Когда и зачем использовать оператор := в Python
Совсем недавно Python 3.8 представил оператор присвоения с двоеточием := , аналогичный оператору присвоения = . Использование этого оператора позволяет ускорить и сократить код.
Эта нотация берёт своё начало в математике. При записи уравнений можно написать что-то вроде a=5, a+b=7. Тогда, используя простую алгебраическую операцию, легко вычислить, что b=2. В этом контексте знак равенства означает тождество. Переменные a и b являются постоянными числами, и, хотя их значение неизвестно при инициализации задачи, они существуют и не изменяются.
С другой стороны, в математике существует другая нотация для обозначения отношения ‘x определяется как y’. Запись x := y не означает, что x и y равны друг другу. Здесь x определён как любое значение y. Уравнение скорее одностороннее, чем симметричное, что несколько сложно понять. Эта нотация применяется только для длинных списков определений переменных в узкоспециализированных научных статьях.
Однако в самой последней версии Python 3.8 стало общепринятым использование := или оператора “морж” (он действительно похож на голову лежащего моржа). С его помощью можно определить переменную в границах выражения в контексте программирования.
Так разработчики Python обосновали введение оператора “морж”:
Присвоение имени является важной частью программирования, которая позволяет использовать «описательное» имя вместо более длинного выражения, а также упрощает повторное использование значений. В настоящее время это возможно сделать лишь в виде инструкции, что делает эту операцию недоступной при генерации списков, а также в других выражениях.
Это очень технический способ выразить простую идею, которая вскоре станет более понятна. Давайте посмотрим на оператор “морж” в действии.
Рассмотрим следующий код с функцией f , определённой как f = lambda x : x+2 , которая просто прибавляет 2 к любым введённым данным:
Получим [3, 5, 6] , поскольку эти результаты функции не равны 4. Это значительно более эффективная реализация, чем её альтернатива, дважды прогоняющая введённые данные через функцию:
Будьте осторожны: поскольку версия 3.8 является совсем новой, некоторые не обновлённые среды могут не поддерживать её.
Давайте рассмотрим другой пример. Есть некий текстовый файл text.txt . Он содержит три строки с буквами от a до i .
Допустим, мы хотим пройти циклом по файлу строка за строкой. Существует несколько способов сделать это. Например, использовать встроенную функцию .readlines() .
И это неплохое решение — оно делает то, что нужно. Но что, если у вас нет возможности использовать встроенные функции? Не для всех приложений это доступно. Тогда возьмём следующее решение, которое разбивает текст на строки:
Оно тоже работает, но составные функции не настолько просты и понятны, как могли бы быть. Запишем с помощью оператора “морж”:
Здесь мы просто определяем chunk как чтение файла. Просто, коротко и чисто. С другой стороны, запись while chunk = open… была бы неверной, потому что нельзя создавать присвоение переменных при вычислении отдельного выражения.
В качестве следующего примера возьмём заданное выше определение функции f(x), добавлявшей двойку к вводу. Следующая конструкция списка g полностью допустима с использованием оператора “морж”:
Здесь y определяется как f(3) и используется в том же выражении. Нельзя написать что-то вроде g = [y=f(3), …] , поскольку присвоение переменных с использованием = должно выполняться отдельной строкой, а не внутри другого выражения. С помощью стандартного оператора равенства то же самое записывается в две строки:
Теперь использование оператора морж должно быть довольно ясным.
Оператор := может использоваться для присвоения переменных во время вычисления другого выражения.
Поскольку присвоение переменной в форме var = expr должно записываться в отдельной строке, оператор “морж” позволяет сократить пространство, запуская присвоение переменной с выполнением внутри другого выражения, будь то создание списка или чтение файла.
Во многих случаях оператор := аналогичен определению переменных-заполнителей, например for i in range(x): , в котором переменная i инициализируется внутри выражения цикла for. Его можно рассматривать как расширение или обобщение этих “инициализаций скрытых переменных”.
Конечно, оператор “морж” нельзя использовать везде. Следующее недопустимо:
Давайте разберём, почему работает выражение a=(b:=4) . Это происходит потому, что b:=4 не только устанавливает b равным четырём, но и возвращает его значение. Поэтому работает и приведённый выше оператор генератора списков ( if y := f(x)) is not 4] ). Он вычисляет b:=4 как выражение, возвращающее значение, в итоге и a , и b имеют значение 4.
Со скобками вокруг первого оператора (a := 3) он выполняется корректно, потому что использование скобок помечает всё внутри них как выражение. Операторы “морж” могут использоваться только внутри других выражений.
Давайте немного выйдет за пределы каноничного Python. Здесь мы рассмотрим некоторые полезные способы использования оператора “морж”, которые могут привести в ярость фанатичных последователей Python.
Рассмотрим функцию exponent , которая увеличивает base по exp .
Допустим, нам нужно получить значение четырёх в кубе, сохранив при этом значение степени (3). Воспользуемся оператором “морж”:
Тройка сохраняется в хранилище переменных, функция выполняется нормально, мы сэкономили строку кода и некоторое время выполнения. При широкомасштабном использовании оператора “морж” эта экономия заметно ощутима.
Оператор “морж” можно использовать даже в операторах if. В примере ниже (placeholder:=x) вычисляется независимо от значения x . Если выход равен четырём, он всё равно сохраняется в плейсхолдере. Обычно такое использование не имеет особой практической ценности, поскольку выполняется избыточное присваивание (что если x!=4 ?), но полезно знать, что такое возможно.
В качестве ещё одного примера кода не в стиле Python, рассмотрим следующую допустимую функцию:
f(3) возвращает 20, потому что (m := x+1) оценивается как 4 и (m**2) оценивается как 16 . Их сумма равна 20, это вычисляется довольной чистым, но при этом несколько хитрым методом.
Операторы в Python
Операторы — это специальные символы, которые выполняют операции над переменными и значениями. Например:
Здесь + является оператором, который складывает два числа: 7 и 8 .
Арифметические операторы в Python
Арифметические операторы используются для выполнения математических операций, таких как сложение, вычитание, умножение и пр. Например:
Здесь — является арифметическим оператором, который используется в операции вычитания.
| Оператор | Операция | Пример |
| + | Сложение | 6 + 3 = 9 |
| − | Вычитание | 6 − 3 = 3 |
| * | Умножение | 4 * 5 = 20 |
| / | Деление | 8 / 4 = 2 |
| // | Целочисленное деление | 10 // 3 = 3 |
| % | Остаток от деления | 5 % 2 = 1 |
| ** | Возведение в степень | 4 ** 2 = 16 |
Рассмотрим пример использования арифметических операторов в Python:
Sum: 9
Subtraction: 5
Multiplication: 14
Division: 3.5
Floor Division: 3
Modulo: 1
Power: 49
Операторы присваивания в Python
Операторы присваивания используются для присваивания значений переменным. Например:
Здесь = является оператором присваивания, который присваивает значение 7 переменной х .
Cписок операторов присваивания в Python:
| Оператор | Операция | Пример |
| = | Присваивание | a = 4 |
| += | Сложение с присваиванием | a += 2 → a = a + 2 |
| −= | Вычитание с присваиванием | a −= 4 → a = a − 4 |
| *= | Умножение с присваиванием | a *= 5 → a = a * 5 |
| /= | Деление с присваиванием | a /= 6 → a = a / 6 |
| %= | Остаток от деления с присваиванием | a %= 7 → a = a % 7 |
| **= | Возведение в степень с присваиванием | a **= 8 → a = a ** 8 |
Рассмотрим пример использования операторов присваивания в Python:
Здесь мы использовали оператор += для присваивания суммы a и b переменной a .
Точно так же мы можем использовать любые другие операторы присваивания.
Операторы сравнения в Python
Операторы сравнения сравнивают два значения/переменные и возвращают логический результат: True или False . Например:
Здесь оператор сравнения > используется для сравнения a и b , больше ли a или нет.
| Оператор | Операция | Пример |
| == | Равно | 2 == 4 → False |
| != | Не Равно | 2 != 5 → True |
| > | Больше чем | 2 > 4 → False |
| < | Меньше чем | 2 < 4 → True |
| >= | Больше или Равно | 2 >= 4 → False |
| <= | Меньше или Равно | 2 <= 4 → True |
Рассмотрим пример использования операторов сравнения в Python:
a == b = False
a != b = True
a > b = True
a < b = False
a >= b = True
a <= b = False
Логические операторы в Python
Логические операторы используются для проверки того, является ли выражение истинным ( True ) или ложным ( False ). Также они используются в условиях и циклах. Например:
Здесь and является логическим оператором И. Поскольку оба выражения a > 2 и b >= 6 являются True , то результат True .
| Оператор | Пример | Операция |
| and | a and b | Логическое И: True, только если оба операнда являются True |
| or | a or b | Логическое ИЛИ: True, если хотя бы один из операндов является True |
| not | not a | Логическое НЕ: True, если операнд имеет значение False, и наоборот. |
Рассмотрим пример использования логических операторов в Python:
Побитовые операторы в Python
Побитовые операторы работают с операндами, как если бы они были наборами двоичных цифр. Они работают с битами, отсюда и название.
Например, десятичное 2 — это бинарное 10 , а десятичное 7 — это бинарное 111 .
В таблице ниже: пусть x = 10 ( 0000 1010 в двоичном формате) и y = 4 ( 0000 0100 в двоичном формате).
Специальные операторы в Python
Python предлагает такие специальные операторы, как операторы тождественности и операторы принадлежности. Они описаны ниже с примерами.
Операторы тождественности в Python
В Python операторы is и is not используются для проверки того, находятся ли два объекта в одной и той же части памяти. Две одинаковые по значениям переменные не всегда являются идентичными.
| Оператор | Операция | Пример |
| is | True, если операнды идентичны (относятся к одному и тому же объекту). | x is True |
| is not | True, если операнды не идентичны (не относятся к одному и тому же объекту). | x is not True |
Рассмотрим пример использования операторов тождественности в Python:
Здесь мы видим, что x1 и y1 — это целочисленные переменные с одинаковыми значениями, поэтому они равны и идентичны. То же самое и с x2 и y2 (строками).
Но x3 и y3 — это списки. Они равны, но не идентичны. Это потому, что интерпретатор размещает их в памяти отдельно, несмотря на то, что они имеют одинаковые значения.
Операторы принадлежности в Python
В Python операторы in и not in являются операторами принадлежности. Они используются для проверки того, находится ли значение или переменная в последовательности (строка, список, кортеж, набор или словарь).
В словаре мы можем проверить только наличие ключа, но не значение.
Операторы Python: краткий справочник
Операторы Python позволяют выполнять стандартную обработку переменных. Иными словами, это специальные символы, которые могут управлять значениями одного или нескольких операндов. В этой статье мы рассмотрим различные типы операторов с примерами, а также поговорим о приоритетности операторов.
Список операторов Python
Операторы Python можно разделить на несколько категорий:
- Операторы присваивания
- Арифметические операторы
- Логические операторы
- Операторы сравнения
- Битовые операторы
Остановимся подробнее на каждом типе.
Операторы присваивания Python
Операторы присваивания включают базовый символ присваивания – символ “равно” (=).
Однако, чтобы упростить код и уменьшить избыточность, Python также поддерживает арифметические операторы присваивания.
К ним относится оператор +=, который присваивает сумму двух операндов левому операнду, оператор //=, который присваивает результат деления, и другие.
Вот список всех арифметических операторов присваивания в Python.
| Оператор | Описание |
| += | a+=b равносильно a=a+b (оператор складывает значения двух операндов и присваивает его левому операнду) |
| *= | a*=b равносильно a=a*b |
| /= | a/=b равносильно a=a/b |
| %= | a%=b равносильно a=a%b |
| **= | a**=b равносильно a=a**b (возведение в степень) |
| //= | a//=b равносильно a=a//b |
Как использовать операторы присваивания
Арифметические операторы Python
| Оператор | Описание | Пример |
| + | Складывает два числа | sum = a + b |
| – | Вычитает одно число из другого | difference = a – b |
| * | используется для умножения двух чисел. Если вы попробуете умножить строку и целое число, эта операция повторит данную строку указанное количество раз. | mul = a*b>>> “Hi”*5 |
| ‘HiHiHiHiHi’ | ||
| / | используется для деления двух чисел | div = b/a |
| % | Модуль, остаток от деления | mod = a%b |
| ** | Возведение в степень |
Операторы сравнения Python
| оператор | описание | Пример |
| == | Возвращает значение True, если два операнда равны, в противном случае выдает False. | flag = a == b |
| != | возвращает True, если два операнда не равны, в противном случае выдает False. | flag = a != b |
| > | Возвращает значение True, если левый операнд больше, чем правый, в противном случае выдает False. | flag = a > b |
| < | Возвращает значение True, если левый операнд меньше, чем правый, в противном случае выдает False. | flag = a < b |
| >= | Возвращает значение True, если левый операнд больше или равен правому, в противном случае выдает False. | flag = a > b |
| <= | Возвращает значение True, если левый операнд меньше или равен правому, в противном случае выдает False. | flag = a < b |
Битовые операторы Python
Логические операторы Python
| Оператор | Описание | Пример |
| and | Логический оператор И (AND) | flag = exp1 and exp2 |
| or | Логический оператор ИЛИ (OR) | flag = exp1 or exp2 |
| not | Логический оператор НЕ (NOT) | flag = not(True) = False |
Приоритет операторов Python
Некоторые операторы Python имеют более высокий приоритет, чем другие . Особенно важно это понимать, если вы работаете с выражениями, которые содержат несколько операторов. Например, рассмотрим следующее выражение:
Как думаете, в какой последовательности будут выполнены эти операции? Мы можем сложить 2 и 3, а затем умножить результат на 4. Также мы можем сначала умножить 3 и 4, а затем добавить к ним 2. Как видите, разная последовательность выполнения операций дает нам разный результат – это показывает, что приоритет операторов важен.
Ниже вы найдете список операторов с указанием уровня приоритета в порядке убывания (то есть чем ниже оператор в списке, тем ниже его приоритет).
- Скобки: ()
- Возведение в степень: **
- Битовый оператор НЕТ , унарный плюс и минус: