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Python运算符优先级详解 - 从入门到精通

Python运算符优先级详解

掌握优先级规则,编写更可靠的Python代码

运算符优先级的重要性

在Python中,运算符优先级决定了表达式中运算的执行顺序。当表达式包含多个运算符时,优先级规则决定了哪些运算先执行,哪些后执行。理解运算符优先级对于编写正确、可读性强的代码至关重要。

示例: 表达式 5 + 3 * 2 中,乘法运算符*优先级高于加法运算符+,所以先计算3 * 2得到6,再加5得到11,而不是8*2=16。

Python运算符优先级表

下表展示了Python运算符的优先级顺序,从最高优先级(最先执行)到最低优先级(最后执行):

优先级 运算符 描述 示例
1 () 括号(最高优先级) (3 + 2) * 4
2 ** 指数 2 ** 3 = 8
3 ~ + - 按位取反、正负号 -5, +3, ~x
4 * / // % 乘、除、取整除、取模 8 * 3, 9 / 3, 7 // 2, 7 % 3
5 + - 加、减 5 + 3, 10 - 4
6 << >> 位移运算符 8 << 1, 8 >> 1
7 & 按位与 5 & 3
8 ^ | 按位异或、按位或 5 ^ 3, 5 | 3
9 < <= > >= == != 比较运算符 5 < 3, 10 >= 5
10 is is not 身份运算符 x is None
11 in not in 成员运算符 5 in [1,2,3]
12 not 逻辑非 not True
13 and 逻辑与 True and False
14 or 逻辑或(最低优先级) True or False

记忆技巧: "括号指数取反号,乘除加减位运算,比较身份和成员,逻辑非与或最低"

常见优先级示例解析

示例1:算术运算符优先级

result = 5 + 3 * 2 ** 2
# 计算步骤:
# 1. 2**2 = 4   (指数最高)
# 2. 3*4 = 12   (乘法次之)
# 3. 5+12 = 17  (加法最低)

print(result)  # 输出: 17

示例2:比较运算符与逻辑运算符

a = 5
b = 10
c = 15

# 比较运算符优先级高于逻辑运算符
result = a < b and b < c
# 等价于: (a < b) and (b < c)

print(result)  # 输出: True

示例3:混合运算符优先级

result = 10 + 5 * 2 < 20 and not 3 == 4
# 计算步骤:
# 1. 5*2 = 10       (乘法)
# 2. 10+10 = 20     (加法)
# 3. 20 < 20 → False (比较)
# 4. 3==4 → False   (比较)
# 5. not False → True (逻辑非)
# 6. False and True → False (逻辑与)

print(result)  # 输出: False

最佳实践与常见错误

✅ 使用括号明确优先级

即使你记得优先级规则,使用括号也能让代码更清晰、更易读:

# 不推荐的写法(可读性差)
result = x + y * z / w - v

# 推荐的写法(使用括号明确优先级)
result = x + (y * z / w) - v

❌ 常见错误案例

错误1:混淆逻辑运算符优先级

# 错误预期:先判断a是否为0,再判断b/a>2
if a != 0 and b / a > 2:
    # 如果a为0会抛出ZeroDivisionError
    # 因为and优先级低于比较运算符,但除法在and之前执行
    
# 正确写法:
if a != 0 and (b / a > 2):
    # 或者更好的写法:
if a != 0:
    if b / a > 2:
        ...

错误2:误用位运算符和比较运算符

# 错误写法:
result = 5 & 3 == 1   # 等价于 5 & (3 == 1) → 5 & False → 0

# 正确写法:
result = (5 & 3) == 1  # 先进行位运算,再比较

优先级规则总结

核心原则

  • 括号拥有最高优先级,应充分利用
  • 算术运算符优先级:指数 > 正负号 > 乘除 > 加减
  • 位运算符优先级:取反 > 移位 > 与 > 异或 > 或
  • 比较运算符优先级高于逻辑运算符
  • 逻辑运算符优先级:not > and > or

专业建议

  • 当不确定优先级时,使用括号明确意图
  • 避免在单个表达式中使用过多不同运算符
  • 复杂的表达式可以拆分成多行
  • 多使用临时变量提高可读性
  • 在团队中保持一致的编码风格

记住:清晰的代码比聪明的代码更重要!

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