Python编程
基础知识
Python 的数学运算与预期一致：
>>> x = 2
>>> y = 3
>>> z = 5
>>> x * y
6
>>> x + y
5
>>> y - x
1
>>> x * y + z
11
>>> (x + y) * z
25
>>> 3.0 / 2.0 # 真除法
1.5
>>> 3 // 2 # 向下取整除法
1
>>> 2 ** 3 # 指数运算
8
请注意，Python 遵循 PEMDAS 运算顺序。
幂运算
Python 有一个内建的幂运算符 **，它可以处理整数、浮点数或复数。这一运算符在运算顺序中占有正确的位置。
>>> 2 ** 8
256
向下取整除法与真除法
在 Python 3.x 中，除法运算符 / 对所有类型（包括整数）执行真除法。因此，3 / 2 ==
1.5。即使两个输入都是整数，结果也是浮点数，例如 4 / 2 返回 2.0。
在 Python 3.x 和最新的 2.x 版本中，整数和浮点数的向下取整除法通过双斜线（//）运算符实现。对于负数，Python 会向负无穷方向取整，而不是像 C 语言中向零取整。例如，-3 // 2 == -2 在 Python 中，而 -3 / 2 == -1 在 C 语言中。
需要注意的是，由于浮点数运算的局限性，四舍五入错误可能导致一些意外结果。例如：
>>> print(0.6 / 0.2)
3.0
>>> print(0.6 // 0.2)
2.0
对于 Python 2.x，/ 运算符对整数和长整型执行向下取整除法，并返回整数或长整型。因此，5 / 2 ==
2 和 -3 / 2 == -2。但是，使用 / 执行除法操作已被弃用，如果你想要向下取整除法，应该使用 //（从 Python 2.2 版本开始支持）。当涉及浮点数除法时，Python 会使用真除法。因此，为了确保 Python 2.x 中的真除法：x = 3; y = 2;
float(x) / y == 1.5。
求余（Modulus）
求余（即两个操作数相除的余数，而不是商）可以通过 % 运算符或者 divmod 内建函数获得。divmod 函数返回一个包含商和余数的元组。
>>> 10 % 7
3
>>> -10 % 7
4
请注意，-10 % 7 的结果是 +4，而在 C 语言中，结果是 -3。这是因为 Python 的取余是向负无穷方向舍入，而不是像 C 语言那样向零舍入。因此，余数向正无穷方向增加。
取反（Negation）
与其他语言不同，变量可以直接取反：
>>> x = 5
>>> -x
-5
比较操作
| 操作符 | 含义 |
|---|---|
< |
小于 |
> |
大于 |
<= |
小于或等于 |
>= |
大于或等于 |
== |
等于 |
!= |
不等于 |
数字、字符串和其他类型的对象可以进行相等/不等和排序的比较：
>>> 2 == 3
False
>>> 3 == 3
True
>>> 3 == '3'
False
>>> 2 < 3
True
>>> "a" < "aa"
True
身份比较
is 和 is not 操作符用于测试对象的身份，与 ==（相等）操作符不同：x is y 为真，仅当 x 和 y 是内存中同一对象的引用。x is not y 返回相反的布尔值。请注意，身份测试比相等测试更严格，因为两个不同的对象可能具有相同的值。
>>> [1,2,3] == [1,2,3]
True
>>> [1,2,3] is [1,2,3]
False
对于内建的不可变数据类型（如 int、str 和 tuple），Python 使用缓存机制以提高性能，即解释器可能决定重用现有的不可变对象，而不是生成具有相同值的新对象。对象缓存的细节在不同的 Python 版本中可能有所变化，并且不保证在不同的系统上是独立的，因此像 'hello' is 'hello'、(1, 2, 3)
is (1, 2, 3)、4 is 2**2 这样的身份测试可能在不同的机器上给出不同的结果。
在一些 Python 实现中，以下结果适用：
print(8 is 8) # True
print("str" is "str") # True
print((1, 2) is (1, 2)) # False - 尽管是不可变的
print([1, 2] is [1, 2]) # False
print(id(8) == id(8)) # True
int1 = 8
print(int1 is 8) # True
oldid = id(int1)
int1 += 2
print(id(int1) == oldid) # False
链接：
增强赋值操作
有一种简写方式可以将操作的结果赋值给一个输入变量：
>>> x = 2
>>> x # 2
2
>>> x *= 3
>>> x # 2 * 3
6
>>> x += 4
>>> x # 2 * 3 + 4
10
>>> x /= 5
>>> x # (2 * 3 + 4) / 5
2
>>> x **= 2
>>> x # ((2 * 3 + 4) / 5) ** 2
4
>>> x %= 3
>>> x # ((2 * 3 + 4) / 5) ** 2 % 3
1
>>> x = 'repeat this '
>>> x # repeat this
repeat this
>>> x *= 3 # 重复三次填充
>>> x
repeat this repeat this repeat this
逻辑运算符
逻辑运算符作用于布尔值。
or
or 运算符如果任何一个布尔值为真，则返回真。如果所有布尔值都为假（即它们都是假），则 or 运算符返回假。
if a or b:
do_this
else:
do_this
and
and 运算符只有当所有布尔值都为真时才返回真。如果其中任何一个为假，则 and 运算符返回假。
if a and b:
do_this
else:
do_this
not
not 运算符只作用于一个布尔值，并返回它的相反值。所以，真变为假，假变为真。
if not a:
do_this
else:
do_this
运算顺序为：not 优先，其次是 and，最后是 or。特别地，"True or True and False or False" 会变成 "True or False or False"，结果为 True。
警告： 逻辑运算符不仅仅可以作用于布尔值。例如，1 and 6 将返回 6。具体来说，and 返回第一个假值，或者返回最后一个值（如果所有值都为真）。or 返回第一个真值，或者返回最后一个值（如果所有值都为假）。在 Python 中，数字零和空字符串、列表、集合等被视为假。你可以使用 bool() 来检查某个值是否被视为真或假。
>>> bool(0.0) # False
>>> bool([]) # False
位运算符
Python 的位运算符与 C 语言中的类似。它们包括：
&（按位与）|（按位或）^（按位异或，简称 xor）<<（左移）>>（右移）~（按位取反）
增强赋值运算符（复合赋值运算符）包括：&=, |=, ^=, <<=, >>=。位运算符适用于整数，包括负数和非常大的整数；对于移位运算符，第二个操作数必须是非负数。
示例：
0b1101 & 0b111 == 0b101 # 按位与
0b1 | 0b100 == 0b101 # 按位或
0b111 ^ 0b101 == 0b10 # 按位异或
1 << 4 == 16 # 左移
7 >> 1 == 3 # 右移
1 << 100 == 0x10000000000000000000000000 # 大数支持
注意： 0b 表示二进制字面量，就像 0x 表示十六进制字面量。
位运算符和复合赋值运算符在 Python 中可用于处理整数，包括负数。例如，负数按补码形式表示，进行与操作时会考虑无限多的前导1。
-2 & 15 == 14 # 负数与运算
位运算符的常见用法
以下是增强赋值运算符的示例：
a = 0b1101; a &= 0b111; a == 0b101 # 按位与赋值
a = 0b1; a |= 0b100; a == 0b101 # 按位或赋值
a = 0b111; a ^= 0b101; a == 0b10 # 按位异或赋值
a = 1; a <<= 4; a == 16 # 左移赋值
a = 7; a >>= 1; a == 3 # 右移赋值
自定义类和运算符重载
类定义可以重载操作符，以便实例化的对象支持运算符。例如，集合重载了 | 运算符来表示集合并集：{1, 2} |
{3, 4} == {1, 2, 3, 4}。这些重载方法的名称如下：
__and__对应&__or__对应|__xor__对应^__invert__对应~__lshift__对应<<__rshift__对应>>__iand__对应&=__ior__对应|=__ixor__对应^=__ilshift__对应<<=__irshift__对应>>=
示例：位运算在 Python 中的应用
位运算在一些应用中非常有用，例如 CRC 校验和 MD5。尽管这些通常会用 C 实现以获得更高的速度，但 Python 也可以实现这些操作。
链接：