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# 05-Python运算符与表达式
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[TOC]
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## 一、基本概念
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**什么是运算符**
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运算符用于执行程序代码运算，会针对一个以上操作数项目来进行运算
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例如：2+3,其操作数是2和3，而运算符则是"+"
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**什么是表达式**
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表达式，是由数字、运算符、数字分组符号（括号）、自由变量和约束变量等以能求得数值的有意义排列方法所得的组合。约束变量在表达式中已被指定数值，而自由变量则可以在表达式之外另行指定数值。
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**Python运算符分类**
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算术运算符
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关系运算符
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赋值运算符
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逻辑运算符
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位运算符
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成员运算符
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身份运算符
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## 二、算术运算符
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以下假设变量a为10，变量b为20：
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| 运算符 | 描述 | 实例 |
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| ------ | ----------------------------------------------- | -------------------------------------------------- |
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| + | 加 - 两个对象相加 | a + b 输出结果 30 |
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| - | 减 - 得到负数或是一个数减去另一个数 | a - b 输出结果 -10 |
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| * | 乘 - 两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串 | a * b 输出结果 200 |
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| / | 除 - x除以y | b / a 输出结果 2 |
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| % | 取模 - 返回除法的余数 | b % a 输出结果 0 |
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| ** | 幂 - 返回x的y次幂 | a**b 为10的20次方， 输出结果 100000000000000000000 |
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| // | 取整除 - 返回商的整数部分 | 9//2 输出结果 4 , 9.0//2.0 输出结果 4.0 |
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交互模式下，上次输出的表达式会赋给变量 `_`。把 Python 当作计算器时，用该变量实现下一步计算更简单，例如：
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```python
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>>> tax = 12.5 / 100
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>>> price = 100.50
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>>> price * tax
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12.5625
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>>> price + _
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113.0625
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>>> round(_, 2)
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113.06
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```
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最好把该变量当作只读类型。不要为它显式赋值，否则会创建一个同名独立局部变量，该变量会用它的魔法行为屏蔽内置变量。
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## 三、关系运算符
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也叫比较运算符
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以下假设变量a为10，变量b为20：
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| 运算符 | 描述 | 实例 |
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| ------ | ------------------------------------------------------------ | --------------------- |
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| == | 等于 - 比较对象是否相等 | (a == b) 返回 False。 |
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| != | 不等于 - 比较两个对象是否不相等 | (a != b) 返回 true. |
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| > | 大于 - 返回x是否大于y | (a > b) 返回 False。 |
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| < | 小于 - 返回x是否小于y。所有比较运算符返回1表示真，返回0表示假。这分别与特殊的变量True和False等价。注意，这些变量名的大写。 | (a < b) 返回 true。 |
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| >= | 大于等于- 返回x是否大于等于y。 | (a >= b) 返回 False。 |
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| <= | 小于等于 -返回x是否小于等于y。 | (a <= b) 返回 true。 |
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## 四、赋值运算符
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以下假设变量a为10，变量b为20：
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| 运算符 | 描述 | 实例 |
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| ------ | ---------------- | ------------------------------------- |
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| = | 简单的赋值运算符 | c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c |
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| += | 加法赋值运算符 | c += a 等效于 c = c + a |
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| -= | 减法赋值运算符 | c -= a 等效于 c = c - a |
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| *= | 乘法赋值运算符 | c *= a 等效于 c = c * a |
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| /= | 除法赋值运算符 | c /= a 等效于 c = c / a |
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| %= | 取模赋值运算符 | c %= a 等效于 c = c % a |
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| **= | 幂赋值运算符 | c `**=` a 等效于 c = c `**`a |
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| //= | 取整除赋值运算符 | c //= a 等效于 c = c // a |
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## 五、逻辑运算符
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以下假设变量 a 为 10, b为 20:
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| 运算符 | 逻辑表达式 | 描述 | 实例 |
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| ------ | ---------- | ------------------------------------------------------------ | ----------------------- |
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| and | x and y | 布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 False，否则它返回 y 的计算值。 | (a and b) 返回 20。 |
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| or | x or y | 布尔"或"- 如果 x 是非 0，它返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值。 | (a or b) 返回 10。 |
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| not | not x | 布尔"非" - 如果 x 为 True，返回 False 。如果 x 为 False，它返回 True。 | not(a and b) 返回 False |
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## 六、位运算符
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按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python中的按位运算法则如下：
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下表中变量 a 为 60，b 为 13
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| 运算符 | 描述 | 实例 |
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| ------ | ------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------ |
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| & | 按位与运算符：参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0 | (a & b) 输出结果 12 ，二进制解释： 0000 1100 |
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| \| | 按位或运算符：只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。 | (a \| b) 输出结果 61 ，二进制解释： 0011 1101 |
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| ^ | 按位异或运算符：当两对应的二进位相异时，结果为1 | (a ^ b) 输出结果 49 ，二进制解释： 0011 0001 |
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| ~ | 按位取反运算符：对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1 | (~a ) 输出结果 -61 ，二进制解释： 1100 0011， 在一个有符号二进制数的补码形式。 |
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| << | 左移动运算符：运算数的各二进位全部左移若干位，由"<<"右边的数指定移动的位数，低位补0。 | a << 2 输出结果 240 ，二进制解释： 1111 0000 |
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| >> | 右移动运算符：把">>"左边的运算数的各二进位全部右移若干位，">>"右边的数指定移动的位数，高位补0，低位舍弃 | a >> 2 输出结果 15 ，二进制解释： 0000 1111 |
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注：上例中计算结果有问题,做好的结果没改，按实际结果来
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## 七、成员运算符
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除了以上的一些运算符之外，Python还支持成员运算符，测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组。
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| 运算符 | 描述 | 实例 |
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| ------ | ------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------- |
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| in | 如果在指定的序列中找到值返回 True，否则返回 False。 | x 在 y 序列中 , 如果 x 在 y 序列中返回 True。 |
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| not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False。 | x 不在 y 序列中 , 如果 x 不在 y 序列中返回 True。 |
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## 八、身份运算符
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身份运算符用于比较两个对象的存储单元（python3推荐用==）
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| 运算符 | 描述 | 实例 |
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| ------ | ------------------------------------------ | ------------------------------------------------------ |
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| is | is是判断两个标识符是不是引用自一个对象 | x is y, 如果 id(x) 等于 id(y) , is 返回结果 1 |
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| is not | is not是判断两个标识符是不是引用自不同对象 | x is not y, 如果 id(x) 不等于 id(y). is not 返回结果 1 |
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## 九、三元运算符
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变量名 = 表达式 if 判断条件 else 表达式
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当 if 后边的 判断条件成立， 变量名的值就是 紧跟在等号后面的值，否则，变量名的值将会是 else 后面的值。
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```python
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x = 11
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n = x -1 if x >10 else x +1
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print(n)
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x = 11
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if x > 10:
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n = x-1
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else:
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n = x+1
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print(n)
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```
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## 十、运算符优先级
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以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符：
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| 运算符 | 描述 |
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| ------------------------ | ------------------------------------------------------ |
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| ** | 指数 (最高优先级) |
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| ~ + - | 按位翻转, 一元加号和减号 (最后两个的方法名为 +@ 和 -@) |
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| * / % // | 乘，除，取模和取整除 |
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| + - | 加法减法 |
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| >> << | 右移，左移运算符 |
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| & | 位 'AND' |
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| ^ \| | 位运算符 |
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| <= < > >= | 比较运算符 |
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| <> == != | 等于运算符 |
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| = %= /= //= -= += *= **= | 赋值运算符 |
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| is is not | 身份运算符 |
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| in not in | 成员运算符 |
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| not or and | 逻辑运算符 |
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| lambada | 一种灵活,便捷的且具有函数功能的表达式，又称匿名函数 |
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算术运算符 > 比较>逻辑
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## 十一、进制转换
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进制转换是人们利用符号来计数的方法。
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由一组数码符号和两个基本因素"基数"与"位权"构成。
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基数是指，进位计数制中所采用的数码（数制中用来表示"量"的符号）的个数。
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位权是指，进位制中每一固定位置对应的单位值。
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**简单转换理念**
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把二进制三位一组分开就是八进制, 四位一组就是十六进制
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**二进制与十进制**
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（1）二进制转十进制："按权展开求和"
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（1011）2=1x2**3 + 0x2**2 + 1x2**1 + 1x2**0=(11)10
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规律：个位上的数字的次数是0，十位上的数字的次数是1，......，依次递增，而十分位的数字的次数是-1，百分位上数字的次数是-2，......，依次递减。
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注意：不是任何一个十进制小数都能转换成有限位的二进制数。
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（2）十进制转二进制:"除以2取余，逆序排列"（除二取余法）
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【例】：(89)10=(1011001)2
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89÷2 ……1
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44÷2 ……0
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22÷2 ……0
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11÷2 ……1
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5÷2 ……1
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2÷2 ……0
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1
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十进制小数转二进制数："乘以2取整，顺序排列"（乘2取整法）
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【例】：(0．625)10= (0．101)2
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0.625X2=1.25 ……1
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0.25X2=0.50 ……0
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0.50 X2=1.00 ……1
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二进制与八进制：
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二进制数转换成八进制数：从小数点开始，整数部分向左、小数部分向右，每3位为一组用一位八进制数的数字表示，不足3位的要用"0"补足3位，就得到一个八进制数。
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八进制数转换成二进制数：把每一个八进制数转换成3位的二进制数，就得到一个二进制数。
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八进制数字与十进制数字对应关系如下：
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000 -> 0 | 004-> 4 | 010=8
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001 -> 1 |005 -> 5 | 011=9
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002 -> 2 |006 -> 6 | 012=10
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003 -> 3 |007 -> 7 | 013=11
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【例】：将八进制的37.416转换成二进制数：
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3 7 ． 4 1 6
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011 111 ．100 001 110
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即：（37.416）8 =（11111.10000111）2
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【例】：将二进制的10110.0011 转换成八进制：
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0 1 0 1 1 0 . 0 0 1 1 0 0
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2 6 . 1 4
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即：（10110.0011）2 = （26.14）8
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二进制与十六进制
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二进制数转换成十六进制数：二进制数转换成十六进制数时，只要从小数点位置开始，向左或向右每四位二进制划分一组（不足四位数可补0），然后写出每一组二进制数所对应的十六进制数码即可。
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十六进制数转换成二进制数：把每一个十六进制数转换成4位的二进制数，就得到一个二进制数。
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十六进制数字与二进制数字的对应关系如下：
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0000 -> 0 | 0100 -> 4 | 1000 -> 8 | 1100 -> C
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0001 -> 1 | 0101 -> 5 | 1001 -> 9 | 1101 -> D
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0010 -> 2 | 0110 -> 6 | 1010 -> A | 1110 -> E
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0011 -> 3 | 0111 -> 7 | 1011 -> B | 1111 -> F
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【例】：将十六进制数5DF.9 转换成二进制：
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5 D F ． 9
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0101 1101 1111 ．1001
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即：（5DF.9）16 =（10111011111.1001）2{十六进制怎么会有小数点}
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【例】：将二进制数1100001.111 转换成十六进制：
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0110 0001 ． 1110
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6 1 ． E
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即：（1100001.111）2 =（61.E）16
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**Python中进制转换**
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2进制以0b开头:
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如: 0b11 则表示十进制的3
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8进制以0或者0o开头:
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如: 011则表示十进制的9
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16进制以0x开头:
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如: 0x11则表示十进制的17
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```python
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# 10进制转为2进制
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>>> bin(10)
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'0b1010'
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# 2进制转为10进制
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>>> int("1001",2)
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9
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# 10进制转为16进制
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>>> hex(10)
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'0xa'
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# 16进制到10进制
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>>> int("ff", 16)
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255
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>>> int('0xab', 16)
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171
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# 10进制转为8进制 两种方式
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>>> print ("%o" % 10)
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12
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>>> oct(8)
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'010'
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# 16进制到2进制
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>>> bin(0xa)
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'0b1010'
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# 2进制到16进制
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||
>>> hex(0b1001)
|
||
'0x9'
|
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||
8进制转10进制
|
||
print(0o10)
|
||
int('010',8)
|
||
int('0o10',8)
|
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```
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||
# 尝试用Python写自己的grep
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shell编写grep同等功能的命令
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