運算子 operator

在程式語言裡，如果要進行「運算式」的計算，就必須要使用「運算元 Operand」和「運算子 Operator」相搭配，運算元表示的是需要計算的數值，運算子代表特定運算功能的符號，例如 3+4 裡的 3 和 4 是運算元，+ 號則是運算子，整串算式就是運算式，這篇教學會介紹 Python 裡有哪些運算子。

快速導覽：賦值運算子、算術運算子、比較運算子、邏輯運算子、位元運算子、in 與 is 運算子、跨列運算子

本篇使用的 Python 版本為 3.7.12，所有範例可使用 Google Colab 實作，不用安裝任何軟體 ( 參考：使用 Google Colab )

賦值運算子

「賦值運算子」就是「等號 =」，會將等號右邊的結果 ( 值 )，指定 ( 賦予 ) 給等號左邊的變數，下方的程式分別賦予 a、b、c 三個變數字串、數字和串列三種內容。

a = 'hello'
b = 123
c = [1,2,3]

算術運算子

「算術運算子」就是常見的「加減乘除」符號，針對數字進行數學式的運算 ( 如果要使用更多數學式，則需要 import math 模組 )。

比較需要注意的是，左邊的變數是右邊運算後的結果，和一般的數學式不太相同。

使用算術運算子進行計算時，按照「先乘除後加減」的規則，並優先計算小括號刮起來的運算式。

a = 3*(3+2)
print(a)   # 15

算術運算子和賦值往往搭配一起使用，進行變數的遞增或遞減效果。

a = 1       # a 賦值 1
a = a + 1   # a 賦值 1 + 1 ( 此時右邊的 a 等於 1 )
print(a)    # 2

b = 5       # b 賦值 5
b = b - 1   # b 賦值 5 - 1 ( 此時右邊的 b 等於 5 )
print(b)    # 4

如果需要「開根號」，可以使用「＊＊0.5」來實現。

print(4**0.5)   # 2.0

除了單純的運算，也可以將算術運算子和賦值運算子組合，變成復合型態的運算子。

比較運算子

「比較運算子」是用來比較「兩個值大小」的運算子，運算的結果只有 True 或是 False 兩種，常用於邏輯判斷使用。

注意，因為單一個等號「=」是「賦值運算子」，所以如果要進行相等的比較，必須使用兩個等號「==」。

a = 5
b = 3

print(a < b)   # False
print(b <= a)  # True
print(a != b)  # True
print(a == b)  # False

邏輯運算子

「比較運算子」可以判斷「and」( 且 )、「or」( 或 ) 和「not」( 非 ) 三種邏輯狀態，運算的結果只有 True 或是 False 兩種。

比較運算子可以使用 & 代替 and，| 代替 or。

• and

  當 a 是 True，b 也是 True，結果是 True，但只要 a、b 其中一個是 False，結果就是 False。

  

  a = True
  b = False
  c = True
  
  print(a & b)     # False
  print(a and b)   # False
  print(a & c)     # True
  print(a and c)   # True
  

• or

  只要 a、b 其中一個是 True，結果就是 True。

  

  a = True
  b = False
  c = True
  
  print(a | b)     # True
  print(a or b)    # True
  print(a | c)     # True
  print(a or c)    # True
  

• not

  如果 a 為 True，not a 的結果 False，如果 a 為 False，not a 的結果 True。

  

  a = True
  b = False
  
  print(not a)   # False
  print(not b)   # True
  

邏輯運算子可以結合比較運算子，做出更複雜的邏輯判斷。

a = 1
b = 2
c = 3

print((a>b)&(c>b))        # False
print((a>b)|(c>b))        # True
print(not ((a>b)&(c>b)))  # True ( 因為 (a>b)&(c>b) 為 False )

in 與 is 運算子

如果有 a 和 b 兩個變數，使用「in 運算子」可以判斷 b 是否包含 a，使用「is 運算子」可以判斷 a 和 b 是否為相同物件，如果判斷包含或相同，回傳 True，否則回傳 False。

a = 2
b = 4
c = [1,2,3]
print(a in c)    # True
print(b in c)    # False

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

位元運算子

在程式語言的底層，所有數值都是以二進位表現 ( 0 和 1 )，「位元運算子」會針對每個數值的「二進位」字元進行位元運算，下面的表格使用 4 ( 二進位 0100 ) 和 5 ( 二進位 0101 ) 為例子。

print(4&5)    # 4
print(4|5)    # 5
print(4^5)    # 1
print(~4)     # -5
print(4>>2)   # 1
print(5<<2)   # 20

跨列運算子

如果有遇到「算式過長，需要換行」的程式碼或運算式，除了使用小括號包覆使其換行計算，也能使用「反斜線 \」放在一列的最後方，就可以將程式碼進行換列，注意，使用跨列運算子後不得加上空格或其它字元，下方的例子執行後，a 和 b 的結果會是相同的。

a = ( 1 + 2 + 3 +
      4 + 5 + 6 +
      7 + 8 + 9 )

b = 1 + 2 + 3 + \
    4 + 5 + 6 + \
    7 + 8 + 9

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