Python从入门到精通（微课精编版）
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3.1　表达式概述

3.1.1　认识表达式

表达式就是计算的式子，由运算符和操作数组成。表达式必须返回一个值。操作数是参与运算的对象，包括字面值、变量、对象、表达式等。

使用运算符把多个简单的表达式连接在一起，构成一个复杂的表达式。复杂的表达式还可以嵌套组成更复杂的表达式。但是，不管表达式的形式怎么复杂，最后都要求返回一个值。

简单的表达式可以是一个字面值或变量。例如：

    "python"          # 字符串，返回字符串 python
    n                 # 变量，返回变量的值

Python在解析复杂的表达式时，先计算最小单元的表达式，然后把返回值投入到外围表达式（上一层表达式）的运算，依次逐级上移。

Python表达式严格遵循从左到右的顺序执行运算，但是也会受到每个运算符的优先级和结合性的影响。为了控制计算，可以使用小括号进行分组，以便提升子表达式的优先级。例如：

    (3-2-1)*(1+2+3)/(2*3*4)          # 提升子表达式的优先级

通过分组，表达式也更容易阅读。例如：

    (a + b > c and a - b < c or a > b > c)                  # 未分组
    ((a + b > c) and ((a - b < c) or (a > b > c)))          # 分组

3.1.2　认识运算符

运算符表示特定算法的符号，大部分由标点符号表示（如+、-、=等），少数运算符由单词表示（如in、is、and、or和not等）。运算符必须与操作数配合使用，组成表达式，才能够发挥作用。根据操作数的数量，运算符可以分为3种类型。

➢　一元运算符：只有1个操作数，如按位取反~、逻辑非not、一元减号-。

➢　二元运算符：有2个操作数，大部分都是二元运算符，需要结合2个操作数。

➢　三元运算符：有3个操作数，如条件表达式。

Python运算符列表说明如表3.1所示。表中运算符根据优先级从高到低向下排列，同一行内运算符等级相同。当运算符的优先级相同时，再根据结合性决定先执行哪个运算符。如果结合性再相同，则最后根据先后顺序决定运算优先级。

表3.1　Python运算符优先级和结合性

优先级就是当多个运算符同时出现在一个表达式中时，先执行哪个运算符。例如，对于表达式4+4*2，Python先计算乘法，再计算加法，说明*的优先级高于+，而在表达式4+4<<2中，+的优先级高于<<，先执行4+4，再执行8<<2。

提示：在表达式中可以使用( )改变运算顺序，例如，4+(4<<2)，则先执行4<<2，再执行4+16。

注意：把表达式设计得简单，对于复杂的表达式，可以尝试拆分编写。不要过度依赖运算符的优先级来控制表达式的执行顺序，这样可读性较差，应尽量使用( )来控制表达式的执行顺序。

结合性就是当一个表达式中出现多个优先级相同的运算符时，先执行哪个运算符。先执行左边的叫左结合性，先执行右边的叫右结合性。例如，对于表达式100 /25*16，/和*的优先级相同，再参考运算符的结合性，/和*具有左结合性，因此先执行左边的除法，再执行右边的乘法。

Python大部分运算符都具有左结合性，也就是从左到右执行。只有**乘方运算符、一元运算符（如not）、赋值运算符和三元运算符例外，它们具有右结合性，也就是从右向左执行。

3.1.3　条件表达式

条件语句（参见4.2节）无法参与表达式运算，如果在表达式中应用条件检测，可以选择条件表达式。条件表达式是Python唯一的三元运算符，语法格式如下：

    <True表达式> if <条件表达式> else <False表达式>

如果条件表达式为True，则执行True表达式，否则执行False表达式。

【示例1】将变量n的绝对值赋值给变量x。

    n = int(input("请输入一个数字："))          # 接收一个数字
    x = n if n>= 0 else -n                      # 条件表达式，对用户输入的数字进行判断
    print(x)                                    # 打印x值

其中x = n if n>= 0 else -n表达式等效于下面条件语句：

    if n>= 0:
        x = n
    else:
        x = -n

提示：可以使用列表结构来模拟条件表达式，语法格式如下：

    [False表达式, True表达式][条件表达式]

针对示例1中的x = n if n>= 0 else -n一行代码，使用二维列表来表示，代码如下。

    x = [-n, n][n>= 0]

如果n>= 0成立，返回True，转换为数字1，则从列表中读取第二个元素；如果n>= 0不成立，返回False，转换为数字0，则从列表中读取第一个元素。

【示例2】提示输入用户名和密码，如果用户名和密码都输入正确，则提示"欢迎登录！"，如果用户名或密码输入错误，则提示"用户名或密码输入错误！"，假定用户名为test，密码为123456。

    username = input("请输入用户名：")
    password = input("请输入密码：")
    result = "欢迎登录！" if username =="test" and password == "123456" else "用户名或密码输入错误！"
    print(result)
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