AI 编程必备 – 零基础 系统化学Python

在 Python 编程中，运算符是实现数据计算、条件判断和逻辑处理的核心工具，就像数学中的 “加减乘除” 一样，是构建代码逻辑的基础。本文将聚焦最常用的算术运算符、比较运算符和逻辑运算符，用无代码的通俗方式解析它们的用法、适用场景，以及运算时的优先级规则，帮助新手快速掌握运算符的核心知识。​

一、算术运算符：实现数值计算的 “工具包”​

算术运算符主要用于对数字（整数、浮点数等）进行加减乘除、取余、幂运算等操作，是 Python 中最基础、最常用的运算符，日常计算场景（如统计数据、计算结果）都离不开它。​

1. 基础算术运算：加减乘除与取反​

• 加法（+）：用于计算两个数值的和，比如 “3 + 5”，结果为 8；也可用于字符串拼接（如 “Hello” + “World”），但核心功能是数值相加。​
• 减法（-）：计算两个数值的差，比如 “10 - 4”，结果为 6；也可单独用于数值取反（如 “-7”，表示负数 7）。​
• 乘法（*）：计算两个数值的积，比如 “6 * 7”，结果为 42；特殊场景下，可用于重复字符串（如 “a” * 3，结果为 “aaa”）。​
• 除法（/）：计算两个数值的商，且结果始终为浮点数（小数），比如 “8 / 2” 结果为 4.0，“7 / 3” 结果约为 2.333...（不会因数值整除而返回整数）。​

2. 特殊算术运算：取整、取余与幂运算​

• 整除（//）：对除法结果 “向下取整”（即去掉小数部分，保留整数），比如 “7 // 3” 结果为 2（而非 2.333），“-7 // 3” 结果为 - 3（向下取整时，负数会更接近负无穷）。​
• 取余（%）：计算除法运算后的余数，比如 “7 % 3” 结果为 1（3×2=6，7-6=1），“10 % 4” 结果为 2；常用于判断数值是否为偶数（如 “x % 2 == 0”，若成立则 x 为偶数）。​
• 幂运算（）**：计算一个数的 “n 次方”，比如 “2 ** 3” 表示 2 的 3 次方，结果为 8；“5 ** 2” 表示 5 的平方，结果为 25；也支持小数次幂，如 “4 ** 0.5” 表示 4 的平方根，结果为 2.0。​

3. 算术运算的注意事项​

• 运算时需确保数值类型匹配，比如整数和浮点数可直接运算（如 “3 + 2.5” 结果为 5.5），但数字与字符串不能直接进行加减乘除（如 “3 + '5'” 会报错）。​
• 除法（/）和整除（//）的区别：前者返回浮点数，后者返回整数；例如 “10 / 3” 是 3.333...，“10 // 3” 是 3。​

二、比较运算符：判断条件的 “判断器”​

比较运算符用于比较两个值的大小、是否相等，运算结果始终是 “布尔值”—— 要么是 “True”（真，条件成立），要么是 “False”（假，条件不成立）。常用于条件判断场景（如 “如果年龄大于 18，则允许登录”）。​

1. 六大比较运算符的用法​

• 等于（==）：判断两个值是否相等，注意是 “两个等号”（单个等号是赋值，不是比较）。比如 “5 == 5” 结果为 True，“3 == '3'” 结果为 False（数字和字符串类型不同，即使内容相同也不相等）。​
• 不等于（!=）：判断两个值是否不相等，与 “==” 相反。比如 “7 != 3” 结果为 True，“'apple' != 'apple'” 结果为 False。​
• 大于（>）：判断左侧值是否大于右侧值，比如 “10> 6” 结果为 True，“5 > 8” 结果为 False；也可用于字符串比较（按字符的 ASCII 码顺序，如 “'b' > 'a'” 结果为 True）。​
• 小于（<）：判断左侧值是否小于右侧值，比如 “4 < 9” 结果为 True，“15 < 12” 结果为 False。​
• 大于等于（>=）：判断左侧值是否 “大于或等于” 右侧值，满足其一即可。比如 “8 >= 8” 结果为 True，“10 >= 12” 结果为 False。​
• 小于等于（<=）：判断左侧值是否 “小于或等于” 右侧值，满足其一即可。比如 “5 <= 7” 结果为 True，“9 <= 6” 结果为 False。​

2. 比较运算的常见场景​

• 数值大小判断：如 “判断学生成绩是否大于等于 60（及格线）”，用 “score >= 60”。​
• 值的一致性判断：如 “判断用户输入的密码是否与正确密码一致”，用 “input_password == correct_password”。​
• 多条件连续比较：支持 “链式比较”，比如 “3 < 5 < 8” 等价于 “3 < 5 且 5 < 8”，结果为 True；“10 > 7 > 4” 结果也为 True，无需重复写中间值。​

三、逻辑运算符：组合条件的 “连接器”​

逻辑运算符用于将多个 “比较条件” 组合起来，判断整体条件是否成立，运算结果同样是布尔值（True/False）。常用的有三种：and（与）、or（或）、not（非），核心作用是 “连接条件” 或 “否定条件”。​

1. 三种逻辑运算符的规则​

• and（与）：所有条件都成立时，结果才为 True；只要有一个条件不成立，结果就是 False。​

比如 “年龄大于 18 且 持有身份证”，只有两个条件都满足，才能 “允许办理银行卡”；若年龄不够，或没带身份证，结果都是 False。​

典型例子：“(5> 3) and (8 < 10)”，两个条件都成立，结果为 True；“(5 > 3) and (8 > 10)”，第二个条件不成立，结果为 False。​

• or（或）：只要有一个条件成立，结果就为 True；所有条件都不成立时，结果才是 False。​

比如 “学历是本科 或 工作经验满 3 年”，只要满足其中一个，就能 “应聘该岗位”；若两者都不满足，才无法应聘。​

典型例子：“(5> 3) or (8 > 10)”，第一个条件成立，结果为 True；“(5 < 3) or (8 > 10)”，两个条件都不成立，结果为 False。​

• not（非）：对单个条件的结果 “取反”—— 条件成立则变为 False，条件不成立则变为 True。​

比如 “not (年龄小于 18)”，若原本 “年龄小于 18” 是 True（年龄 16），取反后为 False；若原本是 False（年龄 20），取反后为 True。​

典型例子：“not (5> 3)”，原条件成立（True），取反后为 False；“not (8 > 10)”，原条件不成立（False），取反后为 True。​

2. 逻辑运算的 “短路特性”​

这是 Python 逻辑运算的重要特点，能提高运算效率，需要重点理解：​

• and 的短路：如果第一个条件为 False，后面的条件不再判断（因为只要有一个 False，整体就是 False）。比如 “(5 < 3) and (print (' 测试 '))”，第一个条件是 False，“print (' 测试 ')” 不会执行（无输出）。​
• or 的短路：如果第一个条件为 True，后面的条件不再判断（因为只要有一个 True，整体就是 True）。比如 “(5> 3) or (print (' 测试 '))”，第一个条件是 True，“print (' 测试 ')” 不会执行（无输出）。​

四、运算符优先级：解决 “先算什么，后算什么”​

当一个表达式中同时包含多种运算符（如 “3 + 5 * 2”），需要遵循 “优先级规则”—— 就像数学中的 “先乘除后加减”，Python 也规定了不同运算符的执行顺序，优先级高的先运算，优先级低的后运算。​

1. 核心优先级顺序（从高到低）​

以下是算术、比较、逻辑运算符的优先级排序（优先级越高，越先执行）：​

1. 算术运算符：幂运算（**） > 正负号（+/-，如 - 3、+5） > 乘、除、整除、取余（、/、//、%） > 加、减（+、-）​

例：“3 + 5 * 2”，先算 52=10，再算 3+10=13；“(3 + 5) * 2”，括号优先级最高，先算 3+5=8，再算 8*2=16（括号可改变优先级，括号内的运算最先执行）。​

1. 比较运算符：所有比较运算符（==、!=、>、<、>=、<=）优先级相同，且低于算术运算符。​

例：“3 + 2> 5 - 1”，先算算术运算（3+2=5，5-1=4），再算比较（5>4），结果为 True。​

1. 逻辑运算符：not（非） > and（与） > or（或），且优先级低于比较运算符。​

例：“not (5> 3) or (8 < 10) and (2 == 2)”，执行顺序：​

① 先算比较运算：5>3（True）、8<10（True）、2==2（True）；​

② 再算 not：not True（False）；​

③ 再算 and：True and True（True）；​

④ 最后算 or：False or True（True），最终结果为 True。​

2. 优先级的实用建议​

• 当表达式复杂时，优先用括号（()）明确运算顺序，避免依赖优先级记忆（比如 “(a + b) * (c - d)” 比 “a + b * c - d” 更清晰，不易出错）。​
• 逻辑运算中，若需改变 and 和 or 的顺序，也可用括号，比如 “(条件 1 or 条件 2) and 条件 3”，先算 or，再算 and。​

五、总结：运算符的核心应用场景与学习建议​

1. 三大运算符的核心用途​

• 算术运算符：处理数值计算，如统计数据、计算结果、转换单位（如 “长度（米）= 长度（厘米） / 100”）。​
• 比较运算符：判断单个条件是否成立，如验证用户输入、筛选数据（如 “筛选出年龄大于 30 的用户”）。​
• 逻辑运算符：组合多个条件，实现复杂判断，如 “用户登录时，需满足‘账号正确’and‘密码正确’and‘验证码正确’”。​

2. 新手学习建议​

• 先熟练掌握基础用法：比如算术运算符的加减乘除、比较运算符的等于 / 大于 / 小于、逻辑运算符的 and/or/not，再逐步学习特殊用法（如整除、幂运算、短路特性）。​
• 多通过 “场景联想” 理解：比如用 “判断考试是否及格（score >= 60）” 理解比较运算，用 “判断是否同时满足‘年满 18 且有身份证’” 理解 and 运算。​
• 遇到复杂表达式时，用括号明确顺序：无需死记所有优先级，括号是最直观、最不易出错的方式。​

通过掌握这三类运算符，你已经具备了 Python 中处理计算、判断逻辑的基础能力 —— 后续学习条件语句（if）、循环语句（for/while）时，这些知识都会成为核心支撑。只要多结合简单场景练习，很快就能熟练运用运算符构建代码逻辑。