Python从入门到高手5.2节-Python数据运算

5.2.1 理解数据运算

5.2.2 操作符与操作数

5.2.3 赋值运算

5.2.4 算术运算

5.2.5 关系运算

5.2.6 逻辑运算

5.2.7 标识运算

5.2.8 结合性与优先级

5.2.9 假期即将结束

5.2.1 理解数据运算

常见的四则运算就是一种数据运算，利用四则运算可以对两个以上的数字作加减乘除。在5.1节中介绍了数据类型及其分类，在数据运算中，同样可以对运算的类型进行分类。根据数据运算的不同性质，可以将其分为算术运算，关系运算，逻辑运算。

不论是算术运算还是关系运算，或是其它类型的运算，都是按照特定的逻辑规则对数据进行表示和处理的过程。例如在等式1+1=2中，将两物相加的结果用字符2进行表示。

1+1之所以等于2，是因为我们先有了物物相加的生活经验，然后以数字符号的形式来表示这种算术逻辑的处理过程。

5.2.2 操作符与操作数

简言之，操作符就是表示各类数据运算的符号，例如用符号+表示加法，用符号-表示减法。操作数，就是参与数据运算的数。按操作数与操作符的相对位置顺序，可将操作数分为左操作数和右操作数。

在操作符左边的即为左操作数，在操作符右边的即为右操作数。例如在算术运算1+2中，数字1与数字2都是操作数，1是左操作数，2是右操作数。

5.2.3 赋值运算

赋值运算是指将值赋予变量的过程。

Python中的赋值运算符与数学中的等号相同。

在Python中通过赋值运算来定义变量。

"""
@author: 大神薯条老师
@desc: Python中的赋值运算
"""

# 定义布尔型变量
is_happy = True

定义布尔类型变量时，一般以is作为前缀，以表达是否的含义。例如变量is_happy, 表示是否快乐的意思。同学，你在学Python时感到快乐吗？

笔者再次重申下，Python中的变量是一个储存内存地址的容器，赋值的过程，实质是将值的内存地址赋值给变量。

5.2.4 算术运算

算术运算就是加减乘除等运算。Python中的算术运算符如下表所示：

算术运算符	说明
+	加法运算
-	减法运算
*	乘法运算
/	除法运算
//	整除运算
%	求余运算
**	求幂运算

代码实例-计算正整数的各位数字

"""
@author: 大神薯条老师
@desc: 计算正整数的各位数字
"""
# 定义year变量，指向的值为1986
year = 1986
# 1. 计算千位数
number = year // 1000
 
# 计算百位数 
year = year % 1000 
number = year // 100 
 
# 计算十位数 
year = year % 100
number = year // 10
 
# 计算个位数 
year = year % 10 
number = year // 1

代码讲解:

(1) 将数字与各数位的基数作整除运算，可以获取当前数位的数字，例如千位数的基数为1000，百位数的基数为100，十位数的基数为10，以此类推。将2020与1000进行整除，结果为2，显然2就是千位数的数字。

(2) 将数字与数位的基数进行求余运算，可获得下一数位的数。例如2121与1000进行求余运算，余数为121。如果余数小于数位的基数，那么说明该数位的数字为0。例如2020与1000进行求余运算，余数为20，20小于100，那么百位上的数字为0。算数运算与赋值运算可以进行组合。

算术运算可以与赋值运算结合起来，构成算术与赋值的复合运算：

"""
@author: 大神薯条老师
@desc: 算术与赋值的复合运算
"""

number = 1
# (1) 加法与赋值的复合运算
number += 1
"""
number +=1 等价于 number = number +1
"""

# (2) 乘法与赋值的复合运算
number *= 1
"""
number *=1 等价于 number = number * 1
"""

# 其它的算术运算同理，不再赘述

5.2.5 关系运算

关系运算，顾名思义，就是比较值的大小。关系运算的结果为布尔类型。Python中的关系运算符如下表所示：

关系运算符	说明
>	判断左操作数是否大于右操作数
<	判断左操作数是否小于右操作数
>=	判断左操作数是否大于等于右操作数
<=	判断左操作数是否小于等于右操作数
==	判断左操作数是否等于右操作数
!=	判断左操作数是否不等于右操作数

代码实例-计算正整数的各个位:

"""
@author: 大神薯条老师
@desc: 计算正整数的各位的数字
"""

# 定义year变量，指向的值为2020
year = 2020
 
# 1. 计算千位数
number = year // 1000
# 计算百位数 
year = year % 1000 
if year >= 100:
  number = year // 100 
else:
  number = 0
 
 
# 计算十位数 
year = year % 100 
if year >= 10:
  number = year // 10 
else:
  number = 0
 
# 计算个位数 
year = year % 10
if year >= 1:
  number = year // 1
else:
  number = 0

代码讲解:

(1) 与算术运算中的代码实例相比，这里多了条件判断，判断余数是否大于等于数位的基数

(2) 如果余数大于等于基数，那么就与基数进行整除运算，获取数位上的数字。如果余数小于基数，那么说明当前数位的数字为0

5.2.6 逻辑运算

逻辑运算，就是计算表达式逻辑值的真假。Python中的逻辑运算符：

逻辑运算符	说明
and	逻辑与，值都为真时，结果才为真
or	逻辑或，只要一个为真，结果就为真
not	逻辑非，非真就是假，非假就是真

关于逻辑运算，我们需要重点掌握短路逻辑。所谓短路逻辑，即在进行逻辑运算时,一旦符合短路逻辑条件，就立即停止表达式后面的逻辑运算。这里的短路逻辑条件，即，逻辑与运算中只要其中一个操作数为假，就触发短路，输出为假的这个操作数。逻辑或运算中只要其中一个操作数为真，就触发短路，输出为真的这个操作数。

代码实例-空口承诺：

"""
@author: 薯条老师
@desc: 短路逻辑之逻辑与
"""
# 定义love变量
love = "" and 201314 and False
# love的值为""

代码讲解:

(1) 在逻辑与运算中，只要其中一个操作数的值为假，就触发短路，返回最后一次参与运算的操作数

(2) 在表达式"" and 201314 and False中，第一个操作数为""。""是空字符串，值为假，所以会触发短路，返回的值为""。

代码实例-交错的谎言：

"""
@author: 大神薯条老师
@desc: 短路逻辑之逻辑或
"""

# 定义love变量
love = "" or False or 201314 or 748
# love的值为201314

代码讲解:

(1) 在逻辑或运算中，只要操作数的值为真，就触发短路，返回值为真的操作数。

(2) 在表达式"" or False or 201314 or 748中，第一个操作数为""。""是空字符串，值为假，所以会继续进行判断。False的值为假，继续进行判断。201314的值为真，立即停止运算，返回201314。整型和浮点类型的0值，空字符串，布尔类型的False，None类型，这些都为假值。

5.2.7 标识运算

标识运算，是判断标识值是否相等，可以把标识运算归为关系运算的范畴。Python中的标识运算符是is。所谓的标识值，在CPython中指的是内存地址。

我们使用的Python解释器，一般指的就是CPython。CPython是用C语言实现的解释器，除了CPython, 还有用Java等语言实现的解释器。

在Python中对小整数以及英文的短字符串，在内存中进行了缓存，所以它们具有相同的标识值。Python默认把-5到256之间的小整数进行缓存。对英文短字符串也进行了缓存，限定的长度为20，且字符之间不能出现空格，否则也不会在内存中进行缓存。

代码实例-我不是我：

"""
@author: 薯条老师
@desc: Python中的标识运算
"""

the_man = "我"
me = "我"
# 使用is not 判断标识值是否相等
if the_man is not me:
  print("the man is not me")
else:
  print("the man is me!")

在交互模式的输出为: the man is not me。在PyCharm中的输出为: the man is me。

在PyCharm等IDE中运行程序时，Python解释器会将文件中的所有代码一次性编译成中间字节码，这样就有了优化的契机，在一次性编译的过程中，Python解释器将全局常量存储在一块固定的内存中，供其它对象引用，所以在PyCharm中运行时，id值就相等。而在交互模式中每按一下回车键，就会触发一次编译。

5.2.8 结合性与优先级

结合性是指运算的顺序，数据运算的结合性主要有左结合性和右结合性。左结合性是指运算时从左至右进行运算，右结合性是从右至左进行运算。

在Python中赋值运算为右结合性，其它运算都为左结合性。

优先级是指数据运算中存在多个运算符时，优先执行哪种运算。在四则运算中，会优先进行乘除法运算，然后再进行加减法运算。可按优先级高低，将Python中的各类运算进行排序:

算术运算 > 关系运算 > 标识运算 > 成员运算 > 逻辑运算 > 赋值运算

在进行数据运算时，可通过()符号来强制运算的优先级，即，使用()括住的优先级是最高的。

代码实例-真实的谎言:

"""
@author: 薯条老师
@desc: 真实的谎言
"""

the_woman = "Lohan"
lohan = "Lohan"
true_love = False
love = "" or False or 748
 
if (the_woman is lohan) and (true_love is True) or (love != 748):
  print("the true love")
else:
  print("all are lies")

代码讲解: