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Day20：逻辑运算

article 2025/1/5 6:29:41

逻辑运算是计算机编程中的一种基础操作，用于处理布尔类型的数据（True 和 False）。在Python中，逻辑运算符用于组合多个条件表达式，帮助我们实现更复杂的条件判断和控制流。理解和掌握逻辑运算符的使用，可以使我们在编程中更加高效地处理条件判断、循环控制以及逻辑推理。

1. 什么是逻辑运算？

逻辑运算是一种用于操作布尔值（True 和 False）的运算。它通过对布尔值的操作，生成新的布尔值。逻辑运算常用于判断语句、条件语句等，它允许我们结合多个条件，形成更复杂的判断规则。

Python提供了三种常用的逻辑运算符：

and 运算符用来判断两个条件是否都为真，只有在两个条件都为真时，结果才为真。

示例：

x = 10
y = 5

# 判断x是否大于5且y是否小于10
if x > 5 and y < 10:
    print("条件满足")
else:
    print("条件不满足")

输出：

条件满足

在这个例子中，x > 5 和 y < 10 都为真，因此整个条件表达式的结果为真，输出“条件满足”。

or 运算符用来判断两个条件中是否有一个为真，只要有一个条件为真，结果就为真。

示例：

x = 3
y = 7

# 判断x是否小于5或y是否大于10
if x < 5 or y > 10:
    print("条件满足")
else:
    print("条件不满足")

输出：

条件满足

在这个例子中，x < 5 为真，y > 10 为假，但由于使用了or运算符，只要有一个条件为真，结果就为真，因此输出“条件满足”。

not 运算符用于取反一个布尔值。如果条件为真，not 会将其变为假；如果条件为假，not 会将其变为真。

示例：

x = 5

# 判断x是否不是负数
if not x < 0:
    print("x不是负数")
else:
    print("x是负数")

输出：

x不是负数

在这个例子中，x < 0 为假，not 运算符将其取反变为真，因此输出“x不是负数”。

逻辑运算符在表达式中的运算顺序遵循一定的优先级规则。not 运算符的优先级高于 and，而 and 运算符的优先级又高于 or 运算符。因此，在多个逻辑运算符一起使用时，我们可以通过使用括号来明确运算顺序。

示例：

x = True
y = False
z = True

result = x or y and z  # 先计算y and z，再计算x or (y and z)
print(result)  # 输出：True

在这个例子中，y and z 先执行，因为and 的优先级高于 or，结果为False。然后，x or False 计算结果为 True，因此输出True。

示例：

x = True
y = False
z = True

result = (x or y) and z  # 先计算x or y，再计算(x or y) and z
print(result)  # 输出：True

通过使用括号，x or y 先计算，结果为 True，然后计算 True and z，结果为 True，因此输出True。

逻辑运算符 and 和 or 具有短路行为，即在某些情况下，不会计算所有的条件表达式。

如果and左边的条件已经为假，Python就不会再计算右边的条件，因为结果已经可以确定为假。

示例：

x = 0
y = 5

# 判断x是否大于0且y是否大于0
if x > 0 and y > 0:
    print("条件满足")
else:
    print("条件不满足")

输出：

条件不满足

在这个例子中，由于x > 0 为假，Python直接判断结果为假，而没有计算 y > 0。

如果or左边的条件已经为真，Python就不会再计算右边的条件，因为结果已经可以确定为真。

示例：

x = 10
y = 5

# 判断x是否大于0或y是否小于0
if x > 0 or y < 0:
    print("条件满足")
else:
    print("条件不满足")

输出：

条件满足

在这个例子中，由于x > 0 为真，Python直接判断结果为真，而没有计算 y < 0。

使用 and 运算符
编写一个程序，检查一个数字是否在0到10之间（包括0和10）。
使用 or 运算符
编写一个程序，检查一个数字是否是负数或者大于100。
使用 not 运算符
编写一个程序，检查一个布尔变量是否为假，并输出相应的提示信息。
逻辑运算符优先级
编写一个程序，计算以下表达式的结果，并解释其运算顺序：
True or False and not True
逻辑运算符短路
编写一个程序，检查以下两个条件并输出短路结果：
False and (5 / 0) 和 True or (5 / 0)（注意：5 / 0 会引发异常，观察短路行为是否防止异常的发生）