[:PythonEssentialRef4:第四章 运算符与表达式]
第四章 运算符与表达式
本章的主题是 Python 语言的内建运算符及表达式求值的优先级。
数值操作
所有数值类型都提供下列运算:
运算 描述 x + y 加 x - y 减 x * y 乘 x / y 常规除 x // y 地板除 x ** y 乘方 (xy ) x % y 取模 (x mod y ) -x 改变操作数的符号位 +x 什么也不做 ~x ~x=-(x+1)
关于常规除 / 与地板除 //: 地板除在任何时候都会将小数部分舍为0，而常规除的行为依操作数的类型而有不同。
常规除 / : 整数除以整数时 / 与 // 除完全相同，商都会被舍去小数部分而返回一个整数。如7 / 4 的结果是 1,而不是1.75;
如果有一个操作数为浮点数，情形就不同了：
对于 / ，会返回一个双精度浮点数
对于 //，也会返回一个双精度浮点数，只不过小数部分被舍弃取模操作返回 x/y 的余数，如7 % 4是3。对于浮点数，取模操作返回的是x - int(x / y ) * y。 对于复数，取模操作返回x - int((x / y ).real ) * y。
下列列出的位运算符只能用于整数或长整数:
操作 描述 x << y 左移 x >> y 右移 x & y 按位与 x | y 按位或 x ^ y 按位异或 (exclusive or) ~x 按位翻转
这些都是相当原始的运算，操作的是操作数的每一个位。所有的操作数都假定是以二进制补码形式表示。对于长整数，按位运算符假定符号位可以被无限地向左扩展。
除了这些以外，下边这些内建函数支持所有的数值类型:
函数 描述 abs(x ) 绝对值 divmod(x ,y ) 返回 (int(x / y ), x % y ) pow(x ,y [,modulo ]) 返回 (x ** y ) x % modulo round(x ,[n]) 四舍五入，n为小数点位数
abs()函数返回一个数的绝对值。divmod()函数返回一个包含商和余数的元组。pow()函数可以用于代替 ** 运算，但它还支持三重取模运算(经常用于密码运算)。 round函数总是返回一个浮点数。Python的四舍五入规则不是银行家四舍五入规则，这一点请大家注意。
下列比较操作有标准的数学解释,返回一个布尔值True,或者False:
运算符 描述 x < y 小于 x > y 大于 x == y 等于 x != y 不等于(与<>相同) x >= y 大于等于 x <= y 小于等于
Python的比较运算可以连结在一起，如w < x < y < z 。这个表达式等价于 w < x and x < y and y < z 。
x < y > z这个表达式也是合法的，(注意,这个表达式中 x 和 z 并没有比较操作)。不建议这样的写法，因为这会造成代码的阅读困难。
只可以对复数进行等于(==)及不等于(!=)比较，任何对复数进行其他比较的操作都会引发TypeError异常。
数值操作要求操作数必须是同一类型，若Python发现操作数类型不一致，就会自动进行类型的强制转换，转换规则如下:
1.如果操作数中有一个是复数，另一个也将被转换为复数 2.如果操作数中有一个是浮点数，另一个将被转换为浮点数 3.如果操作数中有一个是长整数数，另一个将被转换为长整数数 4.如果以上都不符合，则这两个数字必然都是整数，不需进行强制转换。
序列运算
序列支持以下操作：
操作 描述 s + r 序列连接 s * n , n * s s的 n 次拷贝,n为整数 s % d 字符串格式化(仅字符串) s[i] 索引 s[i :j ] 切片 x in s , x not in s 从属关系 for x in s : 迭代 len(s) 长度 min(s) 最小元素 max(s) 最大元素
+ 运算符将两个相同类型的序列连结成一个。 s * n 运算符给出一个序列的 n 次浅拷贝。下边的例子可以帮助你理解这点:
程序将会输出:
-7, 4, 5], [-7, 4, 5], [-7, 4, 5], [-7, 4, 5
这种情况下,列表b中放置了到列表a的引用,当b被重复的时候,仅创建了4个额外的引用。所以,当a被修改的时候,这个变化也影响到所有a的引用。这种情况通常是大多程序员不愿意看到的。你可以通过复制a中的所有元素来解决这种问题。如：
a = [3, 4, 5 ] c = [a[:] for j in range((4)] # [:]代表a的副本而不是到a的引用
注:a[:]这种方式也仅仅是创建列表a所有元素的浅拷贝，如果a中有元素为可变元素，仍然可能会有潜在问题。 --WeiZhong
标准库中的copy模块也可以用于一个对象的浅复制，另外它还支持深复制。
索引操作符 s[n] 返回序列中的第 n个对象(s[0]是第一个),如果 n 是负数，在求值之前，就先执行 n+=len(s)。如果尝试读取一个不存在的元素则会引发IndexError异常。
切片操作符s[i:j]返回一个子序列。i 和 j 必须是整数或长整数。如果被省略,那么它们的默认值分别为序列的开始或结束。切片操作同样允许负数索引。你只要记住这个公式：s[n]=s[n-len(s)] (n为正数) 或者 s[n]=s[len(s)+n] (n为负数)就行了。
x in s 运算符检验对象 x 是否是 s 的子对象，并返回True或False。 not in 运算符刚好与 in 相反。for x in s 操作顺序迭代序列中的全部元素，这将在第五章--控制流中详细介绍。len(s)返回一个序列中的元素个数。 min(s)和max(s)返回一个序列的最小值和最大值，这两个函数只有序列中的元素可排序时返回值才有意义。(如果对一个文件对象的列表取最大值或最小值，就毫无意义)
字符串和元组是不可变对象，不能在创建之后对原始对象修改。列表则可以进行以下操作:
操作 描述 s[i ] = x 为s[i]重新赋值 s[i :j ] = r 将列表片段重新赋值 del s[i ] 删除列表中一个元素 del s[i :j ] 删除列表中一个片段
s[i] = x操作将列表索引为 i 的元素重新赋值为对象 x ，并增加 x 的引用记数。如果i是负数，在求值之前，就先执行 i+=len(s)，计算结果必须是一个小于len(s)的非负整数。尝试给一个不存在的索引赋值会引发 IndexError 异常. 切片分配操作符 s[i:j] = r 将列表片段s[i:j]替换为序列 r。如:
del s[i]语句从列表s中删除元素i,并将它的引用记数减1。del s[i:j]语句删除一个切片。
序列可以使用<, >, <=, >=, == 和 != 来进行比较。当比较两个序列的时候,首先比较序列的第一个元素。如果它们不同,就马上得出结论.如果它们相同,就继续比较第二个元素，直到找到两个不同的元素或者两个序列都没有多余元素为止。字符串通过比较每个字符的内部编码决定大小(如ASCII或Unicode)。
字符串取模运算 s % d 返回一个格式化后的字符串。 需要一个格式字符串 s 作为左操作数，一个独立对象或一个元组或一个映射对象 d 作为右操作数。格式字符串 s 可以是ASCII字符串，也可以是一个Unicode字符串。这个运算符和 C 语言中的 sprintf() 函数类似。格式字符串包含两种对象类型:普通字符(不改变它的值)和转换符(% + 转换字符)--在输出结果中，转换符将格式化 d 中的相应元素，然后用格式化后的结果填充自身。如果 s 内只有一个转换符，则允许一个 d 是一个独立的非tuple对象。否则 d 就必须是一个tuple或映射对象。如果 d 是一个tuple,则转换表示符的个数必须和d的长度相等；如果d是一个映射,每个转换表示符的 % 字符之后必须有一个小括号括起来的映射对象中的key值.表Table 4.1详细列出了转换符的使用．
表 4.1. 字符串格式转换
字符 输出格式 d,i 十进制整数或长整数 u 无符号十进制整数或长整数 o 八进制整数或长整数 x 十六进制整数或长整数 X 十六进制整数或长整数(大写字母) f 浮点数如 [-]m.dddddd e 浮点数如 [-]m .dddddde ±xx . E 浮点数如 [-]m .ddddddE ±xx . g,G 指数小于-4或者更高精确度使用 %e 或 %E; 否则,使用 %f s 字符串或其他对象,使用str()来产生字符串 r 与 repr() 返回的字符串相同 c 单个字符 % 转换符标识 %
在 % 和转换字符串之间,允许出现以下修饰符,并且只能按以下顺序:
1.映射对象的 key,如果被格式化对象是一个映射对象却没有这个成分,会引发KeyError异常.
2.下面所列的一个或多个:
左对齐标志
+,数值指示必须包含
0,指示一个零填充
3.指示最小栏宽的数字.转换值会被打印在指定了最小宽度的栏中并且填充在(或者右边).
4. 一个小数点用来分割浮点数
5. A number specifying the maximum number of characters to be printed from a string, the number of digits following the decimal point in a floating-point number, or the minimum number of digits for an integer.
另外,形标(*)字符用于在任意宽度的栏中代替数字. If present, the width will be read from the next item in the tuple.下边的代码给出了几个例子: 1 a = 42
2 b = 13.142783
3 c = "hello"
4 d = {'x':13, 'y':1.54321, 'z':'world'}
5 e = 5628398123741234L
6
7 print 'a is %d' % a # "a is 42"
8 print '%10d %f' % (a,b) # " 42 13.142783"
9 print '%+010d %E' % (a,b) # "+000000042 1.314278E+01"
10 print '%(x)-10d %(y)0.3g' % d # "13 1.54"
11 print '%0.4s %s' % (c, d['z']) # "hell world"
12 print '%*.*f' % (5,3,b) # "13.143"
13 print 'e = %d' % e # "e = 5628398123741234"