Выражения в языке Python
Выражение — конструкция языка Python, порождающая некоторое значение, которое можно, например, присвоить переменной. Иначе говоря, выражение — это запись некоторой формулы.
- Операнды — запись некоторых значений в программе: константы, переменные, некоторые другие выражения.
- Операции — знаки, которые каким-либо образом вычисляют из одного или двух значений (операндов) новое значение.
У операторов есть приоритет и ассоциативность. Приоритет задаёт порядок связывания нескольких знаков операций, расположенных «рядом». Ассоциативность — порядок вычислений (слева направо или справа налево) для операций с равным приоритетом.
Например, приоритет у умножения выше, чем приоритет у сложения. Таким образом, запись a + b * c будет трактоваться как a + (b * c) , т.е. сначала свяжутся b и c при помощи знака * , затем a и подвыражение b * c при помощи + .
Левая ассоциативность означает, что в выражении a + b — c + d операции + и — будут выполняться слева направо: ((a + b) — c) + d .
Правая ассоциативность — наоборот. Единственная операция в Python, имеющая правую ассоциативность — возведение в степень. Выражение 2 ** 2 ** 3 трактуется как 2 ** (2 ** 3) , а не (2 ** 2) ** 3 .
Рассмотрим таблицу приоритетов операций (операции перечислены в порядке убывания приоритета, операции с равным приоритетом находятся в одной строке таблицы):
Мы можем написать выражение
и ни разу не использовать скобки. Арифметические операции (которые вычисляют числа) имеют приоритет выше, чем операции отношения ( > , == , in ), операции отношения имеют приоритет выше, чем логические операции.
Некоторые полезные операции
Обращение к атрибуту, вызов метода ( x.a , x.f(. ) )
Python — объектно-ориентированный язык, т.е. поддерживает объекты — сущности, объединяющие в себе данные и операции над ними. Данные, которые хранятся в объектах, находятся в именованных ячейках, так называемых, атрибутах. Для обращения к атрибуту объекта используется запись
где obj — объект, а attr — имя атрибута.
Методы — это функции, связанные с объектами. Вызов метода выглядит так:
где obj — объект, func — имя метода.
Все типы данных в Python’е, в том числе и встроенные, являются объектами, многие полезные операции с ними вызываются как методы.
Целочисленное деление и взятие остатка
В Python’е числа могут быть целыми (типа int ) и дробными (действительными, вещественными) (типа float ). Внешне они отличаются наличием запятой или порядка степени (буквы e ) в записи числа.
Пример. 100 — целое, 100.0 — дробное.
Операция деления / всегда порождает дробное число, даже если производится без остатка:
Для ряда задач нужна операция деления, которая даёт целое число. Она обозначается // — результатом всегда является целое, дробная часть отбрасывается:
Операция вычисления остатка обозначается как % :
Если меньшее делим на большее, то // даст ноль, а % даст делимое:
Операция запятая ( , ), она порождает кортеж
Кортеж (тип данных tuple ) — неизменяемая структура данных, которая хранит в себе несколько значений, значения индексируются целыми числами начиная с 0 . При выводе кортеж изображается как перечисление значений через запятую в круглых скобках
Пример. Создадим кортеж t3 , состоящий из трёх чисел:
Распространённая ошибка — записать дробное число через запятую и случайно построить кортеж:
Почему мы получили кортеж (1, 5) ? Потому что нулевым элементом кортежа будет 100 ** 0 (любое число, кроме нуля, в нулевой степени — 1), первым элементом — число 5 .
Приоритеты операторов Python
Самые приоритетные операции вверху, снизу — с низким приоритетом. Вычисления выполняются слева направо, то есть, если в выражении встретятся операторы одинаковых приоритетов, первым будет выполнен тот, что слева.
Оператор возведения в степень исключение из этого правила. Из двух операторов ** сначала выполнится правый, а потом левый.
Мы используем файлы cookie
Наш сайт использует файлы cookie для улучшения пользовательского опыта, сбора статистики и обеспечения доступа к обучающим материалам. Мы также передаем информацию об использовании вами нашего сайт партерам по социальным сетям, рекламе и аналитике. В свою очередь, наши партнеры могут объединять ее с другой предоставленной вами информацией, или с информацией, которую они собрали в результате использования вами их услуг.
Приоритеты операторов в Python при выполнении кода (таблица)
В этой статье мы рассмотрим приоритет и ассоциативность операторов в Python. Тема очень важна для понимания семантики операторов Python.
Прочитав это, вы должны понять, каким образом осуществляет определение порядка выполнения тех или иных инструкций. Некоторые из них имеют более высокий уровень приоритета. Например, оператор умножения имеет приоритет над операторами сложения или вычитания, насколько мы знаем из школьных уроков математики. Такой же принцип сохраняется и в разработке приложений на Python.
В выражении интерпретатор Python сначала выполняет инструкции с более высоким приоритетом. И за исключением оператора возведения в степень (**), они выполняются слева направо.
Что такое операторы в Python?
Перед тем, как разбирать вопросы приоритетности и ассоциативности операторов, давайте восстановим в памяти, что такое операторы вообще. Под оператором в Python подразумевается специальный символ, который выполняет определенную операцию над переменными либо значениями, которые расположены рядом с ним.
Операторы в Python бывают следующих видов:
- Арифметические.
- Операторы сравнения.
- Операторы присваивания.
- Логические операторы.
- Операторы принадлежности.
- Битовые операторы.
- Операторы тождественности.
Давайте разберемся подробнее в том, какие типы бывают.
Арифметические операторы
Это стандартные операторы Python, большая часть которых похожа на своих математических «сородичей».
- Оператор сложения + – суммирует два операнда, которые находятся рядом.
- Вычитание (-) – из первого операнда вычитает значение второго.
- Умножение (*). Выполняет умножение значений, которые расположены по обе стороны оператора.
- Деление (/). Операнд, расположенный слева от оператора разделяет на тот, который размещается справа.
- Возведение в степень (**) – умножает первое число на себя количество раз, указанное во втором операнде. Простыми словами, выполняет классическую операцию возведения в степень.
- Деление по модулю (%). Позволяет получить остаток от операции деления.
- Деление без остатка (//). Дает возможность получить целочисленное значение частного, убирая цифры после десятичной точки.
Операторы сравнения
Используются для того, чтобы сравнивать операнды между собой. Чтобы проверить, какой из них является большим или меньшим либо равным, необходимо использовать соответствующий оператор. Давайте рассмотрим операторы сравнения, которые могут использоваться в Python:
- Меньше. Обозначается знаком <. Если число слева меньше, чем справа, возвращается значение True.
- Больше. Обозначается знаком >. Если значение слева больше, возвращает True.
- Меньше или равно. Проверяет, является ли левая часть меньше или равной правой. Обозначается знаком (<=).
- Больше или равно (>=). Сравнивает два значения между собой. Если левая часть является большей, чем правая или равной ей, возвращается значение True.
- Равно. Этот оператор отличается от математического знака с тем же значением. Его обозначают, как ==. Если операнды равны между собой, оператор возвращает значение True.
- Не равно. Обозначается, как !=. Выполняет противоположную предыдущему оператору функцию.
Операторы присваивания
Самый частый вариант использования операторов присваивания – указание значения переменной, которая находится слева от этого операнда. Также есть ряд других вариантов использования – сложение и присваивание, вычитание и присваивание, и так далее. Возможны также операции возведения в степень и присваивания, а также деление по модулю и присваивания. Одним словом, результат любой математической операции между левым и правым операндом может быть присвоен левому.
Логические операторы
Необходимы для того, чтобы управлять потоком выполнения программ и проверять условия. В Python есть всего три оператора: and (и), or (или) и not (не).
Операторы принадлежности
Эти операторы проверяют, является ли значение частью последовательности. Последовательность может быть списком, строкой или кортежем. Есть всего два таких оператора: in и not in .
Операторы тождественности
Это более сложные для понимания операторы, которые выполняют проверку операндов на предмет того, занимают ли они одну и ту же ячейку в памяти.
Битовые операторы
Еще один сложный тип операторов, который следует рассматривать отдельно. Он необходим для выполнения операций с битами. Уже требует более профессионального использования.
Более подробно о приоритетности операторов в Python
Каким образом работает приоритетность операторов в Python?
Сначала необходимо начать с рассмотрения определения понятия «Выражение». Под этим словом подразумевается процесс группировки наборов значений, переменных, операторов и вызовов функций. Под исполнением этих выражений подразумевается выполнение их интерпретатором Python.
Давайте приведем простой пример для понимания того, как это работает.
В описанном примере «3+4» это классическое выражение в Python. В него входит два операнда и один оператор. Но инструкции могут быть разными по сложности. Следовательно, и количество операторов в них может отличаться. Для их выполнения необходимо руководствоваться принципом приоритетности. Именно он указывает на то, в каком порядке будут выполняться те или иные операторы.
Приоритеты операторов – примеры
Давайте приведем несколько примеров, в которых продемонстрируем, как объединяются сложные выражения по несколько операторов.
Тем не менее, возможно изменение порядка выполнения операторов с помощью скобок. В данном случае они выполняют ту же функцию, что и в стандартных математических выражениях.
Мы с помощью скобок задаем приоритетность арифметических операций.
Таблица приоритетности операторов
Чтобы было более понятно, какая приоритетность использования операторов, давайте приведем такую таблицу.
Здесь операторы расположены в порядке от наиболее высокой приоритетности до самой низкой.
Ассоциативность операторов
Обратите внимание на то, что в приведенной выше таблицы в некоторые группы входит сразу несколько операторов. Что это означает? Это указывает на то, что все элементы, относящиеся к одной и той же группе, имеют одинаковый уровень приоритетности.
Если есть два или более операторов с одинаковым уровнем, в дело вступает ассоциативность, от которой и зависит порядок.
Понятие ассоциативности в Python
Под ассоциативностью подразумевается порядок выполнения выражений, в которых есть несколько одинаково приоритетных операторов. Подавляющее их число (если не учитывать оператор возведения в степень **) поддерживают ассоциативность слева направо.
Примеры ассоциативности
Давайте для того, чтобы было более понятно, приведем пример. Допустим, операторы умножения и деления имеют одинаковую приоритетность. В одном выражении тот, что расположен слева, будет выполняться в первую очередь.
А вот оператор возведения в степень исполнятся справа. Сначала интерпретатор получает значение степени, а потом умножает число, расположенное возле него, на себя соответствующее количество раз. Вот пример.
Обратите внимание на то , что print(4 ** 2 ** 2) дает такой же результат, как и ((4 ** 2) ** 2).
Неассоциативные операторы – что это такое?
Ряд операторов в Python (например, присваивания и сравнения) не поддерживают принцип ассоциативности. Для них используются особые правила порядка, где ассоциативность в учет не принимается.
Так, выражение 5 < 7 < 9 — это не то же самое, что и (5 < 7) < 9 или 5 < (7 < 9 ). Зато 5 < 7 < 9 — то же самое, что 5 < 7 и 7 < 9 . Исполняется слева направо.
Так же работает связывание операторов присваивания (например, a=b=c ), а вот a = b += c вернет ошибку.
Заключение
Таким образом, приоритетность выполнения тех или иных операторов, а также ассоциативность – это важные темы, которые позволяют упростить себе работу с выражениями, которые включают большое количество операндов.
Мы вспомнили, какие типы операторов в Python бывают, и для чего они используются. Также поняли, в какой очередности какие операторы идут для того, чтобы сделать выполнение сложных выражений более простым.
Чтобы понимать особенности работы с операторами интуитивно, необходимо с ними работать, использовать в условных конструкциях и объединять их между собой. Также есть специальные сервисы, называемые «песочницами», которые имеют необходимый функционал для того, чтобы тестировать использование тех или иных операторов в приложениях, а также то, как они относятся друг к другу, и по какой логике работает программа.
Операторы в Python
Операторы в Python позволяют нам выполнять общую обработку переменных. Мы рассмотрим различные типы операторов с примерами, а также их приоритет. Это специальные символы, которые могут управлять значениями одного или нескольких операндов.
Список операторов в Python
Операторы Python можно разделить на несколько категорий:
- Операторы присваивания;
- Арифметические;
- Логические;
- Операторы сравнения;
- Побитовые операторы.
Операторы присваивания
Операторы присваивания включают основной оператор присваивания, равный знаку (=).
Но для упрощения кода и уменьшения избыточности Python также включает операторы арифметического присваивания.
Это включает в себя оператор + = в Python, используемый для присваивания сложения, // = оператор деления без остатка и другие.
Вот список всех операторов арифметического присваивания.
| += | a + = b эквивалентно a = a + b |
| *= | a * = b эквивалентно a = a * b |
| /= | a / = b эквивалентно a = a / b |
| %= | a% = b эквивалентно a = a% b |
| **= | a ** = b эквивалентно a = a ** b (Возведение в степень и присваивание) |
| //= | a // = b эквивалентно a = a // b (делению без остатка) |
Использование
Арифметические операторы
| + | используется для сложения двух чисел | сумма = а + b |
| — | используется для вычитания | разница = а — b |
| * | используется для умножения двух чисел. Если строка и int умножаются, то строка повторяется int раз. | mul = a * b >>> “Hi”*5 ‘HiHiHiHiHi’ |
| / | используется для деления двух чисел | div = b / a |
| % | оператор модуля, возвращает остаток от деления | mod = a% b |
| ** | оператор возведения в степень |
Операторы сравнения
| == | возвращает True, если два операнда равны, в противном случае – False. | flag = a == b |
| != | возвращает True, если два операнда не равны, в противном случае – False. | flag = a != b |
| > | возвращает True, если левый операнд больше правого, в противном случае – False. | flag = a> b |
| < | возвращает True, если левый операнд меньше правого, в противном случае – False. | flag = a <b |
| > = | возвращает True, если левый операнд больше или равен правому операнду, в противном случае – False. | flag = a> b |
| <= | возвращает True, если левый операнд меньше или равен правому операнду, в противном случае – False. | flag = a <b |
Побитовые операторы
Логические операторы
| and | Логический оператор AND | flag = exp1 и exp2 |
| or | Логический оператор OR | flag = exp1 или exp2 |
| not | Логический оператор NOT | flag = not (True) = False |
Приоритет операторов в Python
Приоритет этих операторов означает уровень приоритета операторов. Это становится жизненно важным, когда в выражении есть несколько операторов. Например, рассмотрим следующее выражение:
Как вы думаете, какой будет серия операций? Мы можем сложить 2 и 3, а затем умножить результат на 4. Кроме того, мы можем сначала умножить 3 и 4, а затем добавить к нему 2. Здесь мы видим, что важен приоритет операторов.
Ниже приведен список операторов с указанием уровня приоритета. Это в порядке убывания. Это означает, что верхняя группа имеет больший приоритет, чем нижняя группа.
- Круглые скобки – ();
- Возведение в степень – (**);
- Плюс и минус – (