21.Python算術運算符及用法詳解

算術運算符是處理四則運算的符號，在數字的處理中應用得最多。Python 支持所有的基本算術運算符，如表 1 所示。

表 1 Python常用算術運算符

運算符	說明	實例	結果
+	加	12.45 + 15	27.45
-	減	4.56 - 0.26	4.3
*	乘	5 * 3.6	18.0
/	除	7 / 2	3.5
%	取余，即返回除法的余數	7 % 2	1
//	整除，返回商的整數部分	7 // 2	3
**	冪，即返回 x 的 y 次方	2 ** 4	16，即 24

 

接下來將對表 1 中各個算術運算符的用法逐一講解。

+ 加法運算符

例如如下代碼：

1. a = 5.2
2. b = 3.1
3. the_sum = a + b
4. # sum的值為8.3
5. print("the_sum的值為：", the_sum)

除此之外，“+”還可以作為字符串（包括后續要介紹的序列）的連接運算符。例如如下代碼：

1. s1 = 'Hello, '
2. s2 = 'Charlie'
3. # 使用+連接兩個字符串
4. print(s1 + s2)

- 減法運算符

例如如下代碼：

1. c = 5.2
2. d = 3.1
3. sub = c - d
4. # sub的值為2.1
5. print("sub的值為：", sub)

此外，“-”除了可以作為減法運算符之外，還可以作為求負的運算符。請看如下代碼：

1. # 定義變量x，其值為-5.0
2. x = -5.0
3. # 將x求負，其值變成5.0
4. x = -x
5. print(x)

但單目運算符“+”則不對操作數做任何改變，例如如下代碼：

1. # 定義變量y，其值為-5.0
2. y = -5.0
3. # y值依然是-5.0
4. y = +y
5. print(y)

＊乘法運算符

例如如下代碼：

1. e = 5.2
2. f = 3.1
3. multiply = e * f
4. # multiply的值為16.12
5. print("multiply的值為：", multiply)

此外，“＊”還可以作為字符串（包括后續要介紹的序列）的連接運算符，表示將 N 個字符串連接起來。例如如下代碼：

1. s3 = 'crazyit '
2. # 使用*將5個字符串連接起來
3. print(s3 * 5)

上面代碼將會輸出：

crazyit crazyit crazyit crazyit crazyit

/ 和 // 除法運算符

Python 的除法運算符有兩個：“/”表示普通除法，使用它除出來的結果與平常數學計算的結果是相同的（即除不盡時，會產生小數部分）；而“//”表示整除，使用它除出來的結果只有整數部分，小數部分將會被舍棄。

記住，在 Python 3.x 中，除法運算的結果都是浮點類型。

例如如下代碼：

1. print("19/4的結果是:", 19/4)
2. print("19//4的結果是:", 19//4)
3. aa = 5.2
4. bb = 3.1
5. # aa / bb的值將是1.67741935483871
6. print("aa/bb的值是:", aa / bb)
7. # aa // bb值將是1.0
8. print("aa//bb的值是:", aa // bb)

此外，Python 不允許使用 0 作為除數，否則將會引發 ZeroDivisionError 錯誤。

在有些編程語言中，0 作為除數會得到無窮大，包括正無窮大或負無窮大。

對於 Python 2.x 而言，它只提供了一個“/”運算符，該運算符是 Python 3.x 中“/”和“//”的綜合版。對於 Python 2.x 中的“/”而言，它既是整除運算符，也是非整除運算符。規則如下：

• 當兩個操作數都是整數時，Python 2.x 中的“/”就是整除運算符。
• 當兩個操作數有一個是浮點數（或兩個都是浮點數）時，Python 2.x 中的“/”就是非整除運算符。

例如，在 Python 2.x 的交互式解釋執行器中執行如下代碼：

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

% 求余運算符

Python 不要求求余運算符的兩個操作數都是整數，Python 的求余運算符完全支持對浮點數求余。求余運算的結果不一定總是整數，它是使用第一個操作數來除以第二個操作數，得到一個整除的結果后剩下的值就是余數。

由於求余運算也需要進行除法運算，因此求余運算的第二個操作數不能是 0，否則程序會報出 ZeroDivisionError 錯誤。

例如如下程序：

1. print("5%3的值為：", 5 % 3) # 輸出2
2. print("5.2%3.1的值為：",5.2 % 3.1) # 輸出2.1
3. print("-5.2%-3.1的值為：", -5.2 % -3.1) # 輸出-2.1
4. print("5.2%-2.9的值為：", 5.2 % -2.9) # 輸出-0.6
5. print("5.2%-1.5的值為：", 5.2 % -1.5) # 輸出-0.8
6. print("-5.2%1.5的值為：", -5.2 % 1.5) # 輸出0.8
7. #print("5對0.0求余的結果是:", 5 % 0.0) # 導致錯誤

這里需要注意的一點是，使用 % 求余，如果除數（第二個操作數）是負數，那么取得的結果也一定是負數。因此，運行上面程序，可以看到如下輸出結果：

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

前三個算式的運行結果比較簡單，它們進行的都是很簡單的求余計算。但 5.2 % -2.9 的結果有點奇怪，我們預計它為 -0.6，但實際輸出的是 -0.5999999999999996。這里有兩個問題：

1. 第一個問題，為什么預計 5.2 % 2.9 的結果是 -0.6 呢？因為 Python 求余運算的邏輯是用被除數減去除數的 N 倍，此處的 N 是 -2，因此得到結果是 0.6。
2. 第二個問題，為什么實際輸出的是 -0.5999999999999996 呢？這是由浮點數的存儲機制導致的。計算機底層的浮點數的存儲機制並不是精確保存每一個浮點數的值，讀者暫時不需要花太多的時間去理解浮點數的存儲機制，只要知道浮點數在 Python 中可能產生精度丟失的問題就行。比如此處正常計算的結果應該是 -0.6，但實際計算出來的結果是一個非常接近 -0.6 的值。

** 乘方運算符

Python 支持使用“**”作為乘方運算符，這是一個使用非常方便的運算符。由於開方其實是乘方的逆運算，因此實際上使用“**”也可進行開方運算。例如如下代碼：

純文本復制

1. print('5 的 2 次方：', 5 ** 2) # 25
2. print('4 的 3 次方：', 4 ** 3) # 64
3. print('4 的開平方：', 4 ** 0.5) # 2.0
4. print('27 的開 3 次方：',27 **(1 / 3 )) # 3.0