Python算术运算符及用法详解

算术运算符是处理四则运算的符号,在数字的处理中应用得最多。Python 支持所有的基本算术运算符,如表 1 所示。

表 1 Python常用算术运算符
运算符 说明 实例 结果
+ 12.45 + 15 27.45
- 4.56 - 0.26 4.3
* 5 * 3.6 18.0
/ 7 / 2 3.5
% 取余,即返回除法的余数 7 % 2 1
// 整除,返回商的整数部分 7 // 2 3
** 幂,即返回 x 的 y 次方 2 ** 4 16,即 24

 

接下来将对表 1 中各个算术运算符的用法逐一讲解。

+ 加法运算符

例如如下代码:
a = 5.2
b = 3.1
the_sum = a + b
# sum的值为8.3
print("the_sum的值为:", the_sum)
除此之外,“+”还可以作为字符串(包括后续要介绍的序列)的连接运算符。例如如下代码:
s1 = 'Hello, '
s2 = 'Charlie'
# 使用+连接两个字符串
print(s1 + s2)

- 减法运算符

例如如下代码:
c = 5.2
d = 3.1
sub = c - d
# sub的值为2.1
print("sub的值为:", sub)
此外,“-”除了可以作为减法运算符之外,还可以作为求负的运算符。请看如下代码:
# 定义变量x,其值为-5.0
x = -5.0
# 将x求负,其值变成5.0
x = -x
print(x)
但单目运算符“+”则不对操作数做任何改变,例如如下代码:
# 定义变量y,其值为-5.0
y = -5.0
# y值依然是-5.0
y = +y
print(y)

*乘法运算符

例如如下代码:
e = 5.2
f = 3.1
multiply = e * f
# multiply的值为16.12
print("multiply的值为:", multiply)
此外,“*”还可以作为字符串(包括后续要介绍的序列)的连接运算符,表示将 N 个字符串连接起来。例如如下代码:
s3 = 'crazyit '
# 使用*将5个字符串连接起来
print(s3 * 5)
上面代码将会输出:

crazyit crazyit crazyit crazyit crazyit

/ 和 // 除法运算符

Python 的除法运算符有两个:“/”表示普通除法,使用它除出来的结果与平常数学计算的结果是相同的(即除不尽时,会产生小数部分);而“//”表示整除,使用它除出来的结果只有整数部分,小数部分将会被舍弃。

记住,在 Python 3.x 中,除法运算的结果都是浮点类型。

例如如下代码:
print("19/4的结果是:", 19/4)
print("19//4的结果是:", 19//4)
aa = 5.2
bb = 3.1
# aa / bb的值将是1.67741935483871
print("aa/bb的值是:", aa / bb)
# aa // bb值将是1.0
print("aa//bb的值是:", aa // bb)
此外,Python 不允许使用 0 作为除数,否则将会引发 ZeroDivisionError 错误。

在有些编程语言中,0 作为除数会得到无穷大,包括正无穷大或负无穷大。

对于 Python 2.x 而言,它只提供了一个“/”运算符,该运算符是 Python 3.x 中“/”和“//”的综合版。对于 Python 2.x 中的“/”而言,它既是整除运算符,也是非整除运算符。规则如下:
  • 当两个操作数都是整数时,Python 2.x 中的“/”就是整除运算符。
  • 当两个操作数有一个是浮点数(或两个都是浮点数)时,Python 2.x 中的“/”就是非整除运算符。

例如,在 Python 2.x 的交互式解释执行器中执行如下代码:

>>>print(5/2)
2
>>>print(5.0/2)
2.5
>>>print(5/2.0)
2.5
>>>print(5.0/2.0)
2.5

% 求余运算符

Python 不要求求余运算符的两个操作数都是整数,Python 的求余运算符完全支持对浮点数求余。求余运算的结果不一定总是整数,它是使用第一个操作数来除以第二个操作数,得到一个整除的结果后剩下的值就是余数。

由于求余运算也需要进行除法运算,因此求余运算的第二个操作数不能是 0,否则程序会报出 ZeroDivisionError 错误。

例如如下程序:
print("5%3的值为:", 5 % 3) # 输出2
print("5.2%3.1的值为:",5.2 % 3.1) # 输出2.1
print("-5.2%-3.1的值为:", -5.2 % -3.1) # 输出-2.1
print("5.2%-2.9的值为:", 5.2 % -2.9) # 输出-0.6
print("5.2%-1.5的值为:", 5.2 % -1.5) # 输出-0.8
print("-5.2%1.5的值为:", -5.2 % 1.5) # 输出0.8
#print("5对0.0求余的结果是:", 5 % 0.0) # 导致错误
这里需要注意的一点是,使用 % 求余,如果除数(第二个操作数)是负数,那么取得的结果也一定是负数。因此,运行上面程序,可以看到如下输出结果:

5%3的值为: 2
5.2%3.1的值为: 2.1
-5.2%-3.1的值为: -2.1
5.2%-2.9的值为: -0.5999999999999996
5.2%-1.5的值为: -0.7999999999999998
-5.2%1.5的值为: 0.7999999999999998

前三个算式的运行结果比较简单,它们进行的都是很简单的求余计算。但 5.2 % -2.9 的结果有点奇怪,我们预计它为 -0.6,但实际输出的是 -0.5999999999999996。这里有两个问题:
  1. 第一个问题,为什么预计 5.2 % 2.9 的结果是 -0.6 呢?因为 Python 求余运算的逻辑是用被除数减去除数的 N 倍,此处的 N 是 -2,因此得到结果是 0.6。
  2. 第二个问题,为什么实际输出的是 -0.5999999999999996 呢?这是由浮点数的存储机制导致的。计算机底层的浮点数的存储机制并不是精确保存每一个浮点数的值,读者暂时不需要花太多的时间去理解浮点数的存储机制,只要知道浮点数在 Python 中可能产生精度丢失的问题就行。比如此处正常计算的结果应该是 -0.6,但实际计算出来的结果是一个非常接近 -0.6 的值。

** 乘方运算符

Python 支持使用“**”作为乘方运算符,这是一个使用非常方便的运算符。由于开方其实是乘方的逆运算,因此实际上使用“**”也可进行开方运算。例如如下代码:
print('5 的 2 次方:', 5 ** 2) # 25
print('4 的 3 次方:', 4 ** 3) # 64
print('4 的开平方:', 4 ** 0.5) # 2.0
print('27 的开 3 次方:',27 **(1 / 3 )) # 3.0

编程帮,一个分享编程知识的公众号。跟着站长一起学习,每天都有进步。

通俗易懂,深入浅出,一篇文章只讲一个知识点。

文章不深奥,不需要钻研,在公交、在地铁、在厕所都可以阅读,随时随地涨姿势。

文章不涉及代码,不烧脑细胞,人人都可以学习。

当你决定关注「编程帮」,你已然超越了90%的程序员!

编程帮二维码
微信扫描二维码关注