机中的基本运算之一,其指的是将操作数(二进制数)的位值按照指定的位数向左或者向右移动。往左移和右移时,移动后空出的位用0或者符号位(在带符号数的情况下)进行补齐。

左移示例

在这里插入图片描述

代码:

print(32) # 3

如果移动位数大于要进行左移右移运算的数值位数,则可先在要进行运算的数值前补零进行填充,如2左移11位运算:

在这里插入图片描述

代码:

print(2


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