Python中运算符优先级和结合性如何排列？

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在Python中，优先级和结合性是两个至关重要的概念，它们决定了表达式中各个运算符的执行顺序。

- 优先级：决定了当多个运算符同时存在于一个表达式中时，哪一个先被计算。例如，在Python中，乘法和除法的优先级高于加法和减法。

- 结合性：决定了在没有优先级差异的情况下，运算符如何结合。Python中的运算符具有左结合性（从左到右结合）和右结合性（从右到左结合）。

例如，表达式 `2 + 3 * 4` 的计算遵循以下顺序：

1.乘法 `3 * 4` 优先于加法，因为乘法和除法的优先级高于加法和减法。

2.得到结果 `12` 后，执行加法 `2 + 12`，最终结果是 `14`。

因此，表达式 `2 + 3 * 4` 最终结果是 `14`，而不是 `2 + (3 * 4)` 的 `14`，这表明乘法优先于加法。

优先级和结合性是 Python 表达式中比较重要的两个概念，它们决定了先执行表达式中的哪一部分。

Python 运算符优先级

所谓优先级，就是当多个运算符同时出现在一个表达式中时，先执行哪个运算符。

例如对于表达式a + b * c，Python 会先计算乘法再计算加法；b * c的结果为 8，a + 8的结果为 24，所以 d 最终的值也是 24。先计算*再计算+，说明*的优先级高于+。

Python 支持几十种运算符，被划分成将近二十个优先级，有的运算符优先级不同，有的运算符优先级相同，请看下表。

表 1 Python 运算符优先级和结合性一览表 运算符说明 Python运算符 优先级 结合性 优先级顺序 小括号 ( ) 19 无 高
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低 索引运算符 x[i] 或 x[i1: i2 [:i3]] 18 左 属性访问 x.attribute 17 左 乘方 ** 16 右 按位取反 ~ 15 右 符号运算符 +（正号）、-（负号） 14 右 乘除 *、/、//、% 13 左 加减 +、- 12 左 位移 >>、<< 11 左 按位与 & 10 右 按位异或 ^ 9 左 按位或 | 8 左 比较运算符 ==、!=、>、>=、<、<= 7 左 is 运算符 is、is not 6 左 in 运算符 in、not in 5 左 逻辑非 not 4 右 逻辑与 and 3 左 逻辑或 or 2 左 逗号运算符 exp1, exp2 1 左
结果表1中的运算符优先级，我们尝试分析下面表达式的结果：

4+4<<2

+的优先级是 12，<<的优先级是 11，+的优先级高于<<，所以先执行 4+4，得到结果 8，再执行 8<<2，得到结果 32，这也是整个表达式的最终结果。

像这种不好确定优先级的表达式，我们可以给子表达式加上( )，也就是写成下面的样子：

(4+4) << 2

这样看起来就一目了然了，不容易引起误解。

当然，我们也可以使用( )改变程序的执行顺序，比如：

4+(4<<2)

则先执行 4<<2，得到结果 16，再执行 4+16，得到结果20。

虽然 Python 运算符存在优先级的关系，但我不推荐过度依赖运算符的优先级，这会导致程序的可读性降低。因此，我建议读者：

• 不要把一个表达式写得过于复杂，如果一个表达式过于复杂，可以尝试把它拆分来书写。
• 不要过多地依赖运算符的优先级来控制表达式的执行顺序，这样可读性太差，应尽量使用( )来控制表达式的执行顺序。

Python 运算符结合性

所谓结合性，就是当一个表达式中出现多个优先级相同的运算符时，先执行哪个运算符：先执行左边的叫左结合性，先执行右边的叫右结合性。

例如对于表达式对于100 / 25 * 16，/和*的优先级相同，应该先执行哪一个呢？这个时候就不能只依赖运算符优先级决定了，还要参考运算符的结合性。/和*都具有左结合性，因此先执行左边的除法，再执行右边的乘法，最终结果是 64。

Python 中大部分运算符都具有左结合性，也就是从左到右执行；只有 ** 乘方运算符、单目运算符（例如 not 逻辑非运算符）、赋值运算符和三目运算符例外，它们具有右结合性，也就是从右向左执行。表 1 中列出了所有 Python 运算符的结合性。

总结

当一个表达式中出现多个运算符时，Python 会先比较各个运算符的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次执行；当遇到优先级相同的运算符时，再根据结合性决定先执行哪个运算符：如果是左结合性就先执行左边的运算符，如果是右结合性就先执行右边的运算符。