Updated Dec 07, 2009 by gasolin
Labels:	Traditional

OperatorExpressions

運算符號和表達式

簡介

程式中的大部分語句 (邏輯行) 中都包含了表達式。

舉一個簡單的的語句為例子:

i = 2 + 3

我們可以將這行語句分解為三部份 -- 左手邊的敘述，賦值運算符號(等號 '=')，還有右手邊的敘述。

這個例子中，左手邊的敘述是一個變量 i。因為我們將要取得一個數值，而只有變量才能儲存數值，所以在左手邊我們只有單一一個變量。

右手邊的敘述中包含了 '2 + 3' 這個表達式。這個表達式本身也可以分解為三個部份 -- 第一個運算元 '2'，運算符號 '+'(加法符號)，第二個運算元 '3'。

運算符號(運算符)的功能是處理某些事，以諸如加法"+"等符號或其他特定關鍵自來表示。運算符號需要一些資料來作運算，這些資料被稱為運算單元(運算元)。

運算符號

我們將簡單瀏覽一下運算符號 (Operators)和它們的用法。

你可以使用周蟒的互動式直譯器來輸入這些範例，並馬上獲得運算的結果。

比如，要測試 '2 + 3' 這個表達式的結果，可以在互動式直譯器中輸入:

>>> 2 + 3
5

馬上可以獲得運算結果 '5'。

表5.1 運算符與它們的用法

運算符	名稱	說明	例子
+	加	兩個對象相加	3 + 5 得到 8。 'a' + 'b' 得到 'ab'。
-	減	得到一個負數或是一個數減去另一個數	-5.2 得到一個負數。 50 - 24 得到 26。
`*`	乘	兩個數相乘或是返回一個被重複若干次的字串	2 3 得到 6。 'la' 3 得到 'lalala'。
`**`	冪	返回 x 的 y 次冪	3 4 得到 81 （即 3 3 3 3）
/	除	x 除以 y	4/3 得到 1（整數的除法得到整數結果）。 4.0/3 或 4/3.0 得到 1.3333333333333333
//	取商數	返回商的整數部分	4 // 3.0 得到 1.0
%	取餘數	返回除法的餘數	8%3 得到 2。 -25.5%2.25 得到 1.5
<<	左移	把一個數的位元向左移一定數目（每個數在記憶體中都表示為位元或二進制數字，即 0 和 1）	2 << 1 得到 4。因為 2 用二進制表示時為 b10. 往左移一位元變成二進制的b100,二進制的b100 用十進制表示則為 4
>>	右移	把一個數的位元向右移一定數目	11 >> 1得到5。因為 11 用二進制表示時為 b1011，向右移動1位元後得到b101，即十進制的 5。
&	位元和 (Bitwise AND)	數的位元和	5(b101) & 3(b11) 得到 1(b1)。
\|	位元或 (Bitwise OR)	數的位元或	5(0x101) \| 3(b11) 得到 7 (b111)。
~	位元翻轉	位元翻轉	x 的位元翻轉是 -(x+1) ~5(b101) 得到 -6(-b110)。
<	小於	比較運算符，返回 x 是否小於 y 的結果。如果返回 1 表示真，如果返回 0 表示假。 Python 中也可以用特殊的變量 'True' 表示真, 用變量 'False' 表示假。注意特殊變量的名稱為大寫。	5 < 3 返回 0（即 False）而3 < 5 返回1（即True）。也可以任意連接比較運算符：3 < 5 < 7 返回 True。
>	大於	返回 x 是否大於 y	5 > 3 返回 True。如果兩個運算子都是數字，它們會先被轉換成相同的型別後才開始計算。如果 x 和 y 型別不同, 則會返回 False。
<=	小於等於	返回 x 是否小於等於 y	x = 3; y = 6; x <= y 返回 True。
>=	大於等於	返回 x 是否大於等於 y	x = 4; y = 3; x >= y 返回 True。
==	等於	比較兩個對象是否相等	x = 2; y = 2; x == y 返回 True。x = 'abc'; y = 'Abc'; x == y 返回 False。
!=	不等於	比較兩個對象是否不相等	x = 2; y = 3; x != y 返回 True。
not	布林「非」	如果 x 為 None (空), 0, False, 或空字串。則 not x 會返回 True, 否則 not x 會返回 False。	x = True; not x 返回 False。 x = ; not x 返回 True.
and	布林「和」	如果 x 為 False，x and y 返回 False，否則它會返回 y 的計算值。	x = False; y = True; x and y 的結果會返回 False。在這個例子裡， Python 語言並不會計算 y 的值，因為 x 的值已經是 False, 所以這個表達式的值肯定是 False。這個現象稱為短路計算。
or	布林「或」	如果 x 為 True，則返回 True，否則則返回 y 的計算值。	x = True; y = False; x or y 的結果會返回 True。短路計算在這裡也適用。

運算符號優先級

如果你有一個如2 + 3 * 4那樣的表達式，是先做加法呢，還是先做乘法？

我們的中學數學告訴我們應當先做乘法——這意味著乘法運算符號的優先級高於加法運算符。

http://www.mathsisfun.com/operation-order-bodmas.html

下面的表格給出周蟒語言的運算符號優先級，從最低的優先級（最鬆散地結合）到最高的優先級（最緊密地結合）。這意味著在一個表達式中，周蟒會優先計算列表中較下面的運算符，然後再計算列表上部的運算符。

下面這張列表與 Python 參考手冊中的那個列表一模一樣, 因為這張表已經顧及了完整的需要。我建議妳使用括弧來將運算符號和運算元分組，以便能夠明確地指出運算的先後順序，也能避免運算式不夠清楚易讀。例如，2 + (3 * 4)顯然比2 + 3 * 4清晰。當然括弧也應該適時地使用，不要在運算式不需要括弧就能表示地很清楚時時濫用（比如 2 + (3 + 4)）。這個範例中的括弧是多餘的, 因為加法運算元(+)運算的順序是由左至右，而這個運算式中明顯地 2 + 3 將優先開始運算，加上括弧並未改變運算結果。

表5.2 運算符優先級

運算符	描述
lambda	Lambda 表達式
or	布林「或」
and	布林「和」
not x	布林「非」
in，not in	成員測試
is，is not	認定測試
<，<=，>， >=，!=，==	比較
\|	位元或
^	位元異或
&	位元和
<<，>>	移位
+，-	加法與減法
`*，/，%`	乘法、除法、取餘數
+x，-x	正負符號
~x	位元翻轉
`**`	指數
x.屬性，x.attribute	屬性參考
x[索引]，xindex	署名
x[索引:索引]，xindex:index	尋址段
f(參數)，f(arguments...)	函數調用
(表達式,...)，(experession,...)	綁定或元組顯示
[表達式,...]，expression,...	列表顯示
{鍵:值,...}，{key:datum,...}	字典顯示
'表達式,...'，'expression,...'	字串轉換

其中我們還沒有接觸過的運算符號將在後面的章節中介紹。

在列表中列在同一行的運算符號都具有相同優先級。例如，+ 和 - 有相同的優先級。

#!/usr/bin/env zhpy
# 檔名: expression.twpy
長 = 5
寬 = 2
面積 = 長 * 寬 # 面積 = 長 * 寬
印出 '面積是', 面積
印出 '周長是', 2 * (長 + 寬) # 周長為 2 倍的長加寬

輸出結果:

$ zhpy expression.twpy
面積是 10
周長是 14

python 版:

#!/usr/bin/env python
# File name: expression.py
length = 5
breadth = 2
area = length * breadth # 面積 = 長 * 寬
print 'Area is', area
print 'Perimeter is', 2 * (length + breadth) # 周長為 2 倍的長加寬

python 版輸出結果:

$ python expression.py
Area is 10
Perimeter is 14

程式如何運作

矩形的長與寬被儲存在同名的變量中。我們使用這些表達式來計算矩形的面積和周長。我們將表達式 '長 * 寬' 運算的結果儲存至變量 '面積' 中，接著用 '印出' 語句輸出結果。在第二個例子中, 我們直接將表達式'2 * (長 + 寬)' 運算產生的值用'印出'語句輸出。

另外，你可能注意到了周蟒的輸出多麼漂亮。即使我們沒有在'面積是'和變量'面積'之間指定空格，周蟒語言自動在兩者間加上了一個空格，好讓我們得到一個清晰的輸出。程式碼本身也是同樣地保持清晰。

結語

我們已經學習了如何使用運算符、運算元和表達式。這些元素是所有周蟒程式的基本組成部分。

接下來，我們將學習如何在語句中利用這些表達式。

基礎觀念 | 控制流程

簡介

運算符號

表5.1 運算符與它們的用法

運算符號優先級

表5.2 運算符優先級

計算順序

結合規律 (Associativity)

表達式 (Expressions)

程式如何運作

結語