1. 算术运算符

算术运算符用于执行数学运算，是最基础的运算符类型。

运算符	名称	示例	结果
+	加法	5 + 3	8
-	减法	5 - 3	2
*	乘法	5 * 3	15
/	除法（浮点）	5 / 2	2.5
//	整除（向下取整）	5 // 2	2
%	取模（取余）	5 % 2	1
**	幂运算	5 ** 3	125

# 算术运算符示例
a, b = 10, 3

print(f"加法: {a} + {b} = {a + b}")           # 13
print(f"减法: {a} - {b} = {a - b}")           # 7
print(f"乘法: {a} * {b} = {a * b}")           # 30
print(f"除法: {a} / {b} = {a / b}")           # 3.333...
print(f"整除: {a} // {b} = {a // b}")         # 3
print(f"取模: {a} % {b} = {a % b}")           # 1
print(f"幂运算: {a} ** {b} = {a ** b}")       # 1000

📌 特别注意

# 除法总是返回浮点数
print(10 / 5)   # 2.0，不是 2

# 整除向下取整（向负无穷方向）
print(10 // 3)  # 3
print(-10 // 3) # -4 （注意不是 -3）

# 字符串的加法与乘法
print("Hello" + " " + "World")  # 字符串拼接 Hello World
print("-" * 20)                  # 字符串重复 --------------------

2. 赋值运算符

赋值运算符用于为变量赋值，其中最常用的是 =。

运算符	等价于	示例
=	赋值	x = 5
+=	x = x + n	x += 3
-=	x = x - n	x -= 3
*=	x = x * n	x *= 3
/=	x = x / n	x /= 3
//=	x = x // n	x //= 3
%=	x = x % n	x %= 3
**=	x = x ** n	x **= 3
&=	x = x & n	x &= 3
|=	x = x | n	x |= 3
^=	x = x ^ n	x ^= 3
>>=	x = x >> n	x >>= 3
<<=	x = x << n	x <<= 3

# 赋值运算符示例
x = 10
print(f"初始: x = {x}")

x += 5
print(f"x += 5  → {x}")    # 15

x -= 3
print(f"x -= 3  → {x}")    # 12

x *= 2
print(f"x *= 2  → {x}")    # 24

x /= 4
print(f"x /= 4  → {x}")    # 6.0

x //= 2
print(f"x //= 2 → {x}")    # 3.0

🔥 链式赋值与解包赋值

# 链式赋值
a = b = c = 10
print(a, b, c)  # 10 10 10

# 元组解包赋值
x, y = 5, 10
x, y = y, x  # 交换变量值
print(f"x = {x}, y = {y}")  # x = 10, y = 5

# 列表解包
numbers = [1, 2, 3]
p, q, r = numbers
print(p, q, r)  # 1 2 3

# 星号解包（Python 3.5+）
first, *middle, last = [1, 2, 3, 4, 5]
print(first, middle, last)  # 1 [2, 3, 4] 5

3. 比较运算符

比较运算符用于比较两个值，返回布尔值（True 或 False）。

运算符	含义	示例	结果
==	等于	5 == 5	True
!=	不等于	5 != 3	True
>	大于	5 > 3	True
<	小于	5 < 3	False
>=	大于等于	5 >= 5	True
<=	小于等于	5 <= 3	False

# 比较运算符示例
a, b = 10, 20

print(f"a == b: {a == b}")  # False
print(f"a != b: {a != b}")  # True
print(f"a > b:  {a > b}")   # False
print(f"a < b:  {a < b}")   # True
print(f"a >= b: {a >= b}")  # False
print(f"a <= b: {a <= b}")  # True

📌 链式比较

Python 支持链式比较，使代码更加简洁优雅：

x = 5

# 普通写法
if x > 0 and x < 10:
    print("x 在 0 到 10 之间")

# 链式比较（推荐）
if 0 < x < 10:
    print("x 在 0 到 10 之间")

# 更多示例
age = 25
if 18 <= age <= 60:
    print("符合工作年龄")

# 比较列表、元组等可迭代对象（按字典序比较）
print([1, 2, 3] < [1, 2, 4])  # True
print((1, 2) < (1, 3))        # True

4. 逻辑运算符

逻辑运算符用于组合布尔表达式，返回布尔值。

运算符	含义	示例	结果
and	逻辑与（且）	True and False	False
or	逻辑或（或）	True or False	True
not	逻辑非（取反）	not True	False

# 逻辑运算符示例
a, b = True, False

print(f"a and b: {a and b}")  # False
print(f"a or b:  {a or b}")   # True
print(f"not a:   {not a}")    # False
print(f"not b:   {not b}")    # True

# 结合比较运算符
age = 25
is_student = True

if age >= 18 and is_student:
    print("符合学生优惠条件")

if not is_student:
    print("不是学生")

⚡ 短路求值（Short-Circuit Evaluation）

Python 的逻辑运算符采用短路求值策略：

# and：第一个为 False 则不计算第二个
def expensive_operation():
    print("执行了耗时的操作")
    return True

result = False and expensive_operation()  # expensive_operation 不会执行
print(result)  # False

# or：第一个为 True 则不计算第二个
result = True or expensive_operation()  # expensive_operation 不会执行
print(result)  # True

🎯 逻辑运算符的返回值

Python 的 and 和 or 返回的是最后一个被计算的操作数的值，不一定是布尔值：

# and 返回第一个为 False 的值，否则返回最后一个值
print(0 and 10)      # 0
print(5 and 10)      # 10
print(5 and 0 and 10) # 0

# or 返回第一个为 True 的值，否则返回最后一个值
print(0 or 10)       # 10
print(5 or 10)       # 5
print(0 or "" or []) # []

# 实用场景：默认值赋值
name = input("请输入名字: ") or "匿名用户"
print(f"你好, {name}!")

5. 其他运算符

5.1 成员运算符

运算符	含义	示例
in	在...中	'a' in 'abc'
not in	不在...中	'd' not in 'abc'

# 成员运算符
fruits = ['apple', 'banana', 'orange']

print('apple' in fruits)      # True
print('grape' in fruits)      # False
print('grape' not in fruits)  # True

# 字符串成员检查
text = "Hello, World!"
print("World" in text)   # True
print("Python" in text)  # False

# 字典成员检查（检查键）
person = {'name': 'Alice', 'age': 30}
print('name' in person)      # True
print('Alice' in person)     # False（检查键，不检查值）

5.2 身份运算符

运算符	含义	示例
is	是同一个对象	a is b
is not	不是同一个对象	a is not b

# 身份运算符
a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
c = a

print(a == b)   # True（值相等）
print(a is b)   # False（不同对象）
print(a is c)   # True（同一个对象）

# 与 None 比较（推荐使用 is）
x = None
if x is None:
    print("x 是 None")

# 注意：小整数缓存机制
x = 256
y = 256
print(x is y)  # True（Python 缓存 -5 到 256 的整数）

x = 257
y = 257
print(x is y)  # False（超出缓存范围，不同对象）

5.3 位运算符

运算符	名称	示例
&	按位与	5 & 3 → 1
|	按位或	5 | 3 → 7
^	按位异或	5 ^ 3 → 6
~	按位取反	~5 → -6
<<	左移	5 << 1 → 10
>>	右移	5 >> 1 → 2

# 位运算符示例
a, b = 5, 3  # 0101, 0011

print(f"a & b  = {a & b}")   # 1  (0001)
print(f"a | b  = {a | b}")   # 7  (0111)
print(f"a ^ b  = {a ^ b}")   # 6  (0110)
print(f"~a     = {~a}")      # -6
print(f"a << 1 = {a << 1}")  # 10 (1010)
print(f"a >> 1 = {a >> 1}")  # 2  (0010)

6. 运算符优先级

了解运算符优先级可以避免写出歧义的表达式：

优先级（从高到低）	运算符
1	() 括号
2	** 幂运算
3	+x, -x, ~x 正负号、按位取反
4	*, /, //, % 乘除取余
5	+, - 加减
6	<<, >> 移位
7	& 按位与
8	^ 按位异或
9	| 按位或
10	==, !=, >, <, >=, <=, is, in 比较
11	not 逻辑非
12	and 逻辑与
13	or 逻辑或
14	= 赋值（最低）

# 优先级示例
x = 5 + 3 * 2      # 先乘后加：5 + 6 = 11
y = (5 + 3) * 2    # 括号优先：8 * 2 = 16

# 复杂表达式建议使用括号增强可读性
result = (a + b) * c / (d - e)

📝 总结

运算符类别	核心要点
算术	注意 / 返回浮点数，// 向下取整
赋值	支持链式赋值和解包赋值
比较	支持链式比较如 0 < x < 10
逻辑	短路求值特性，返回操作数值而非布尔值
成员	in 检查序列/字典是否包含元素
身份	is 检查对象身份，与 == 不同