运算符与表达式

1算术运算符

# 整除与取余满足关系：a == (a // b) * b + (a % b)
print(-7 // 2)     # -4   向负无穷方向取整（不是 -3！）
print(-7 % 2)      # 1    由上面的恒等式推出
print(7 // -2)     # -4
print(7 % -2)      # -1

# % 的实用场景
print(10 % 3)          # 1：判断整除、周期性问题
print("成绩:%5d" % 88) # % 还可用于旧式字符串格式化
print(divmod(17, 5))   # (3, 2)：一次拿到商和余数

2赋值运算符

x = 10           # 基本赋值
x += 3           # 等价 x = x + 3        → 13
x -= 1           # x = x - 1            → 12
x *= 2           # 24
x /= 4           # 6.0（/= 后变 float）
x //= 2          # 3.0
x %= 2           # 1.0
x **= 3          # 1.0

# 其他语言里的 x++ / x-- 在 Python 中【不存在】，请写 x += 1

海象运算符 :=（Python 3.8+）

海象运算符（walrus operator）在表达式内部完成"赋值 + 使用"，常用于减少重复计算：

# 传统写法：先计算再判断
line = input("输入：")
while line != "quit":
    print("你输入了", line)
    line = input("输入：")

# 海象写法：输入、判断二合一
while (line := input("输入：")) != "quit":
    print("你输入了", line)

# 避免重复调用 len()
text = "hello world"
if (n := len(text)) > 5:
    print(f"文本长度 {n} 超过 5")

3比较运算符

比较运算的结果一定是 bool（True/False）。Python 支持极具可读性的链式比较：

score = 75
print(60 <= score < 90)        # True，数学写法直接用
# 等价于 (60 <= score) and (score < 90)，但 score 只求值一次

print(1 < 2 < 3)              # True
print(1 < 2 == 2)             # True

# 字符串按字典序逐字符比较（比 Unicode 码点）
print("apple" < "banana")     # True
print("abc" < "abd")          # True
print("a" < "A")              # False（小写字母码点更大：ord('a')=97 > ord('A')=65）

4逻辑运算符：and / or / not

True and False    # False   与：两者都真才真
True or False     # True    或：任一为真即真
not True          # False   非：取反

age = 25
print(age >= 18 and age <= 60)    # True
print(not (age < 18))             # True

4.1 短路求值（重要）

Python 的 and、or 会从左到右计算，一旦结果确定就立即停止，右侧表达式根本不会执行：

# and：左假即假，右边短路不执行
False and print("不会打印")

# or：左真即真，右边短路不执行
True or print("不会打印")

# 经典保护：先判断非空，再取下标，避免 IndexError
data = []
if data and data[0] > 0:
    print("有正数")

# 除零保护
b = 0
if b != 0 and 10 / b > 1:
    print("安全")

4.2 and/or 返回的不一定是布尔值

这是 Python 与很多语言不同的设计：and/or 返回的是参与运算的某个对象本身，而不是强制变成 True/False：

# x and y：x 为假 → 返回 x；否则返回 y
print(0 and "hello")     # 0
print(3 and "hello")     # hello

# x or y：x 为真 → 返回 x；否则返回 y
print("a" or "b")        # a
print("" or "默认值")    # 默认值

print(not "abc")         # False（not 会强制返回 bool）
print(not "")            # True

利用这一特性可以写简洁的默认值惯用法（但语义不清时不要滥用）：

username = input("昵称（留空则为游客）：")
name = username or "游客"       # 留空(""为假)时回退到"游客"
print("欢迎，" + name)

5成员运算符与身份运算符

# in / not in：判断"是否包含"，适用于字符串、列表、元组、字典、集合
print("py" in "python")        # True
print(3 in [1, 2, 3])          # True
print("name" in {"name": "张三"})  # True（字典判断的是键）
print(5 not in (1, 2, 3))      # True

# is / is not：判断是否同一个对象（身份比较）
x = None
print(x is None)               # 判断 None 的标准写法
a = b = [1]
print(a is b)                  # True

# == 比值；is 比身份
print([1, 2] == [1, 2])        # True
print([1, 2] is [1, 2])        # False

6位运算符（了解为主）

位运算直接操作整数的二进制位，在算法题、权限标志、嵌入式/高性能场景使用：

# 实用：不用乘除做 2 的倍数运算（高性能场景）
print(1024 << 1)    # 2048
print(1024 >> 1)    # 512

# 判断奇偶：看最低位
print((n := 7) & 1)    # 1 奇数；0 偶数

# 权限标志：用不同二进制位组合权限
READ, WRITE, EXEC = 1, 2, 4
perm = READ | WRITE        # 授予 读+写 = 3
print(bool(perm & READ))   # True：检查是否有读权限

7三元表达式

Python 的条件表达式读作"真值 if 条件 else 假值"，用于一行完成简单的二选一：

score = 58
result = "及格" if score >= 60 else "不及格"
print(result)        # 不及格

# 等价于：
# if score >= 60:
#     result = "及格"
# else:
#     result = "不及格"

print(max(3, 9))                         # 9
# 手写一个 max 也可以用三元表达
bigger = a if (a := 3) > (b := 9) else b
print(bigger)                            # 9

8运算符优先级

优先级决定"先算谁"，下表从高到低列出常用运算符（完整版可查官方文档）：

print(2 + 3 * 4)        # 14（先乘后加）
print(True or False and False)   # True（and 优先级高于 or）
# 等价 True or (False and False)

# 不要靠背优先级！复杂表达式请主动加括号，既正确又易读
x = 2 + 3 * 4 ** 2             # 50：** → * → +
y = 2 + (3 * (4 ** 2))         # 50，一目了然

9本章小结与练习