python基礎教程：運算物件、運算子、表示式和語句

摘要： 程式設計的本質就是資料和運算，資料由基本資料型別、資料結構來表示，運算就是對這些資料的各種操作，基本的加減乘除、是非判斷、流程控制等等。這些操作就是今天我們要講的運算子、表示式和語句。 前面我們學習Python的基本語法時，講到了Python程式的 行 的概念，這個行...

程式設計的本質就是資料和運算，資料由基本資料型別、資料結構來表示，運算就是對這些資料的各種操作，基本的加減乘除、是非判斷、流程控制等等。這些操作就是今天我們要講的運算子、表示式和語句。

前面我們學習Python的基本語法時，講到了Python程式的 行 的概念，這個行再細分就是運算子(Operators)、運算物件(Operands)、表示式(Express)、語句(Statements)。

提示：運算和操作這兩個概念在程式設計中往往是一樣的

比如下面這一行程式碼：

a = 5; b = a + 7; c = a if a > b else b

先來分解一下這一行：

• 語句： 由表示式組成。此例共三條語句，用分號 ; 分開，即一個物理行有三個邏輯行；
• 表示式： 由運算子和操作物件組成。此例中的表示式有 a + 7 , a > b 等；
• 運算物件： 即各種物件。此例中的 a, b, c, 5, 7 等。

用一行表示它們的關係就是：

運算物件 + 運算子 -> 表示式 -> 語句

運算物件和運算子構成表示式，表示式構成語句

![( http://upload-images.jianshu.io/upload_images/13090773-0563aa7da844b2b2.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240 )

運算物件

運算物件就是由各種物件構成的集合，這些物件裡面有些是 常量 ，有些是 變數 。

常量

Python中的常量我們已經見過很多了，比如整數： 9, 7, 8 等等，浮點數： 3.14， 0.618 等等，字串： '猿人學Python' ，這些常量我們看到它們時就知道它們的意思，這就是字面意義上的常量。

字面意義上的常量就是按照它們的 字面意義 使用它們的值。比如，數字 8 總是代表它自己，它是一個常量，不能改變它的值。

變數

常量代表具有特定意義的物件，但不足以滿足程式設計的需要。程式設計經常需要一種既可以儲存資料有可以對它進行運算（操作）的東東，這個東東就是 變數 。程式設計中要經常使用變數，就需要給變數起個名字：變數名。變數名的起名規則就是前面講Python基本語法時提到的 識別符號 ，忘了的小猿可以再去看看那一節。

最開始那一行Python程式碼中的 a, b, c 都是變數，而 5, 12, 5 就是它們各自儲存的值。如果再來一句 a = a + 3 ， a 的值就變成了 8 ，變數 a 的值就變了。

變數的賦值就是給變數一個值，比如 a = 3 ，就是給a變數以3的值。

a = 3# 把3賦值給a，此時a的值為3
b = a# 把a賦值給b，此時b的值等於a的值，也是3
c, d = a, b# 這是多重賦值，相當於 c = a; d = b

運算子

運算子就是對運算物件進行的具體運算名稱。不同的運算子代表不同的運算，比如加減乘除。

通過Python shell可以方便的體驗運算子的使用：

In [115]: 2 + 5
Out[115]: 7

In [116]: 8 * 9
Out[116]: 72

下面我們用一個表格來清晰的列出各種運算子及其用法。

運算子	名稱	含義	示例
+	加	兩個物件相加	2 + 5 得7； '猿人學' + 'Python' 得到 '猿人學Python'
-	減	兩數相減，或負數	10 - 5 得到5； -3.1 表示負數。
*	乘	兩數相乘，或字串重複多次	3 * 7 得到21； 'py' * 2 得到 pypy 。
**	冪	返回x的y次冪	2**8 得256； 2.3**3 得12.167
/	除	兩數相除	10 / 2 得到5； 10 / 3 得到 3.333333
//	向下取整除	兩數相除，返回離商最近且小的整數。如果除數和被除數中有浮點數，返回的也是浮點數。	11 // 2 得到5； -11 // 2 得到-6； 5 // 1.34 得到3.0.
%	模除	求餘數	10 % 3 得到1； 10 % 3.3 得到0.1； -10 % 3.3 得到3.2，因為 -10 // 3.3 得 -4， -10 - 3.3*-4 得到3.2.
<<	左移	二進位制操作，把數字的每個位元位向左移動特定位數（數字在記憶體中以二進位制 0,1 表示）	2 << 3 得到16， 2 的二進位制是： 00000010 ，左移3位變成： 0b00010000 即16
>>	右移	把一個數的位元位向右移動特定位數	2 >> 1 得到1
&	位與	兩數對應的位元位進行與操作	8 & 9 得8
`	`	位或	兩數對應的位元位進行或操作	`8	9`得9
^	位異或	兩數對應的位元位進行異或操作	8^9 得1
～	位反	一個數x的位元位全部取反，值為-(x+1)	~8 的 -9
<	小於	返回x是否小於y。所有比較運算子返回的不是 True 就是 False	8 < 9 得到 True 。
>	大於	返回x是否大於y	8 > 9 得到 False 。
<=	小於等於	返回x是否小於等於y	x = 2; y = 3; x <= y 返回 True
>=	大於等於	返回x是否大於等於y	x = 6; y = 4; x >= y 返回 True
==	等於	比較物件是否相等	2 == 2 返回 True ， 3 == 2 返回 False ， 'str' == 'str' 返回 True
!=	不等於比較物件是否不相等	1 != 3 返回 True ， 3 != 3 返回False
not	布林 非	如果x是 True 則返回 False ；如果x是 False 則返回 True	x = False; not x 返回 True 。
and	布林 與	x and y 如果x是 False 則返回 False ，否則返回y的布林值	x = False; y = True; x and y 返回 False ，因為x是False。這種情況下，Python不再檢驗y的布林值，因為and左邊的x已經是False了，不管右邊的y是真是假都不影響整個表示式的值，所以就不再去驗證y是真是假。這叫做“短路求值”。
or	布林 或	如果x是 True 則返回True，否則返回y的布林值	x = True; y = False; x or y 返回True。這裡同樣適用“短路求值”

運算子優先順序（Operator precedence）

小時候學數學的時候，我們知道先乘除後加減，比如要算 2 + 5 * 6 的話，先算 5 * 6 得到30， 再算 2 + 30 得到32. 也就是說，乘法運算子的優先順序高於加法運算子。

下面的表格就是Python的運算子的優先順序，從低到高排列，同一個單元格里面的運算子具有相同的優先順序，這時候運算順序從左到右。不過，還是建議大家通過使用圓括號來分組表示式（運算子和運算物件），這樣可以清楚的指出運算的先後順序，同時也讓程式更加易讀。

運算子	描述
lambda	Lambda函式表示式
if-else	條件表示式
or	布林或
and	布林與
not	布林非
in , not in , is , is not , < , <= , > , >= , != , ==	比較，包括成員測試和同一性測試
`	`	位或
^	位異或
&	位與
<< , >>	移位
+ , -	加、減
* , @ , / , // , %	乘，矩陣乘法，除，向下取整除，模除
+x , -x , ~x	整數，負數，位非（位反）
**	冪運算子。它的繫結不如其右側的算數或按位一元運算子緊密，所以， 2**-1 的值是0.5.
await	await表示式（asyncio中使用）
x[index] , x[index:index] , x(arguments...) , x.attribute	下標，切片，函式呼叫，屬性引用
(expressions...) , [expressions...] , {key:value...} , {expressions...}	繫結或元組顯示，列表顯示，字典顯示，集合顯示

上面表格中有我們還沒有接觸到的運算子，這將會在後面的章節中講解。

程式根據上表的順序來進行運算，但是我們也可以通過圓括號來改變它們的計算順序，比如 (2 + 7) * 3 中，就先計算圓括號裡面的加法，然後再進行乘法。這個原則跟小學時學到的算術是一樣的。

表示式（Expression）

表示式是一段可以計算為某個值的語法片段。換句話說，就是表達元素的累積，比如文字，名稱，屬性訪問，運算子或函式呼叫，它們都返回一個值。與許多其它語言相比，並非所有語言結構都是表示式。還有一些語句不能用作表示式，比如 while 。 賦值 也是語句，但不是表示式。

從上面對錶達式的定義來看， a > 3 是表示式， a = 3 不是表示式，而是賦值語句。

語句（Statements）

語句是程式段（一個程式碼“塊”）的組成單位。一條語句可以是一個表示式或某個帶有關鍵字的結構，例如 if , while 或 for 。

語句的例子：

a = 5# 賦值語句
if a > 3:#條件語句，其中 a > 3是表示式
print('a > 3')#輸出語句

總結

程式由語句組成；語句或是由表示式構成，或是賦值，或是 if , while 等關鍵字的結構；表示式由運算子和運算物件（數字、字串等常量，變數等）組成，是語句的構成元素。

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