Python语言中的运算符
Python 语言中的运算符：原理详解 + 使用场景 + 实战技巧
一、为什么要学运算符？
在任何一门编程语言中，运算符（Operators）是构建表达式的核心工具，就像拼积木时的连接件。有了变量之后，程序就需要通过运算符对数据进行加工、判断、控制流程，从而解决实际问题。
💡 编程的本质就是：用表达式操作数据，用控制语句安排流程。而表达式，离不开运算符。
二、运算符的整体分类与优先级结构
| 运算符类型 | 示例 | 典型用途 | |
|---|---|---|---|
| 索引与切片 | a[0], a[1:3] |
字符串/列表/元组操作 | |
| 算术运算符 | +, -, *, / |
数值计算 | |
| 幂运算 | ** |
次方运算，如 x**2 表示 x² |
|
| 取正/取负/按位反 | +a, -a, ~a |
逻辑反操作与符号控制 | |
| 位运算符 | &, ` |
,^,>>,<<` |
二进制数据处理（少用） |
| 比较运算符 | ==, !=, >, < |
条件判断 | |
| 逻辑运算符 | and, or, not |
条件组合 | |
| 成员/身份运算符 | in, is |
对象判断（容器/引用） | |
| 赋值与复合赋值 | =, +=, **=, := |
保存结果并持续更新变量 |
🔁 优先级顺序大致为：幂 > 乘除模 > 加减 > 比较 > 逻辑 > 赋值 🎯 最佳实践：如果不确定表达式中运算顺序，请使用圆括号明确优先级！
三、算术运算符：数值处理的核心
| 运算符 | 说明 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
+ |
加法 | 3 + 2 |
5 |
- |
减法 | 3 - 2 |
1 |
* |
乘法 | 3 * 2 |
6 |
/ |
真除 | 3 / 2 |
1.5 |
// |
整除 | 3 // 2 |
1 |
% |
取余 | 3 % 2 |
1 |
** |
幂运算 | 2 ** 3 |
8 |
✅ 使用场景：
- 财务计算、单位转换、统计分析。
- 数据科学中的数学建模。
✅ 实战示例：
price = 99.99
qty = 3
total = price * qty
print("总价为：", total) # 输出 299.97
四、算术运算的优先级演示
print(2 + 3 * 5) # 输出 17
print((2 + 3) * 5) # 输出 25
print((2 + 3) * 5 ** 2) # 输出 125
print(((2 + 3) * 5) ** 2) # 输出 625
✅ 最佳实践：明确优先级时请使用
()，可读性强，避免逻辑错误！
五、赋值运算符与“海象运算符”
常见赋值符：
| 运算符 | 示例 | 含义 |
|---|---|---|
= |
a = 10 |
普通赋值 |
+= |
a += 3 |
等价于 a = a + 3 |
*= |
a *= 2 |
等价于 a = a * 2 |
“海象运算符”:=（Python 3.8+）
# 同时赋值 + 返回值
print((a := 10)) # 输出 10
使用场景：
- 在表达式中“赋值+使用”简化逻辑。
- 例如：循环中接收用户输入并判断是否为空。
六、比较运算符：条件判断的基础
| 运算符 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
== |
相等 | a == b |
!= |
不等 | a != b |
> |
大于 | a > b |
< |
小于 | a < b |
>= |
大于或等于 | a >= b |
<= |
小于或等于 | a <= b |
🔁 比较表达式的结果是
True或False
七、逻辑运算符：控制多个条件
| 运算符 | 含义 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|---|
and |
与（同时为真） | a > 0 and b > 0 |
两个条件都成立时为 True |
or |
或（任一为真） | a > 0 or b > 0 |
至少一个条件成立为 True |
not |
非（取反） | not (a > 0) |
条件不成立为 True |
✅ 使用场景：
- 多重判断、权限控制、流程逻辑。
- 简化代码逻辑，支持短路逻辑。
八、表达式实战示例
示例 1：华氏温度转摄氏温度
f = float(input("请输入华氏温度："))
c = (f - 32) / 1.8
print(f"{f:.1f}℉ = {c:.1f}℃")
示例 2：圆的周长和面积
import math
r = float(input("请输入半径："))
print(f"周长 = {2 * math.pi * r:.2f}")
print(f"面积 = {math.pi * r ** 2:.2f}")
示例 3：判断闰年
year = int(input("请输入年份："))
is_leap = (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or (year % 400 == 0)
print(f"{year} 是闰年吗？ {is_leap}")
✅ 使用逻辑表达式 + 比较运算构建判断模型，是日常开发中的基础能力。
九、进阶输出技巧：三种格式化方式
| 方式 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 百分号格式化 | print("总价为 %.2f 元" % total) |
最经典，类似 C 语言格式 |
str.format() |
print("总价为 {:.2f} 元".format(x)) |
面向对象风格 |
| f-string（推荐） | print(f"总价为 {x:.2f} 元") |
Python 3.6+，简洁直观，支持表达式 |
十、总结 + 实战建议
✅ 本节掌握目标：
- 熟悉各种运算符的分类与优先级
- 理解如何通过表达式解决实际问题
- 掌握基本格式化输出方式
- 学会结合逻辑运算符构造复杂判断逻辑
✅ 最佳实践建议：
| 场景 | 推荐做法 |
|---|---|
| 优先级不明确 | 使用圆括号明确执行顺序 |
| 多条件判断 | 使用 and、or 搭配 not 简化表达式 |
| 代码输出清晰 | 使用 f-string 格式化变量输出 |
| 简洁赋值 + 使用 | 使用海象运算符 :=（Python 3.8+） |
| 多个变量更新 | 使用复合赋值运算符如 +=、*= |
📌 下节预告：控制流程与分支结构
现在你已经可以处理数据并做逻辑判断了，下一步就是学习如何控制程序流程（条件分支与循环结构），例如：
- 如果……就……
- 重复执行……直到……
欢迎继续学习下一课《条件判断与循环结构》，将变量 + 运算 + 控制 结合起来，正式进入编程的核心思维阶段！
如需练习题、表达式练习卡片、或代码讲解视频脚本，请随时告诉我！