Python表达式入门指南：从基础到实践

一、表达式基础概念

**表达式（Expression）是Python编程中最基本的代码单元，其核心特征是能够通过运算产生一个具体的值。与执行操作的语句（Statement）**不同，表达式更关注值的生成。例如3 + 4是一个表达式，而x = 3 + 4则是包含表达式的赋值语句。

1.1 算术表达式

# 基础运算符
print(7 + 3)    # 加法 → 10
print(10 - 2.5) # 减法 → 7.5
print(4 * 5)    # 乘法 → 20
print(15 / 4)   # 真除法 → 3.75
print(15 // 4)  # 整除 → 3
print(15 % 4)   # 取模 → 3
print(2 ** 3)   # 幂运算 → 8
# 变量参与运算
radius = 5
area = 3.14159 * radius ** 2

1.2 比较表达式

print(5 > 3)   # True
print(5 == 3)  # False
print('a' < 'b')  # 字符比较（ASCII码）→ True
# 链式比较
x = 15
print(10 <= x <= 20)  # True

1.3 逻辑表达式

# 基础逻辑运算
print(True and False)  # False
print(True or False)   # True
print(not True)        # False
# 短路特性演示
def check():
    print("函数被调用")
    return True
print(False and check())  # 短路发生，check()不会执行

1.4 成员测试

fruits = ['apple', 'banana', 'orange']
print('pear' in fruits)     # False
print('apple' not in fruits) # False
# 字符串成员测试
print('th' in 'python')     # True

二、运算符优先级详解

2.1 优先级金字塔

从高到低排列：

1. () 括号

2. ** 幂运算

3. * / // %

4. + -

5. < <= > >= == !=

6. not → and → or

2.2 优先级示例分析

result = 5 + 3 * 2 ** 2  # 等价于5 + (3*(2**2)) → 17
compare = 10 < 20 and 5 > 3  # → True and True → True

三、类型处理技巧

3.1 类型转换实战

# 错误示例
# print("圆周率：" + 3.14159)  # 报错
# 正确转换
print("圆周率：" + str(3.14159))  # 使用str()
print(f"结果：{5+3}")          # f-string格式化
# 类型转换函数
int('123')    # → 123
float('3.14') # → 3.14
str(True)     # → 'True'

3.2 布尔值本质

print(bool(0))     # False
print(bool(''))    # False
print(bool([]))    # False
print(bool(-1))    # True
print(bool('0'))   # True

四、常见错误排查

4.1 典型错误案例

# 1. 运算符遗漏
# x = 5 3 → SyntaxError
# 2. 浮点数陷阱
print(0.1 + 0.2 == 0.3)  # False → 浮点精度问题
# 3. 链式比较错误
# 5 < 10 < 15 → 正确写法
# 5 < (10 < 15) → 实际比较5 < True → 5 < 1 → False
# 4. 优先级混淆
print(not True == False)  # → not (True == False) → True

4.2 调试建议

7. 使用print()输出中间结果

8. 复杂表达式分步计算

9. 善用括号明确优先级

五、高效实践技巧

10. 表达式嵌套：合理组合表达式

# 计算体脂率
weight = 70   # 公斤
height = 1.75 # 米
age = 30
body_fat = (1.2 * weight / (height ** 2)) + (0.23 * age) - 5.4

11. 海象运算符（Python 3.8+）

if (n := len(items)) > 10:
    print(f"列表过长，包含{n}个元素")

12. 生成器表达式

sum(x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0)

六、学习路线建议

13. 掌握基础运算符优先级

14. 熟练使用类型转换

15. 理解布尔值的判断逻辑

16. 通过实际项目练习表达式组合

表达式如同编程语言的词汇，熟练掌握后，您将能编写出更优雅、高效的Python代码。建议在交互式环境（如Jupyter Notebook）中多加实践，观察不同表达式的输出结果。