运算子 operator

在程序语言里，如果要进行“运算式”的计算，就必须要使用“算子 Operand”和“运算子 Operator”相搭配，算子表示的是需要计算的数值，运算子代表特定运算功能的符号，例如 3+4 里的 3 和 4 是算子，+ 号则是运算子，整串算式就是运算式，这篇教学会介绍 Python 里有哪些运算子。

快速导览：赋值运算子、算术运算子、比较运算子、逻辑运算子、比特运算子、in 与 is 运算子、跨列运算子

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

赋值运算子

“赋值运算子”就是“等号 =”，会将等号右边的结果 ( 值 )，指定 ( 赋予 ) 给等号左边的变数，下方的程序分别赋予 a、b、c 三个变数字串、数字和串列三种内容。

a = 'hello'
b = 123
c = [1,2,3]

算术运算子

“算术运算子”就是常见的“加减乘除”符号，针对数字进行数学式的运算 ( 如果要使用更多数学式，则需要 import math 模组 )。

比较需要注意的是，左边的变数是右边运算后的结果，和一般的数学式不太相同。

使用算术运算子进行计算时，按照“先乘除后加减”的规则，并优先计算小括号刮起来的运算式。

a = 3*(3+2)
print(a)   # 15

算术运算子和赋值往往搭配一起使用，进行变数的递增或递减效果。

a = 1       # a 賦值 1
a = a + 1   # a 賦值 1 + 1 ( 此時右邊的 a 等於 1 )
print(a)    # 2

b = 5       # b 賦值 5
b = b - 1   # b 賦值 5 - 1 ( 此時右邊的 b 等於 5 )
print(b)    # 4

如果需要“开根号”，可以使用“＊＊0.5”来实现。

print(4**0.5)   # 2.0

除了单纯的运算，也可以将算术运算子和赋值运算子组合，变成复合型态的运算子。

比较运算子

“比较运算子”是用来比较“两个值大小”的运算子，运算的结果只有 True 或是 False 两种，常用于逻辑判断使用。

注意，因为单一个等号“=”是“赋值运算子”，所以如果要进行相等的比较，必须使用两个等号“==”。

a = 5
b = 3

print(a < b)   # False
print(b <= a)  # True
print(a != b)  # True
print(a == b)  # False

逻辑运算子

“比较运算子”可以判断“and”( 且 )、“or”( 或 ) 和“not”( 非 ) 三种逻辑状态，运算的结果只有 True 或是 False 两种。

比较运算子可以使用 & 代替 and，| 代替 or。

• and

  当 a 是 True，b 也是 True，结果是 True，但只要 a、b 其中一个是 False，结果就是 False。

  

  a = True
  b = False
  c = True
  
  print(a & b)     # False
  print(a and b)   # False
  print(a & c)     # True
  print(a and c)   # True
  

• or

  只要 a、b 其中一个是 True，结果就是 True。

  

  a = True
  b = False
  c = True
  
  print(a | b)     # True
  print(a or b)    # True
  print(a | c)     # True
  print(a or c)    # True
  

• not

  如果 a 为 True，not a 的结果 False，如果 a 为 False，not a 的结果 True。

  

  a = True
  b = False
  
  print(not a)   # False
  print(not b)   # True
  

逻辑运算子可以结合比较运算子，做出更复杂的逻辑判断。

a = 1
b = 2
c = 3

print((a>b)&(c>b))        # False
print((a>b)|(c>b))        # True
print(not ((a>b)&(c>b)))  # True ( 因為 (a>b)&(c>b) 為 False )

in 与 is 运算子

如果有 a 和 b 两个变数，使用“in 运算子”可以判断 b 是否包含 a，使用“is 运算子”可以判断 a 和 b 是否为相同对象，如果判断包含或相同，回传 True，否则回传 False。

a = 2
b = 4
c = [1,2,3]
print(a in c)    # True
print(b in c)    # False

x = [1,2,3]
y = [1,2,3]
z = x
print(x is y)    # False
print(x is z)    # True

比特运算子

在程序语言的底层，所有数值都是以二进制表现 ( 0 和 1 )，“比特运算子”会针对每个数值的“二进制”字元进行比特运算，下面的表格使用 4 ( 二进制 0100 ) 和 5 ( 二进制 0101 ) 为例子。

print(4&5)    # 4
print(4|5)    # 5
print(4^5)    # 1
print(~4)     # -5
print(4>>2)   # 1
print(5<<2)   # 20

跨列运算子

如果有遇到“算式过长，需要换行”的程序码或运算式，除了使用小括号包覆使其换行计算，也能使用“反斜线 \”放在一列的最后方，就可以将程序码进行换列，注意，使用跨列运算子后不得加上空格或其它字元，下方的例子执行后，a 和 b 的结果会是相同的。

a = ( 1 + 2 + 3 +
      4 + 5 + 6 +
      7 + 8 + 9 )

b = 1 + 2 + 3 + \
    4 + 5 + 6 + \
    7 + 8 + 9

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