4. 基本功:Python语法基础
4.3 数与表达式

基本概念:数和表达式

一般来说,数和表达式,是编程中的最基本概念。在 Python 中,数是一种数据类型,表示数值,例如整数,浮点数和复数;表达式是由值、运算符和函数构成的组合,最终被求值计算,产生结果。

我们可以在 Python 的交互模式下,尝试以下的计算:

>>> 2 + 2
 4
>>> (1 + 2) * 3
 9

下面让我们来快速地了解一下数和表达式的基本用法。详细内容,我们会在下一章中进行讲解。

Python 中的数

Python 支持三种数字类型,包括整数浮点数复数

  • 整数,是没有小数点的数字。例如:
x = 10
y = -5
  • 浮点数,也称为小数,是有小数点的数字。例如:
x = 3.14
y = -2.5
  • 复数,是具有实部和虚部的数字。它们用 a + bj 的形式表示,其中 a 是实部,b 是虚部。例如:
x = 2 + 3j
y = -4 - 2j

在日常编程的过程中,整数和浮点数是我们最常见的类型。

Python 中的表达式

如前所述,在 Python 中,表达式是由值、运算符和函数构成的组合,它们被求值以产生结果。例如:

x = 5
y = 2
z = x + y * 2

在此示例中,x + y * 2 就是表达式,而 y * 2 也是表达式。其中,Python 解释器先计算 y * 2,因为乘法比加法的优先级高;然后,将 y * 2 的结果添加到 x 的值中以产生最终结果,即 9;最后,将 9 赋值给 z

Python 支持多种运算符,包括算术运算符,比较运算符,逻辑运算符和位运算符等。一些常见的运算符包括:

  • 算术运算符:+(加法),-(减法),*(乘法),/(除法),(取模),**(幂运算),//(地板除)
  • 比较运算符:==(等于),!=(不等于),>(大于),<(小于),>=(大于或等于),<=(小于或等于)
  • 逻辑运算符:and(逻辑与),or(逻辑或),not(逻辑非)
  • 位运算符:&(位与),|(位或),^(位异或),~(位非),<<(左移),>>(右移)

初学者可以先简单了解,我们会在后续的章节中详细介绍上述的运算符。

示例

针对数和表达式在 Python 中的使用,我们再来多看几个例子。

# 计算两个数字的和
x = 5
y = 3
sum = x + y
print(sum)
 
# 计算矩形的面积
width = 10
height = 5
area = width * height
print(area)
 
# 计算复杂表达式的结果
x = 2
y = 5
z = (x + y) * (x - y) / (x ** 2 - y ** 2)
print(z)

在第一个示例中,我们计算两个数字的和并打印结果;在第二个示例中,我们使用两个变量计算矩形的面积并打印结果;在第三个示例中,我们使用算术和指数运算符的组合来计算复杂表达式的结果。

总结

总而言之,数和表达式是 Python 编程中的最基本概念。数代表数值,例如整数,浮点数和复数,而表达式是由值、运算符和函数构成的组合,用以产生结果。

对于初学者在 Python 中处理数值数据和执行数学计算来说,理解这些概念是必不可少的。