day3-变量、运算符


一、变量

1.什么是变量

变量是指在程序中开辟空间存储数据用的

2.怎么声明变量
1)语法

变量名 = 值

2)说明
  • 变量名 —— 程序员自己命名
    (要求)是标识符,不能是关键字
    (遵循)遵守PEP8命名规范,变量名中所有字母都必须小写,如果变量名由多个单词组成,单词之间用下划线“_”隔开
    见名知义,看见变量名大概知道变量里面储存的是什么类型的数据
  • = —— 赋值符号是将右边的值给左边的变量
  • 值 —— 任何有结果的表达式,可以是具体的数据,也可以是赋值过的变量,或者是任何的运算表达式

a. 修改变量的值
方法:重新给变量赋值
num = 3; num = 6; print(num) # 结果:6

b. 同一个变量可以储存不同类型的数据
变量需要先声明/赋值再使用

num = 12  # int
print(num)
num = 'abs'  # str
print(num)
num = True  # bool
print(num)
运行结果

c. 同时声明多个变量,赋相同的值
语法:变量1=变量2=......=值
num1 = num2 = num3 = 12

d. 同时声明多个变量,赋不同的值
语法:变量1, 变量2, ... = 值1, 值2, ...
注意:变量的个数和值的个数要保持一致

num1, num2, num3 = 22, 11, 33
print(num1, num2, num3)
运行结果

e. 声明变量和给变量赋值的原理(重要)

  • 先在内存开辟空间存储数据(开辟的内存空间的大小由数据的大小动态分配),然后再将保存数据的内存空间地址赋值给变量
  • 用一个变量给另一个变量赋值的时候,实质是将变量的地址复制给新的变量
age = 12
age2 = age
内存空间中给变量赋值的原理

二、运算符(续day2)

运算符:数学运算符、比较运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符

运算符优先级:数学运算符 > 比较运算符 > 逻辑运算符 > 赋值运算符
在数学运算符中:** > *, /, //, % > +, -
如果有(),则先算()里面的

3.逻辑运算符

逻辑运算符:and(逻辑与运算),or(逻辑或运算),not(逻辑非运算)

所有的逻辑运算符的运算对象是布尔,结果也是布尔

1)and

a. 运算规则:两个都为True结果才是True,只要有一个为False结果就是False

True and True -> True
False and True -> False
True and False -> False
False and False -> False

b. 什么时候用:当希望多个条件同时满足的时候,就用and将多个条件连接,and相当于生活中的并且

2)or

a.运算规则:两个都为False结果才是False,只有有一个为True结果就是True

True or True -> True
False or True -> True
True or False -> True
False and False -> False

b. 什么时候用:当希望多个条件只要有一个条件满足时,就用or将多个条件连接,or相当于生活中的并且

3)not

a. 运算规则:True变False,False变True

not True -> False
not False -> True

b. 什么时候用:对某个条件进行否定,或对一堆条件进行否定

age = 12
if not 14 <= age <= 18:
    print('年龄不在14~18之间')
not运算符的运行结果
4)短路操作

逻辑与(and)的短路操作:当and前面的表达式是False的时候,程序不会再去执行后面的表达式

逻辑非(or)的短路操作:当or前面的表达式是True的时候,程序不会再去执行后面的表达式

4.位运算符

位运算操作的是数字的补码的每一位,位运算因为是直接操作计算机储存的空间的每一位,所以运算效率要比一般的运算要高

位运算:&(按位与运算)、|(按位或运算)、^(按位异或运算)、~(按位取反)、<<(左移)、>>(右移)

1)&(按位与运算)

数字1 & 数字2:两个数字补码上相同位置的数,如果都是1结果就是0,如果有一个是0结果就是0
1 & 1 -> 1
1 & 0 -> 0
0 & 1 -> 0
0 & 0 -> 0

print(-2 & -3)  # -4
"""
-2的原码:10000010 -> 11111101(反) -> 11111110(补)
-3的原码:10000011 -> 11111100(反) -> 11111101(补)
-2 & -3 = 11111100(补) = 11111011(反) = 100000100(原) =-4 
"""
2)|(按位或运算)

数字1 | 数字2:两个数字补码上相同位置上的值,如果都是0结果才是0,只要有一个是1结果就是1
1 | 1 -> 1
1 | 0 -> 1
0 | 1 -> 1
0 | 0 -> 0

print(-2 | -3)  # -1
"""
-2的原码:10000010 -> 11111110(补)
-3的原码:10000011 -> 11111101(补)
-2 | -3 = 11111111(补) = 10000001(原) = -1
"""
3)^(按位异或运算)

数字1 ^ 数字2:两个数补码上相同位置上的值,如果相同结果是0,不同结果就是1
1 ^ 1 -> 0
1 ^ 0 -> 1
0 ^ 1 -> 1
0 ^ 0 -> 0

print(-2 ^ -3)  # 3
"""
-2的原码:10000010 -> 11111110(补)
-3的原码:10000011 -> 11111101(补)
-2 ^ -3 = 00000011(补) = 00000011(原) = 3
"""

特点:一个数异或同一个数两次,结果就是这个数本身
print(-2 ^ -3 ^ -3) # 结果是-2

4)~按位取反

~数字:将数字补码上的每一位的值由0变成1,1变成0
~1 -> 0
~0 -> 1

print(~-3)  # 2
"""
-3:(原)10000011 -> 11111101(补)
~-3 = 00000010(补) = 00000010(原) = 2
"""
5)<<(左移)

数字 << N:让数字的补码整体左移N位,低位用0补充
数字 << N == 数字*(2^N)

print(-3 << 1)  # -6
"""
-3: (原)10000011 -> 11111100(反) -> 11111101(补)
-3 << 1 = 11110110(补) = 11110101(反) = 10001010(原) = -6
"""
6)>>(右移)

数字 >> N:让数字的补码整体右移N位,正数高位补0,负数高位补1
数字 >> N == 数字 // (2^N)

print(9 >> 1)  # 4

应用:
a. 乘2的次方或者整除2的次方的操作
b. 判断数的奇偶性:数字 & 1 == 0 (偶数),数字 & 1 == 1(奇数)

5.赋值运算符

赋值运算符:=, +=, -=, *=, /=, //=, **=, %=,

不管是什么样的赋值运算符,最终的操作都是给变量赋值;所以要求赋值运算符的右边必须是变量

1)= :将右边的值赋值给左边
2)复合的赋值运算符:先将赋值符号左边的变量中的值取出来,然后进行指定的运算,最后将运行的结果再重新赋值给左边的变量

注意:复合赋值运算符的左边必须是已经赋值过的变量

num = 10
num += 100  # num = num + 100
print(num)  # 110 

num -= 20  #num = num - 20
print(num)  # 90

num *= 2
print(num)  # 180

num /= 3
print(num)  # 60

num //= 10
print(num)  # 6

num **= 2
print(num)  # 36
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