Python 运算符：算术、比较、逻辑、成员与身份运算符

运算符就是表示操作的符号

运算符是一个符号（或简短的关键字），它告诉 Python 对一个或两个值做某件事：相加、比较、检查一个是否包含另一个。基础数学中的几个你已经认识了；Python 还有另外一些用于逻辑、包含关系和身份判断的运算符。

我们会逐一介绍主要的几类。

算术运算符

标准的数学运算符，再加上几个 Python 特有的：

print(10 + 3)   # 13
print(10 - 3)   # 7
print(10 * 3)   # 30
print(10 / 3)   # 3.3333333... - / always returns a float
print(10 // 3)  # 3 - floor division, drops the remainder
print(10 % 3)   # 1 - modulo, the remainder
print(10 ** 3)  # 1000 - exponent

这个列表中有两点很容易忘：

• 即使两边都是整数，/ 也返回浮点数。10 / 2 得到 5.0。要做整数除法，请使用 //。
• % 是取模。n % 2 == 0 是判断 n 是否为偶数最简洁的写法。

Python 遵循标准的数学优先级：** 比 * 和 / 结合得更紧，而 * 和 / 又比 + 和 - 结合得更紧。括号的优先级最高：

print(2 + 3 * 4)      # 14, not 20
print((2 + 3) * 4)    # 20

只要有一点不确定，就大方地加上括号。它们没有任何代价，还能让意图一目了然。

比较运算符

六种比较，每一种都返回布尔值：

print(5 == 5)    # True - equal?
print(5 != 6)    # True - not equal?
print(5 < 6)     # True
print(5 <= 5)    # True
print(6 > 5)     # True
print(6 >= 6)    # True

Python 允许链式比较，这在其他语言中不常见，而且很实用：

age = 25

if 18 <= age < 65:
    print("Working age")

这读作“age 至少为 18 且小于 65”。它在底层等价于 18 <= age and age < 65，但读起来更像数学写法。

逻辑运算符

用英文单词而不是符号来写：

logged_in = True
is_admin = False

print(logged_in and is_admin)   # False - both must be true
print(logged_in or is_admin)    # True - at least one must be true
print(not logged_in)            # False - flips the boolean

有两个细节值得了解：

短路求值。and 遇到第一个假值就停下；or 遇到第一个真值就停下。如果左边已经决定了结果，右边根本不会被求值。这让你可以安全地防止出错：

name = None

# name.upper() would blow up if name is None,
# but short-circuit saves us.
if name is not None and name.upper() == "ADMIN":
    print("Admin access")
else:
    print("Not admin")

and/or 返回的是值，不一定是 True/False。它们返回决定结果的那个操作数：

print(0 or "default")    # "default"
print("" or "default")   # "default"
print("value" or "fallback")  # "value"

print(1 and "end")       # "end"
print(0 and "never")     # 0

你会在实际代码中看到 name = user_input or "anonymous"，这就是基于这种行为的默认值写法。

关于这三个运算符的完整规则，包括哪些值算作假值、not、and 和 or 之间的优先级，以及为什么 and 与 & 不同，请参阅 Python and、or、not。

赋值运算符

= 用来赋值。复合形式把运算和赋值合在一起：

n = 10

n += 5    # same as n = n + 5
n -= 2    # n = n - 2
n *= 3    # n = n * 3
n //= 2   # n = n // 2
n %= 4    # n = n % 4
n **= 2   # n = n ** 2

print(n)

复合形式也适用于字符串（s += "more"）和列表（lst += [4, 5]）。它们并不比完整写法更快，只是更短。

成员运算符：in 和 not in

检查一个值是否出现在容器中：

colors = ["red", "green", "blue"]

print("red" in colors)         # True
print("yellow" not in colors)  # True

text = "hello world"
print("world" in text)         # True
print("z" not in text)         # True

contacts = {"alice": 1, "bob": 2}
print("alice" in contacts)     # True (checks keys)

in 适用于任何可迭代对象：列表、元组、集合、字符串、字典等等。对于大规模查找，在列表上用 in 是 O(n)；在集合或字典上用 in 是 O(1)。当你要多次检查成员关系时，这一点就很重要了。

身份运算符：is 和 is not

is 检查两个变量是否指向内存中的同一个对象，而不只是值相等：

a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
c = a

print(a == b)   # True - same contents
print(a is b)   # False - different objects
print(a is c)   # True - both name the same list

你几乎总是需要 ==。is 真正派上用场的地方，是和 None、True、False 做比较：

value = None

if value is None:
    print("no value")

社区的约定很明确：写 is None，而不是 == None。is True 也一样（不过你很少需要它）。

按位运算符（初读时可以跳过）

Python 还有按位运算符 &、|、^、~、<<、>>，用于操作整数的单个二进制位。它们在密码学、底层网络编程和某些算法中很有用。初次学习时，可以放心地忽略它们。

海象运算符（:=）

Python 3.8 新增了 :=，它在一个表达式中既赋值又返回值。当你想在条件中同时保存并检验一个结果时很有用：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

if (count := len(numbers)) > 3:
    print(f"Got {count} items - more than expected")

如果没有海象运算符，你就得调用两次 len(numbers)，或者多写一行。它不是必需的，在能减少重复的地方使用即可。

运算符优先级速查表

你实际会用到的运算符，按结合紧密程度从高到低排列：

1. **：幂运算
2. *、/、//、%：乘法和除法
3. +、-：加法和减法
4. <、<=、>、>=、==、!=：比较
5. not
6. and
7. or

拿不准的时候，就加括号。清晰胜过炫技。