Python3 運算子


什麼是運算子?

本章節主要說明Python的運算子。舉個簡單的範例 4 +5 = 9 。 範例中,45 被稱為操作數,"+" 稱為運算子。

Python語言支援以下型別的運算子:

接下來讓我們一個個來學習Python的運算子。


Python算術運算子

以下假設變數a為10,變數b為21:

運算子描述範例
+加 - 兩個物件相加 a + b 輸出結果 31
-減 - 得到負數或是一個數減去另一個數 a - b 輸出結果 -11
*乘 - 兩個數相乘或是回傳一個被重複若干次的字串 a * b 輸出結果 210
/除 - x 除以 y b / a 輸出結果 2.1
%取模 - 回傳除法的餘數 b % a 輸出結果 1
**冪 - 回傳x的y次冪 a**b 為10的21次方
//取整除 - 向下取接近除數的整數
>>> 9//2
4
>>> -9//2
-5

以下範例實作了Python所有算術運算子的操作:

範例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 a = 21 b = 10 c = 0 c = a + b print ("1 - c 的值為:", c) c = a - b print ("2 - c 的值為:", c) c = a * b print ("3 - c 的值為:", c) c = a / b print ("4 - c 的值為:", c) c = a % b print ("5 - c 的值為:", c) # 修改變數 a 、b 、c a = 2 b = 3 c = a**b print ("6 - c 的值為:", c) a = 10 b = 5 c = a//b print ("7 - c 的值為:", c)

以上例項輸出結果:

1 - c 的值為: 31
2 - c 的值為: 11
3 - c 的值為: 210
4 - c 的值為: 2.1
5 - c 的值為: 1
6 - c 的值為: 8
7 - c 的值為: 2

Python比較運算子

以下假設變數a為10,變數b為20:

運算子描述範例
== 等於 - 比較物件是否相等 (a == b) 回傳 False。
!= 不等於 - 比較兩個物件是否不相等 (a != b) 回傳 True。
> 大於 - 回傳x是否大於y (a > b) 回傳 False。
< 小於 - 回傳x是否小於y。所有比較運算子回傳1表示真,回傳0表示假。這分別與特殊的變數True和False等效。注意,這些變數名的大寫。 (a < b) 回傳 True。
>= 大於等於 - 回傳x是否大於等於y。 (a >= b) 回傳 False。
<= 小於等於 - 回傳x是否小於等於y。 (a <= b) 回傳 True。

以下範例實作了Python所有比較運算子的操作:

範例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 a = 21 b = 10 c = 0 if ( a == b ): print ("1 - a 等於 b") else: print ("1 - a 不等於 b") if ( a != b ): print ("2 - a 不等於 b") else: print ("2 - a 等於 b") if ( a < b ): print ("3 - a 小於 b") else: print ("3 - a 大於等於 b") if ( a > b ): print ("4 - a 大於 b") else: print ("4 - a 小於等於 b") # 修改變數 a 和 b 的值 a = 5; b = 20; if ( a <= b ): print ("5 - a 小於等於 b") else: print ("5 - a 大於 b") if ( b >= a ): print ("6 - b 大於等於 a") else: print ("6 - b 小於 a")

以上例項輸出結果:

1 - a 不等於 b
2 - a 不等於 b
3 - a 大於等於 b
4 - a 大於 b
5 - a 小於等於 b
6 - b 大於等於 a

Python指定運算子

以下假設變數a為10,變數b為20:

運算子描述範例
=簡單的指定運算子 c = a + b 將 a + b 的運算結果賦值為 c
+=加法指定運算子 c += a 等效於 c = c + a
-=減法指定運算子 c -= a 等效於 c = c - a
*=乘法指定運算子 c *= a 等效於 c = c * a
/=除法指定運算子 c /= a 等效於 c = c / a
%=取模指定運算子 c %= a 等效於 c = c % a
**=冪指定運算子 c **= a 等效於 c = c ** a
//= 取整除指定運算子 c //= a 等效於 c = c // a
:=海象運算子,可在運算式內部為變數賦值。Python3.8 版本新增運算子

在這個示例中,賦值運算式可以避免呼叫 len() 兩次:

if (n := len(a)) > 10:
    print(f"List is too long ({n} elements, expected <= 10)")

以下範例實作了Python所有指定運算子的操作:

範例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 a = 21 b = 10 c = 0 c = a + b print ("1 - c 的值為:", c) c += a print ("2 - c 的值為:", c) c *= a print ("3 - c 的值為:", c) c /= a print ("4 - c 的值為:", c) c = 2 c %= a print ("5 - c 的值為:", c) c **= a print ("6 - c 的值為:", c) c //= a print ("7 - c 的值為:", c)

以上例項輸出結果:

1 - c 的值為: 31
2 - c 的值為: 52
3 - c 的值為: 1092
4 - c 的值為: 52.0
5 - c 的值為: 2
6 - c 的值為: 2097152
7 - c 的值為: 99864

Python位運算子

按位運算子是把數值看作二進位制來進行計算的。Python中的按位運演演算法則如下:

下表中變數 a 為 60,b 為 13二進位制格式如下:

a = 0011 1100

b = 0000 1101

-----------------

a&b = 0000 1100

a|b = 0011 1101

a^b = 0011 0001

~a  = 1100 0011
運算子描述範例
&按位與運算子:參與運算的兩個值,如果兩個相應位都為1,則該位的結果為1,否則為0 (a & b) 輸出結果 12 ,二進位制解釋: 0000 1100
| 按位或運算子:只要對應的二個二進位有一個為1時,結果位就為1。 (a | b) 輸出結果 61 ,二進位制解釋: 0011 1101
^按位異或運算子:當兩對應的二進位相異時,結果為1 (a ^ b) 輸出結果 49 ,二進位制解釋: 0011 0001
~ 按位取反運算子:對資料的每個二進位制位取反,即把1變為0,把0變為1。~x 類似於 -x-1 (~a ) 輸出結果 -61 ,二進位制解釋: 1100 0011, 在一個有符號二進位制數的補碼形式。
<<左移動運算子:運算數的各二進位全部左移若干位,由"<<"右邊的數指定移動的位數,高位丟棄,低位補0。 a << 2 輸出結果 240 ,二進位制解釋: 1111 0000
>>右移動運算子:把">>"左邊的運算數的各二進位全部右移若干位,">>"右邊的數指定移動的位數 a >> 2 輸出結果 15 ,二進位制解釋: 0000 1111

以下範例實作了Python所有位運算子的操作:

範例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 a = 60 # 60 = 0011 1100 b = 13 # 13 = 0000 1101 c = 0 c = a & b; # 12 = 0000 1100 print ("1 - c 的值為:", c) c = a | b; # 61 = 0011 1101 print ("2 - c 的值為:", c) c = a ^ b; # 49 = 0011 0001 print ("3 - c 的值為:", c) c = ~a; # -61 = 1100 0011 print ("4 - c 的值為:", c) c = a << 2; # 240 = 1111 0000 print ("5 - c 的值為:", c) c = a >> 2; # 15 = 0000 1111 print ("6 - c 的值為:", c)

以上例項輸出結果:

1 - c 的值為: 12
2 - c 的值為: 61
3 - c 的值為: 49
4 - c 的值為: -61
5 - c 的值為: 240
6 - c 的值為: 15

Python邏輯運算子

Python語言支援邏輯運算子,以下假設變數 a 為 10, b為 20:

運算子邏輯運算式描述範例
andx and y 布林"與" - 如果 x 為 False,x and y 回傳 False,否則它回傳 y 的計算值。 (a and b) 回傳 20。
orx or y布林"或" - 如果 x 是 True,它回傳 x 的值,否則它回傳 y 的計算值。 (a or b) 回傳 10。
notnot x布林"非" - 如果 x 為 True,回傳 False 。如果 x 為 False,它回傳 True。 not(a and b) 回傳 False

以上例項輸出結果:

範例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 a = 10 b = 20 if ( a and b ): print ("1 - 變數 a 和 b 都為 true") else: print ("1 - 變數 a 和 b 有一個不為 true") if ( a or b ): print ("2 - 變數 a 和 b 都為 true,或其中一個變數為 true") else: print ("2 - 變數 a 和 b 都不為 true") # 修改變數 a 的值 a = 0 if ( a and b ): print ("3 - 變數 a 和 b 都為 true") else: print ("3 - 變數 a 和 b 有一個不為 true") if ( a or b ): print ("4 - 變數 a 和 b 都為 true,或其中一個變數為 true") else: print ("4 - 變數 a 和 b 都不為 true") if not( a and b ): print ("5 - 變數 a 和 b 都為 false,或其中一個變數為 false") else: print ("5 - 變數 a 和 b 都為 true")

以上例項輸出結果:

1 - 變數 a 和 b 都為 true
2 - 變數 a 和 b 都為 true,或其中一個變數為 true
3 - 變數 a 和 b 有一個不為 true
4 - 變數 a 和 b 都為 true,或其中一個變數為 true
5 - 變數 a 和 b 都為 false,或其中一個變數為 false

Python成員運算子

除了以上的一些運算子之外,Python還支援成員運算子,測試範例中包含了一系列的成員,包括字串,串列或元組。

運算子描述範例
in 如果在指定的序列中找到值回傳 True,否則回傳 False。 x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中回傳 True。
not in如果在指定的序列中沒有找到值回傳 True,否則回傳 False。 x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中回傳 True。

以下範例實作了Python所有成員運算子的操作:

範例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 a = 10 b = 20 list = [1, 2, 3, 4, 5 ]; if ( a in list ): print ("1 - 變數 a 在給定的串列中 list 中") else: print ("1 - 變數 a 不在給定的串列中 list 中") if ( b not in list ): print ("2 - 變數 b 不在給定的串列中 list 中") else: print ("2 - 變數 b 在給定的串列中 list 中") # 修改變數 a 的值 a = 2 if ( a in list ): print ("3 - 變數 a 在給定的串列中 list 中") else: print ("3 - 變數 a 不在給定的串列中 list 中")

以上例項輸出結果:

1 - 變數 a 不在給定的串列中 list 中
2 - 變數 b 不在給定的串列中 list 中
3 - 變數 a 在給定的串列中 list 中

Python身份運算子

身份運算子用於比較兩個物件的儲存單元

運算子描述範例
is is 是判斷兩個標識符是不是引用自一個物件 x is y, 類似 id(x) == id(y) , 如果引用的是同一個物件則回傳 True,否則回傳 False
is notis not 是判斷兩個標識符是不是引用自不同物件 x is not y , 類似 id(a) != id(b)。如果引用的不是同一個物件則回傳結果 True,否則回傳 False。

註: id() 函式用於取得物件記憶體位址。

以下範例實作了Python所有身份運算子的操作:

範例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 a = 20 b = 20 if ( a is b ): print ("1 - a 和 b 有相同的標識") else: print ("1 - a 和 b 沒有相同的標識") if ( id(a) == id(b) ): print ("2 - a 和 b 有相同的標識") else: print ("2 - a 和 b 沒有相同的標識") # 修改變數 b 的值 b = 30 if ( a is b ): print ("3 - a 和 b 有相同的標識") else: print ("3 - a 和 b 沒有相同的標識") if ( a is not b ): print ("4 - a 和 b 沒有相同的標識") else: print ("4 - a 和 b 有相同的標識")

以上例項輸出結果:

1 - a 和 b 有相同的標識
2 - a 和 b 有相同的標識
3 - a 和 b 沒有相同的標識
4 - a 和 b 沒有相同的標識

is 與 == 區別:

is 用於判斷兩個變數引用物件是否為同一個, == 用於判斷引用變數的值是否相等。

>>>a = [1, 2, 3] >>> b = a >>> b is a True >>> b == a True >>> b = a[:] >>> b is a False >>> b == a True

Python運算子優先順序

以下表格列出了從最高到最低優先順序的所有運算子:

運算子描述
** 指數 (最高優先順序)
~ + - 按位翻轉, 一元加號和減號 (最後兩個的方法名為 +@ 和 -@)
* / % // 乘,除,求餘數和取整除
+ - 加法減法
>> << 右移,左移運算子
& 位 'AND'
^ | 位運算子
<= < > >= 比較運算子
== != 等於運算子
= %= /= //= -= += *= **= 指定運算子
is is not 身份運算子
in not in 成員運算子
not and or 邏輯運算子

以下範例實作了Python所有運算子優先順序的操作:

範例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 a = 20 b = 10 c = 15 d = 5 e = 0 e = (a + b) * c / d #( 30 * 15 ) / 5 print ("(a + b) * c / d 運算結果為:", e) e = ((a + b) * c) / d # (30 * 15 ) / 5 print ("((a + b) * c) / d 運算結果為:", e) e = (a + b) * (c / d); # (30) * (15/5) print ("(a + b) * (c / d) 運算結果為:", e) e = a + (b * c) / d; # 20 + (150/5) print ("a + (b * c) / d 運算結果為:", e)

以上例項輸出結果:

(a + b) * c / d 運算結果為: 90.0
((a + b) * c) / d 運算結果為: 90.0
(a + b) * (c / d) 運算結果為: 90.0
a + (b * c) / d 運算結果為: 50.0

and 擁有更高優先順序:

範例

x = True y = False z = False if x or y and z: print("yes") else: print("no")

以上例項輸出結果:

yes
注意:Pyhton3 已不支援 <> 運算子,可以使用 != 代替,如果你一定要使用這種比較運算子,可以使用以下的方式:
>>> from __future__ import barry_as_FLUFL
>>> 1 <> 2
True