Python运算符优先级

概述

当一个表达式中包含多种运算符时，Python会按照预定义的优先级规则决定运算的执行顺序。理解运算符优先级是编写正确表达式的基础，可以避免因运算顺序不当导致的逻辑错误。本节将详细介绍Python运算符的优先级规则、优先级表格以及使用括号改变优先级的方法。

优先级规则

Python运算符优先级遵循以下基本原则：

• 优先级高的先运算：优先级高的运算符先执行，优先级低的后执行

• 相同优先级从左到右：大多数运算符从左到右依次运算（左结合）

• 幂运算从右到左：**运算符是右结合的

• 括号最优先：括号内的表达式最先运算

基本优先级顺序（从高到低）

括号 → 幂运算 → 正负号 → 乘除取模整除 → 加减 → 位移 → 按位与 → 按位异或 → 按位或 → 比较运算 → 成员运算 → 身份运算 → 逻辑非 → 逻辑与 → 逻辑或 → 条件表达式 → 赋值 → 海象运算符

优先级表格

记忆口诀

为了方便记忆，可以按照以下简化顺序：

记忆口诀：括号 → 幂 → 正负号 → 乘除 → 加减 → 位移 → 位运算（与→异或→或） → 比较 → 身份 → 成员 → 逻辑（非→与→或） → 赋值

括号改变优先级

括号是改变运算顺序的最直接方式，括号内的表达式总是最先运算。

基本用法

print(2 + 3 * 4)
print((2 + 3) * 4)

输出：

14
20

嵌套括号

result = (2 + (3 * (4 + 5)))
print(result)

输出：

29

逻辑表达式中的括号

a = True
b = False
c = True

print(a or b and c)
print((a or b) and c)

输出：

True
True

另一个例子：

a = False
b = True
c = True

print(a or b and c)
print((a or b) and c)

输出：

True
True

再看一个区分更明显的例子：

print(not True or True)
print(not (True or True))

输出：

True
False

复杂表达式

x = 5
y = 3
z = 2

result1 = x + y * z ** 2
result2 = (x + y) * z ** 2
result3 = ((x + y) * z) ** 2

print(f"x + y * z ** 2 = {result1}")
print(f"(x + y) * z ** 2 = {result2}")
print(f"((x + y) * z) ** 2 = {result3}")

输出：

x + y * z ** 2 = 17
(x + y) * z ** 2 = 32
((x + y) * z) ** 2 = 256

代码示例

示例1：算术表达式优先级

print(f"2 + 3 * 4 = {2 + 3 * 4}")
print(f"(2 + 3) * 4 = {(2 + 3) * 4}")
print(f"2 ** 3 ** 2 = {2 ** 3 ** 2}")
print(f"(2 ** 3) ** 2 = {(2 ** 3) ** 2}")
print(f"-3 ** 2 = {-3 ** 2}")
print(f"(-3) ** 2 = {(-3) ** 2}")

输出：

2 + 3 * 4 = 14
(2 + 3) * 4 = 20
2 ** 3 ** 2 = 512
(2 ** 3) ** 2 = 64
-3 ** 2 = -9
(-3) ** 2 = 9

2 ** 3 ** 2是右结合，等价于2 ** (3 ** 2) = 2 ** 9 = 512。

-3 ** 2中**优先级高于负号，等价于-(3 ** 2) = -9。

示例2：比较与逻辑运算

x = 10

result1 = x > 5 and x < 20
result2 = 5 < x < 20
print(f"x > 5 and x < 20: {result1}")
print(f"5 < x < 20: {result2}")

a = True
b = False
c = True

result3 = not a or b and c
result4 = (not a) or (b and c)
result5 = not (a or b) and c
print(f"not a or b and c: {result3}")
print(f"(not a) or (b and c): {result4}")
print(f"not (a or b) and c: {result5}")

示例3：位运算与比较

x = 5
y = 3

result1 = x & y + 1
result2 = (x & y) + 1
print(f"x & y + 1 = {result1}")
print(f"(x & y) + 1 = {result2}")

result3 = x | y > 2
result4 = (x | y) > 2
print(f"x | y > 2 = {result3}")
print(f"(x | y) > 2 = {result4}")

示例4：综合表达式

score = 85
attendance = 90
has_project = True

pass_condition = (score >= 60 and attendance >= 80) or has_project
excellent_condition = score >= 90 and attendance >= 95 and has_project

print(f"是否通过: {pass_condition}")
print(f"是否优秀: {excellent_condition}")

注意事项

多用括号：即使你清楚优先级规则，在复杂表达式中也建议使用括号，提高代码可读性。

幂运算是右结合：2 ** 3 ** 2等于2 ** 9 = 512，不是8 ** 2 = 64。

负号与幂运算：-3 ** 2等于-9，因为**优先级高于负号。要得到9需写(-3) ** 2。

比较运算可以链式：1 < x < 10比1 < x and x < 10更简洁且效率更高。

赋值运算优先级最低：赋值运算符优先级低于几乎所有其他运算符，因此x = 2 + 3 * 4会先计算右边再赋值。

避免过长的表达式：如果表达式过于复杂，考虑拆分为多步，使用中间变量。

小结

本节我们学习了：

• 优先级规则：优先级高的先运算，相同优先级从左到右（幂运算从右到左）

• 优先级表格：从高到低依次为括号、幂、正负号、乘除、加减、位移、位运算、比较、身份、成员、逻辑、赋值

• 括号改变优先级：使用括号可以明确运算顺序，提高可读性

• 常见陷阱：幂运算右结合、负号与幂运算、逻辑运算优先级

掌握运算符优先级是编写正确表达式的关键，但在实际编程中，多用括号、保持简洁是更好的实践。

练习题

print(3 + 4 * 2 ** 3 - 1)
print(2 ** 2 ** 3)
print(-2 ** 4)
print(10 > 5 and 3 < 1 or 2 == 2)
print(not False or True and not True)

a = x + y * z
b = a & b + c
c = not x or y and z
d = a > b == c
e = x | y << 2