2.2 运算符与表达式

运算符是对操作数执行特定操作的符号，例如加、减、乘、除等。表达式是由运算符和操作数组成的序列，用于计算某个值。接下来我们将详细了解Python中的运算符和表达式。

2.2.1 算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算。以下是Python中的常见算术运算符：

1. 加法（+）：

x = 5 + 3
print(x)  # Output: 8

2. 减法（-）：

x = 5 - 3
print(x)  # Output: 2

3. 乘法（*）：

x = 5 * 3
print(x)  # Output: 15

4. 除法（/）：

x = 5 / 3
print(x)  # Output: 1.6666666666666667

5. 取模（%）：

x = 5 % 3
print(x)  # Output: 2

6. 整除（//）：

x = 5 // 3
print(x)  # Output: 1

7. 指数（**）：

x = 5 ** 3
print(x)  # Output: 125

2.2.2 关系运算符

关系运算符用于比较两个操作数之间的关系。关系运算符的结果是布尔值（True或False）。以下是Python中的常见关系运算符：

1. 等于（==）：

x = 5 == 3
print(x)  # Output: False

2. 不等于（!=）：

x = 5 != 3
print(x)  # Output: True

3. 大于（>）：

x = 5 > 3
print(x)  # Output: True

4. 小于（<）：

x = 5 < 3
print(x)  # Output: False

5. 大于等于（>=）：

x = 5 >= 3
print(x)  # Output: True

6. 小于等于（<=）：

x = 5 <= 3
print(x)  # Output: False

2.2.3 逻辑运算符

逻辑运算符用于组合多个条件表达式。以下是Python中的常见逻辑运算符：

1. 与（and）：

x = 5 > 3 and 4 < 2
print(x)  # Output: False

2. 或（or）：

x = 5 > 3 or 4 < 2
print(x)  # Output: True

3. 非（not）：

x = not (5 > 3)
print(x)  # Output: False

2.2.4 赋值运算符

赋值运算符用于给变量分配值。以下是Python中的常见赋值运算符：

1. 简单赋值（=）：

x = 5

2. 加法赋值（+=）：

x = 5
x += 3  # Equivalent to x = x + 3
print(x)  # Output: 8

3. 减法赋值（-=）：

x = 5
x -= 3  # Equivalent to x = x - 3
print(x)  # Output: 2

4. 乘法赋值（*=）：

x = 5
x *= 3  # Equivalent to x = x * 3
print(x)  # Output: 15

5. 除法赋值（/=）：

x = 5
x /= 3  # Equivalent to x = x / 3
print(x)  # Output: 1.6666666666666667

6. 取模赋值（%=）：

x = 5
x %= 3  # Equivalent to x = x % 3
print(x)  # Output: 2

7. 整除赋值（//=）：

x = 5
x //= 3  # Equivalent to x = x // 3
print(x)  # Output: 1

8. 指数赋值（**=）：

x = 5
x **= 3  # Equivalent to x = x ** 3
print(x)  # Output: 125

2.2.5 位运算符

位运算符用于在二进制位级别上操作数字。以下是Python中的常见位运算符：

1. 按位与（&）：

x = 5 & 3
print(x)  # Output: 1

2. 按位或（|）：

x = 5 | 3
print(x)  # Output: 7

3. 按位异或（^）：

x = 5 ^ 3
print(x)  # Output: 6

4. 按位取反（~）：

x = ~5
print(x)  # Output: -6

5. 左移（<<）：

x = 5 << 1
print(x)  # Output: 10

6. 右移（>>）：

x = 5 >> 1
print(x)  # Output: 2

2.2.6 成员运算符

成员运算符用于检查一个元素是否存在于某个序列（如列表、元组、字符串）中。以下是Python中的常见成员运算符：

1. in：

x = 3 in [1, 2, 3, 4, 5]
print(x)  # Output: True

2. not in：

x = 3 not in [1, 2, 3, 4, 5]
print(x)  # Output: False

2.2.7 身份运算符

身份运算符用于比较两个变量是否指向同一个对象。以下是Python中的常见身份运算符：

1. is：

x = [1, 2, 3]
y = [1, 2, 3]
z = x
print(x is y)  # Output: False
print(x is z)  # Output: True

2. is not：

x = [1, 2, 3]
y = [1, 2, 3]
z = x
print(x is not y)  # Output: True
print(x is not z)  # Output: False

示例：计算二次方程的解

python

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import math

a = 1
b = -3
c = 2

delta = b ** 2 - 4 * a * c

if delta > 0:
x1 = (-b + math.sqrt(delta)) / (2 * a)
x2 = (-b - math.sqrt(delta)) / (2 * a)
print("Two solutions: x1 =", x1, ", x2 =", x2)
elif delta == 0:
x = -b / (2 * a)
print("One solution: x =", x)
else:
print("No real solutions")

输出：

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Two solutions: x1 = 2.0 , x2 = 1.0

通过这个示例，我们演示了如何使用Python中的运算符和表达式来解决实际问题。在这个例子中，我们使用了算术运算符、关系运算符、赋值运算符和逻辑运算符来计算二次方程的解。我们还使用了math库中的sqrt函数来计算平方根。

在学习和使用Python的过程中，你会频繁地使用这些运算符和表达式。通过掌握它们，你将能够编写出更加复杂且功能丰富的代码。

练习题

为了帮助你更好地理解和掌握这些知识点，这里提供了一些练习题供你练习：

1. 编写一个程序，输入三角形的三条边长，计算并输出三角形的面积。提示：可以使用海伦公式计算三角形面积。

2. 编写一个程序，输入一个整数，判断它是否是质数。

3. 编写一个程序，输入两个整数，计算它们的最大公约数和最小公倍数。

4. 编写一个程序，输入一个字符串，统计并输出其中每个字符出现的次数。

5. 编写一个程序，实现两个矩阵的加法和乘法，并输出结果。

当你完成这些练习题后，你将对Python中的运算符和表达式有更深入的理解。然后，你可以尝试编写更复杂的程序，以解决实际问题。祝你学习顺利！