【Python】3.Python运算符与输入输出进阶

Python 运算符与输入输出进阶

文章目录

[Python 运算符与输入输出进阶](#Python 运算符与输入输出进阶)
- [一、输入进阶：`input()` 详解](#一、输入进阶：input() 详解)
- - [1.1 基本用法](#1.1 基本用法)
  - [1.2 阻塞特性](#1.2 阻塞特性)
  - [1.3 返回值总是字符串](#1.3 返回值总是字符串)
  - [1.4 类型转换](#1.4 类型转换)
  - [1.5 综合示例：求四个小数的平均值](#1.5 综合示例：求四个小数的平均值)
- 二、算术运算符详解
- - [2.1 基本运算符](#2.1 基本运算符)
  - [2.2 优先级](#2.2 优先级)
  - [2.3 除零问题](#2.3 除零问题)
  - [2.4 整数除法的结果类型](#2.4 整数除法的结果类型)
  - [2.5 地板除 `//`（取整除法）](#2.5 地板除 //（取整除法）)
  - [2.6 求余 `%`](#2.6 求余 %)
  - [2.7 乘方 `**`](#2.7 乘方 **)
- 三、关系运算符
- - [3.1 六种关系运算符](#3.1 六种关系运算符)
  - [3.2 字符串比较：字典序](#3.2 字符串比较：字典序)
  - [3.3 Python 的 `==` 比较内容](#3.3 Python 的 == 比较内容)
- 四、浮点数比较与逻辑运算符
- - [4.1 浮点数精度问题](#4.1 浮点数精度问题)
  - [4.2 正确比较浮点数：epsilon 法](#4.2 正确比较浮点数：epsilon 法)
  - [4.3 ==逻辑运算符==](#4.3 ==逻辑运算符==)
  - [4.4 短路求值](#4.4 短路求值)
- 五、赋值运算符
- - [5.1 基本赋值](#5.1 基本赋值)
  - [5.2 链式赋值](#5.2 链式赋值)
  - [5.3 ==多元赋值==](#5.3 ==多元赋值==)
  - - 应用：==变量交换==
  - [5.4 复合赋值运算符](#5.4 复合赋值运算符)
  - [5.5 Python 无自增/自减](#5.5 Python 无自增/自减)
  - [5.6 其他运算符（了解）](#5.6 其他运算符（了解）)
- 六、基础练习
- - [练习题 1（多选）](#练习题 1（多选）)
  - [练习题 2（单选）](#练习题 2（单选）)
  - [练习题 3（单选）](#练习题 3（单选）)
- 要点速查

🔑 关键要点速览（来自高亮标注）

[整数 ÷ 整数 = 浮点数](#整数 ÷ 整数 = 浮点数) --- Python 不截断，1 / 2 → 0.5

[浮点数比较用 epsilon 法](#浮点数比较用 epsilon 法) --- abs(a-b) < 1e-5，勿直接 ==

逻辑运算符 --- and / or / not 英文单词，支持短路求值

多元赋值 --- a, b = 10, 20 同时赋多变量

变量交换 --- a, b = b, a 一行完成，无需临时变量

[无 ++/--](#无 ++/–) --- Python 不支持，用 += 1 / -= 1 替代

一、输入进阶：`input()` 详解

1.1 基本用法

python 复制代码

number = input("请输入一个整数：")
print(f"您输入的数字是 {number}")

input() 从控制台读取一行用户输入
括号内的字符串参数作为提示信息显示给用户
程序执行到 input() 时会阻塞等待，直至用户输入内容并按下回车

1.2 阻塞特性

input() 一旦执行就会等待用户输入------"不见不散"。无论等待多久（几秒还是几小时），用户不输入，程序就不继续执行。

计算机才是最忠实的伙伴------约妹子可能等一会儿就走了，但 input() 会一直等你。

1.3 返回值总是字符串

python 复制代码

a = input("请输入数字：")
print(type(a))  # <class 'str'> --- 永远是字符串！

即使提示"请输入整数"，返回的值仍然是 字符串类型 （str）。

1.4 类型转换

若需要对输入内容进行算术运算，必须手动转换类型：

python 复制代码

# 字符串 → 整数
a = int(a)        # int()
# 字符串 → 浮点数
b = float(b)      # float()
# 整数/浮点数 → 字符串
s = str(123)      # str()

错误示例（字符串拼接而非算术运算）：

python 复制代码

a = input("请输入第一个整数：")   # "10"
b = input("请输入第二个整数：")   # "20"
print(f"{a} + {b} = {a + b}")  # 输出：10 + 20 = 1020（拼接！）

正确做法（先转换再运算）：

python 复制代码

a = int(input("请输入第一个整数："))
b = int(input("请输入第二个整数："))
print(f"{a} + {b} = {a + b}")  # 输出：10 + 20 = 30

1.5 综合示例：求四个小数的平均值

python 复制代码

a = float(input("请输入第1个数："))
b = float(input("请输入第2个数："))
c = float(input("请输入第3个数："))
d = float(input("请输入第4个数："))

avg = (a + b + c + d) / 4
print(f"平均值是：{avg}")

若要处理任意个数（如五个、六个），需要用到循环，将在后续课程介绍。

二、算术运算符详解

2.1 基本运算符

运算符	含义	示例	结果
`+`	加法	`1 + 2`	`3`
`-`	减法	`5 - 3`	`2`
`*`	乘法	`2 * 3`	`6`
`/`	除法	`7 / 2`	`3.5`
`//`	地板除（取整除法）	`7 // 2`	`3`
`%`	求余（取模）	`7 % 3`	`1`
`**`	乘方	`2 ** 3`	`8`

2.2 优先级

与数学一致：先乘除后加减 ，可用 () 改变优先级：

python 复制代码

print(1 + 2 * 3)    # 7（先乘后加）
print((1 + 2) * 3)  # 9（括号改变优先级）

2.3 除零问题

Python 中零不能作为除数 ，无论是整数 0 还是浮点数 0.0，都会抛出异常：

python 复制代码

print(10 / 0)    # ❌ ZeroDivisionError: division by zero
print(10 / 0.0)  # ❌ ZeroDivisionError: float division by zero

其他语言（如 C++）中，除以整数零抛异常但除以浮点数零得无穷大，Python 则一视同仁。

2.4 整数除法的结果类型

Python 中 整数除以整数，结果仍是浮点数（不截断）：

python 复制代码

print(1 / 2)  # 0.5（不是 0）

大多数编程语言（C++、Java）中，1 / 2 的结果是 0（舍弃小数部分）。Python 的设定更符合直观数学理解。

2.5 地板除 `//`（取整除法）

// 对计算结果进行向下取整：

python 复制代码

print(7 // 2)   # 3
print(-7 // 2)  # -4（注意：向下取整，不是向零取整！）

⚠️ 负数时向下取整的方向：-7 / 2 = -3.5，向下取整得 -4（更小的数），而非 -3。

2.6 求余 `%`

python 复制代码

print(7 % 3)  # 1（7 ÷ 3 = 2 余 1）

余数一定小于除数
Python 中负数求余结果与 C++/Java 不同（Python 结果始终与除数同号）

2.7 乘方 `**`

python 复制代码

print(4 ** 2)    # 16（4 的平方）
print(4 ** 0.5)  # 2.0（4 的开方 = 根号 4）

支持整数次方和小数次方（开方运算）
开方和乘方用同一个运算符表示

三、关系运算符

3.1 六种关系运算符

运算符	含义	数学写法
`<`	小于	`<`
`<=`	小于等于	`≤`
`>`	大于	`>`
`>=`	大于等于	`≥`
`==`	等于（比较内容）	`=`
`!=`	不等于	`≠`

关系表达式返回布尔值 （True / False）：

python 复制代码

a, b = 10, 20
print(a < b)    # True
print(a > b)    # False
print(a <= b)   # True
print(a >= b)   # False
print(a == b)   # False
print(a != b)   # True

3.2 字符串比较：字典序

字符串之间也能比较大小，规则是字典序（lexicographic order）：

先比较首字母在字母表中的顺序
首字母相同则比较第二个，依此类推
全部相同则相等

python 复制代码

print("hello" < "word")   # True（h 在 w 前面）
print("hello" == "word")  # False

中文比较按底层字节编码的数字比较，实际开发中不会用字典序比较中文。

3.3 Python 的 `==` 比较内容

Python 直接用 == 比较字符串内容是否相同（这是主流语言的做法）：

python 复制代码

print("hello" == "hello")  # True（比较内容）

C 语言用 strcmp() 比较字符串内容，Java 用 .equals() 方法------这些反而是小众设定。C++、Go、JavaScript 等主流语言均与 Python 一致。

四、浮点数比较与逻辑运算符

4.1 浮点数精度问题

因 IEEE 754 标准，浮点数在内存中存在微小误差：

python 复制代码

print(0.1 + 0.2 == 0.3)  # False！（0.1+0.2 略大于 0.3）
print(0.1 + 0.2)          # 0.30000000000000004

4.2 正确比较浮点数：epsilon 法

通过做差并判断差值是否在误差范围内来比较：

python 复制代码

a = 0.1 + 0.2
b = 0.3
epsilon = 0.00001

if -epsilon < a - b < epsilon:   # 链式比较
    print("a 和 b 相等")

链式比较 是 Python 的特色语法：-epsilon < a - b < epsilon 等价于 -epsilon < a - b and a - b < epsilon。

4.3 逻辑运算符

运算符	含义	说明
`and`	逻辑与（并且）	两侧均为 True 则 True，一假则假
`or`	逻辑或（或者）	至少一侧为 True 则 True，一真则真
`not`	逻辑非	True → False，False → True

python 复制代码

a, b, c = 10, 20, 30

# and：一假则假
print(a < b and b < c)   # True（两个都成立）
print(a < b and b > c)   # False（b > c 不成立）

# or：一真则真
print(a > b or b < c)    # True（b < c 成立）
print(a > b or b > c)    # False（两个都不成立）

# not：取反
print(not a < b)         # False（a < b 为 True，取反后为 False）
print(not a > b)         # True（a > b 为 False，取反后为 True）

Python 使用英文单词（and / or / not）而非符号（&& / || / !），可读性更强。

4.4 短路求值

and 的短路 ：若左侧为 False，整体必为 False，右侧不再求值。

or 的短路 ：若左侧为 True，整体必为 True，右侧不再求值。

python 复制代码

a, b = 10, 20

# and 短路：a > b 是 False，右侧除零不执行（不抛异常）
print(a > b and 10 / 0 == 1)   # False（安全执行）

# or 短路：a < b 是 True，右侧除零不执行
print(a < b or 10 / 0 == 1)    # True（安全执行）

短路求值类似于生活中的场景：丈母娘要求"有房并且有车"，你说"没房"------车子就不用再提了。

五、赋值运算符

5.1 基本赋值

python 复制代码

a = 10      # 将 10 赋给变量 a
a = a + 1   # 先读取 a，计算 a + 1，再赋给 a

⚠️ = 是赋值，== 才是比较相等 。左侧必须是一个变量（不能是常量，如 10 = 20 会报错）。

5.2 链式赋值

python 复制代码

a = b = 20   # 等价于 b = 20; a = b

语法上合法，但不推荐------一行只做一个操作，可读性更好。

5.3 多元赋值

python 复制代码

a, b = 10, 20    # a = 10, b = 20

应用：变量交换

python 复制代码

a, b = 10, 20
a, b = b, a      # 一步完成交换！
print(a, b)       # 20 10

传统方式需要引入临时变量（temp = a; a = b; b = temp），Python 的多元赋值一步到位。

5.4 复合赋值运算符

运算符	示例	等价于
`+=`	`a += 1`	`a = a + 1`
`-=`	`a -= 1`	`a = a - 1`
`*=`	`a *= 2`	`a = a * 2`
`/=`	`a /= 2`	`a = a / 2`
`%=`	`a %= 2`	`a = a % 2`
`**=`	`a **= 2`	`a = a ** 2`
`//=`	`a //= 2`	`a = a // 2`

python 复制代码

a = 0
a += 1    # a = 0 + 1 = 1
a *= 5    # a = 1 * 5 = 5

⚠️ 使用复合赋值前，变量必须先定义 ------a += 1 要求 a 已存在。

5.5 Python 无自增/自减

Python 不支持 ++ 和 -- 运算符：

python 复制代码

a = 10
++a      # ✅ 语法不报错，但 +(+a) 只是取了正号，a 不变
a++      # ❌ 语法错误：SyntaxError

Python 设计哲学：一种问题只提供一种方案 。a += 1 已能满足自增需求，无需引入前置/后置自增的复杂规则。

5.6 其他运算符（了解）

身份运算符 ：is / is not --- 判断两个对象是否为同一对象
成员运算符 ：in / not in --- 判断元素是否在容器中
位运算符 ：& | ^ ~ << >> --- 后续必要时再介绍

六、基础练习

练习题 1（多选）

以下关于变量之间加法运算的说法正确的是：

A. Python 中字符串之间能够相加

B. Python 中的字符串可以和整数相加

C. Python 中的整数可以和浮点数相加

D. Python 中的整数可以和布尔值相加
点击查看答案

答案：A、C、D

A ✅：字符串之间可以相加（拼接），如 "hello" + "world" → "helloworld"
B ❌：字符串和整数不能直接相加，会抛出 TypeError
C ✅：整数和浮点数可以相加，结果为浮点数
D ✅：整数和布尔值可以相加，True 视为 1，False 视为 0

⚠️ 整数与布尔值相加虽然语法上可行，但无实际意义------布尔值只应表示真/假，不应参与算术运算。Java 等语言直接禁止这种混合运算，更合理。

练习题 2（单选）

关于类型的说法，正确的是：

A. Python 中既有字符串类型，也有字符类型

B. Python 中既有 float，也有 double

C. Python 中既有 int，也有 long

D. Python 中的整数表示范围无上限
点击查看答案

答案：D

A ❌：Python 只有字符串类型 str，没有字符类型，单个字符也是长度为 1 的字符串
B ❌：Python 只有 float（双精度浮点数），没有 double------Python 的 float 相当于 C++/Java 的 double
C ❌：Python 只有 int，可以自动扩容表示大数，不需要 long
D ✅：Python 的 int 可根据数据大小自动扩容，理论上只受内存限制

练习题 3（单选）

以下 Python 代码合法的是：

A. int a = 10

B. a = 10;

C. a = True（注意：True 首字母小写）

D. a = "hello" + 10
点击查看答案

答案：B

A ❌：Python 定义变量不需要指定类型
B ✅：Python 中可以加分号，虽然通常不加，但加了不算错；分号主要用于同一行写多条语句
C ❌：True 首字母必须大写，小写 true 会导致 NameError
D ❌：字符串和整数不能相加，会抛出 TypeError

要点速查

概念	说明	示例
`input()`	读取用户输入，返回字符串（阻塞等待）	`s = input("提示：")`
类型转换	`int()`、`float()`、`str()`	`n = int("123")`
除零	Python 一律视为异常	`10 / 0` → `ZeroDivisionError`
整数除法	int / int → float（不截断）	`1 / 2` → `0.5`
地板除 `//`	向下取整	`-7 // 2` → `-4`
求余 `%`	余数小于除数	`7 % 3` → `1`
乘方 `**`	支持小数次方（开方）	`4 ** 0.5` → `2.0`
关系运算符	返回 `True`/`False`	`a == b`、`a != b`
字符串字典序	按字母顺序依次比较	`"hello" < "word"`
浮点数比较	用 epsilon 做差法	`abs(a-b) < 1e-5`
逻辑运算	`and` / `or` / `not`	`a > 0 and b < 10`
短路求值	左侧已决定结果则右侧不求值	`False and 1/0` 安全
链式/多元赋值	不推荐链式，推荐多元	`a, b = b, a`
复合赋值	`+=` `-=` `=` `/=` `%=` `*=` `//=`	`a += 1`
无 `++`/`--`	Python 设计哲学：一种问题一种方案	用 `a += 1` 替代

【Python】3.Python运算符与输入输出进阶

Python 运算符与输入输出进阶

文章目录

一、输入进阶：input() 详解

1.1 基本用法

1.2 阻塞特性

1.3 返回值总是字符串

1.4 类型转换

1.5 综合示例：求四个小数的平均值

二、算术运算符详解

2.1 基本运算符

2.2 优先级

2.3 除零问题

2.4 整数除法的结果类型

2.5 地板除 //（取整除法）

2.6 求余 %

2.7 乘方 **

三、关系运算符

3.1 六种关系运算符

3.2 字符串比较：字典序

3.3 Python 的 == 比较内容

四、浮点数比较与逻辑运算符

4.1 浮点数精度问题

4.2 正确比较浮点数：epsilon 法

4.3 逻辑运算符

4.4 短路求值

五、赋值运算符

5.1 基本赋值

5.2 链式赋值

5.3 多元赋值

应用：变量交换

5.4 复合赋值运算符

5.5 Python 无自增/自减

5.6 其他运算符（了解）

六、基础练习

练习题 1（多选）

练习题 2（单选）

练习题 3（单选）

要点速查

一、输入进阶：`input()` 详解

2.5 地板除 `//`（取整除法）

2.6 求余 `%`

2.7 乘方 `**`

3.3 Python 的 `==` 比较内容