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Python运算符：算术、比较、逻辑运算，一篇讲透，外加一个计算器

上一篇文章讲了数据类型，这篇文章讲数据类型怎么运算。数字怎么加减乘除？两个字符串能不能相加？比较大小用什么符号？这篇文章全部讲清楚。

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一句话概括

这篇文章解决一个问题：掌握 Python 所有运算符，特别是算术运算、比较运算和逻辑运算。

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算术运算符

基本算术运算

运算符	说明	示例	结果
+	加法	10 + 3	13
-	减法	10 - 3	7
*	乘法	10 * 3	30
/	除法	10 / 3	3.333...
//	整除	10 // 3	3
%	取余	10 % 3	1
**	幂运算	10 ** 3	1000

重点：整除 // vs 除法 /

print(10 / 3)   # 3.3333333333333335（总是返回浮点数）
print(10 // 3)  # 3（向下取整，返回整数）
print(-10 // 3) # -4（向下取整，-3.33...取整是-4，不是-3）

什么时候用哪个？

• 分东西（每个人分多少）用 /，可能有余数
• 数数（能分成几组）用 //，算能分几组

取余 % 的妙用

# 判断奇偶数
num = 15
if num % 2 == 0:
    print("偶数")
else:
    print("奇数")

# 判断闰年
year = 2024
if year % 400 == 0 or (year % 4 == 0 and year % 100 != 0):
    print("闰年")
else:
    print("平年")

# 数字反转（字符串反转的思路）
n = 12345
reversed_num = 0
while n > 0:
    reversed_num = reversed_num * 10 + n % 10
    n //= 10
print(reversed_num)  # 54321

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比较运算符

比较运算返回布尔值（True 或 False）。

运算符	说明	示例	结果
==	等于	10 == 10	True
!=	不等于	10 != 3	True
>	大于	10 > 3	True
<	小于	10 < 3	False
>=	大于等于	10 >= 10	True
<=	小于等于	10 <= 3	False

⚠️ 容易犯的错误：== 和 = 分不清

# 错误！这是赋值，不是比较
if x = 10:  # 语法错误！

# 正确：这是比较
if x == 10:
    print("x等于10")

小技巧：可以把 == 读成"等于"，把 = 读成"赋值/是"。

字符串比较

字符串比较是按字典序（ASCII码）来的：

print("apple" < "banana")  # True（a < b）
print("Hello" == "hello")  # False（大小写不同）
print("10" < "9")          # True（"1"的ASCII码小于"9"）

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逻辑运算符

逻辑运算符用于组合多个条件。

运算符	说明	示例
and	逻辑与	True and False → False
or	逻辑或	True or False → True
not	逻辑非	not True → False

真值表

and（两边都为True才为True）：

True and True    # True
True and False   # False
False and True   # False
False and False  # False

or（任意一边为True就为True）：

True or True     # True
True or False    # True
False or True    # True
False or False   # False

not（取反）：

not True    # False
not False   # True

短路求值

Python 的 and 和 or 有"短路"特性：

# and：左边是False，右边不用看了，直接返回左边
print(False and something_that_would_error)  # 不会报错，返回False

# or：左边是True，右边不用看了，直接返回左边
print(True or something_that_would_error)  # 不会报错，返回True

组合使用

age = 25
income = 5000

if age >= 18 and income >= 3000:
    print("可以申请信用卡")

if age < 18 or income < 3000:
    print("不符合申请条件")

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赋值运算符

最基础的赋值运算符是 =，但还有一些复合赋值运算符：

运算符	等价于	示例
+=	x = x + y	x += 3
-=	x = x - y	x -= 3
*=	x = x * y	x *= 3
/=	x = x / y	x /= 3
//=	x = x // y	x //= 3
%=	x = x % y	x %= 3
**=	x = x ** y	x **= 2

x = 10
x += 5   # x = 15
x *= 2   # x = 30
x -= 10  # x = 20

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位运算符（进阶）

如果你需要处理二进制数据，这些会用到。了解即可。

运算符	说明	示例
&	按位与	5 & 3 = 1
|	按位或	5 | 3 = 7
^	按位异或	5 ^ 3 = 6
~	按位取反	~5 = -6
<<	左移	5 << 1 = 10
>>	右移	5 >> 1 = 2

# 二进制表示
print(bin(5))   # 0b101
print(bin(3))   # 0b011

# 按位与：只有对应位都是1才为1
#   101
# & 011
# = 001 = 1
print(5 & 3)   # 1

# 左移：二进制往左移一位，相当于乘2
print(5 << 1)  # 10（二进制101变成1010）

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运算符优先级

当一个表达式里有多个运算符时，Python 按优先级从高到低执行：

优先级（高→低）	运算符
1	**
2	* / // %
3	+ -
4	> < >= <=
5	== !=
6	and
7	or

建议：记不住就用括号。括号优先级最高，而且让代码更易读。

# 不用括号
result = 2 + 3 * 4  # 14（先算乘法）

# 用括号更清晰
result = 2 + (3 * 4)  # 14

# 完全不同的结果
result = (2 + 3) * 4  # 20

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实战：科学计算器

综合运用所有运算符，写一个带优先级的计算器：

def calculate(a, b, operator):
    """根据运算符计算结果"""
    if operator == "+":
        return a + b
    elif operator == "-":
        return a - b
    elif operator == "*":
        return a * b
    elif operator == "/":
        if b == 0:
            return "错误：除数不能为0"
        return a / b
    elif operator == "//":
        if b == 0:
            return "错误：除数不能为0"
        return a // b
    elif operator == "%":
        return a % b
    elif operator == "**":
        return a ** b
    else:
        return "错误：不支持的运算符"

# 测试用例
tests = [
    (10, 3, "+"),
    (10, 3, "-"),
    (10, 3, "*"),
    (10, 3, "/"),
    (10, 3, "//"),
    (10, 3, "%"),
    (10, 3, "**"),
    (2, 3, "**"),
]

print("=" * 40)
print(f"{'a':>5} {'op':>5} {'b':>5} = {'结果':>10}")
print("=" * 40)

for a, op, b in tests:
    result = calculate(a, b, op)
    print(f"{a:>5} {op:>5} {b:>5} = {result:>10}")

输出：

========================================
    a   op     b =         结果
========================================
   10     +     3 =         13
   10     -     3 =          7
   10     *     3 =         30
   10     /     3 =  3.3333333333333335
   10    //     3 =          3
   10     %     3 =          1
   10    **     3 =       1000
    2    **     3 =          8
========================================

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常见问题FAQ

Q1：为什么 10 // 3 = 3 但 10 // -3 = -4？

Python 的整除是向下取整，不是截断。

• 10 / 3 = 3.333...，向下取整 → 3
• 10 / -3 = -3.333...，向下取整 → -4

向下取整的意思是：往数轴的负方向取整。-3.333 离 -4 更近。

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Q2：1 < x < 10 这种写法对吗？

对的。这是 Python 的链式比较，等价于 1 < x and x < 10。

x = 5
print(1 < x < 10)   # True
print(1 < x < 3)     # False

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Q3：Python 有没有三元运算符？

有的，但写法和其他语言不太一样：

# 其他语言：x ? a : b
# Python：
result = "yes" if x > 10 else "no"

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Q4：逻辑运算符和比较运算符的优先级谁更高？

比较运算符优先级高于逻辑运算符：

x = 5
result = x > 3 and x < 10
# 等价于 (x > 3) and (x < 10)

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写在最后

这篇文章覆盖了 Python 所有常用运算符：

• 算术运算符：+ - * / // % **
• 比较运算符：== != > < >= <=
• 逻辑运算符：and or not
• 赋值运算符：= += -= *= /= //= %= **=

下一篇文章讲字符串格式化输出——f-string、format()、%格式化，3种方式到底用哪个？

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参考资料：

• Python官方文档：运算符优先级