Как сравнить числа в питоне

Условия (if, else, elif) и операторы сравнения

На прошлом занятии мы научились выводить данные с помощью функции print() . Например, чтобы вывести число 5 на экран нужно написать в интерпретаторе print(5) , и он сделает свое дело.

Но что, если нужно что-то ввести в программу из внешнего мира? Например, если наш самописный калькулятор умеет складывать 2 числа и выводить ответ, то как ввести эти самые 2 числа? На помощь придет функция input() . Попробуем написать вышеописанный калькулятор.

Функции input() можно передать в качестве аргумента строку, которую увидит пользователь перед вводом.

Как видно из примера, что-то пошло не так. Вместо заветных 46 после сложения 12 и 34 мы получили 1234. Все дело в типах данных. Функция input() всегда считывает данные в виде строки. Так и в примере она считала 12 и 34 как 2 строки и просто «слепила» их вместе. Мы же хотим складывать числа. Чтобы все работало хорошо, нужно выполнить преобразование типов данных.

В данном случае можно сделать вот так:

То, чего мы и хотели.

Преобразовывать можно не только строку в целое число, но и наоборот. Вот несколько допустимых преобразований:

В примерах мы используем функцию type() . Как должно быть понятно из её названия, она выясняет тип переменной. Возвращает она что-то страшное вида <class ‘str’> . Сейчас не стоит вникать почему так. Нам важно, что преобразование прошло правильно и получился тип str .

Как вы уже поняли, чтобы преобразовать что-то во что-то, надо взять и вызвать функцию, совпадающую по имени с названием типа данных. В нашем примере это str() , int() и float() .

Почему нужно конвертировать строки в числа

Возможно, решая очередную задачу, вы случайно не переведете строки в числа, а программа все равно будет работать. Например, у вас будет такая программа, вычисляющая, какое из 2 введенных чисел больше:

Вы удовлетворитесь ответом и пойдете домой. Но потом выяснится, что если ввести другие 2 числа, то все сломается:

Значит, не все так просто…

Чтобы разобраться в вопросе, нужно знать как сравниваются строки.

Компьютер умеет работать только с одним типом данных — числами. Мы же помимо чисел используем кучу разных типов данных: числа, строки, списки, словари, кортежи (последние 3 будут обсуждаться дальше в курсе). Оказывается, что и они все хранятся и обрабатываются компьютером в виде чисел. Разберемся со строчками.

Когда люди задумались, как можно обрабатывать строки, им прошла в голову простая идея — а давайте создадим единую таблицу, в которой каждому символу поставим в соответствие число. Так появилась таблица ASCII (American standard code for information interchange).

Когда люди стали пользоваться компютером не только в Америке (точнее говоря, не только в англоговорящих странах), то встал вопрос о том, что в таблице не хватает места. Так появились другие таблицы кодировок:

Python версии 3 использует Unicode — кодировку, которая на данный момент включает в себя знаки почти всех письменных языков мира. Emoji в ней, кстати, тоже есть ��������‍����

При сравнении строк, Python переводит все символы строки в числа и производит сравнение чисел.

Если перевести “числовые” строки из примеров выше в списки чисел, то получится:

• ’12’ = [49, 50]
• ’45’ = [52, 53]
• ‘4’ = [52]
• ’30’ = [51, 48]

Когда мы пишем ’12’ < ’45’ , то Python сравнивает числа обоих строк по очереди: 49 < 52 — True , значит строка ’12’ меньше, чем строка ’45’ .

Когда же мы пишем ‘4’ < ’30’ , то Python снова сравнивает числа обоих строк по очереди, но на этот раз получается иначе: 52 < 51 — False и ответ получается ‘4’ > ’30’ , что абсолютно верно с точки зрения сравнения строк, но абсолютный бред с точки зрения сравнения чисел.

Python сравнивает числа по очереди. Если он уже на первом числе может ответить на вопрос “кто больше”, он прекращает сравнение и выдает ответ. Если же строки имеют одинаковую первую букву, то сравниваться они будут по второй и так далее. Такое сравнение называется лексикографическим

Поэтому, если вы работаете с числами, то всегда работайте с ними как с числами, а не как со строками.

Условия

Все рассматриваемые нами ранее программы имели линейную структуру — программа просто выполняла инструкции одну за другой сверху вниз. При этом никаких способов повлиять на ход выполнения у нас не было (разве что только на уровне выводимых на экран параметров). Также важно то, что наши предыдущие программы обязаны были выполнить все инструкции сверху вниз, в противном случае они бы завершались ошибкой.

Теперь предположим, что мы хотим определить абсолютное значение любого числа. Наша программа должна будет напечатать сам x в случае, если он неотрицателен и -x в противном случае. Линейной структурой программы здесь не обойтись*, поэтому нам на помощь приходит инструкция if (если). Вот как это работает в питоне:

На самом деле в python есть функция abs() , с помощью которой можно взять модуль числа. Но в качестве примера использования конструкции if и так хорошо.

Разберем этот кусочек кода. После слова if указывается проверяемое условие (x > 0) , завершающееся двоеточием (это важно). После этого идет блок (последовательность) инструкций, который будет выполнен, если условие истинно. В нашем примере это вывод на экран величины x . Затем идет слово else (иначе), также завершающееся двоеточием (и это важно), и блок инструкций, который будет выполнен, если проверяемое условие неверно. В данном случае будет выведено значение -x .

Обратите особенное внимание на отступы во фрагменте кода выше. Дело в том, что в питоне, для того, чтобы определить, какой именно код выполнить в результате того или иного условия используется как знак двоеточия (в строке с самим условием), так и отступы от левого края строки.

Небольшая ремарка относительно табуляции. Мы используем 4 пробела! В современных текстовых редакторах при нажатии на tab автоматически вставляется 4 пробела. Не надо жать 4 раза кнопку space как вот тут. Никакой войны, никаких табов. Просто 4 пробела.

Во многих других языках вместо отступов используются конструкции, явно указывающие на начало (begin или открывающаяся фигурная скобка в Си) и конец инструкций, связанных с условием (end или закрывающаяся фигурная скобка в Си). Отступы же выполняют примерно ту же роль, но и заодно делают код более читаемым, позволяя читающему быстро понять, какой именно код относится к условию.

Таким образом, условные конструкции в питоне имеют следующий общий вид:

Вторая часть условной конструкции (та, что с else) может и отсутствовать, например так:

Эта программа тоже выведет абсолютное значение x, как и та, что была ранее.

Операторы сравнения

Все операторы сравнения в питоне достаточно интуитивны. Вот список основных:

> — больше. Условие истинно, если то, что слева от знака больше того, что справа.
< — меньше. Условие истинно, если то, что слева от знака меньше того, что справа.
>= — больше либо равно.
<= — меньше либо равно.
== — в точности равно.
!= — не равно.

Вложенные условные инструкции

Условия могут быть вложены одно в другое, чтобы реализовывать еще более сложную логику, например:

Главное, не забывать отступы и двоеточия.

Тип данных bool

Операторы сравнения возвращают значения специального логического типа bool. Значения логического типа могут принимать одно из двух значений: True (истина) или False (ложь) .

Если преобразовать логическое True к типу int , то получится 1 , а преобразование False даст 0 . При обратном преобразовании число 0 преобразуется в False , а любое ненулевое число в True . При преобразовании str в bool пустая строка преобразовывается в False , а любая непустая строка в True .

Рассмотрим несколько примеров:

Обратите внимание, ключевые слова True или False пишутся с большой буквы. Если написать их с маленькой, то python подумает, что это переменная, попытается её найти и сломается, когда не найдет 🙁 . А если вы вздумаете называть свои переменные false или true , то сдать зачет по курсу вам не светит 🙂 . Учитесь сразу хорошему стилю программирования.

Логические операторы

Если мы хотим проверить два или более условий за раз, мы можем воспользоваться операторами and , or или not . Вот как они работают:

and (логическое И) возвращает истину ( True ) только в случае если оба условия по отдельности верны (тоже возвращают True )
or (логическое ИЛИ) вернет истину в случае, если хотя бы одно из условий верно.
not (логическое НЕТ) возьмет результат условия и “обратит” его. То есть, если результат условия True , то not примененный к этому условию вернет False и наоборот.

Давайте посмотрим как это работает на примере. Код ниже проверяет, что хотя бы одно число из двух нацело делится на 10 (кончается на 0) и если так, то печатает YES, а если нет, то печатает NO:

Пусть теперь мы хотим проверить, что числа a и b должны быть еще и обязательно больше нуля:

Как видите, мы можем не только использовать and и or в одном if , но и группировать условия скобками для того, чтобы явно обозначить приоритет вычисления условий.

Посмотрим пример с not . Пусть мы хотим проверить, что число a — положительное, а число b — неотрицательное. Это можно проверить вот таким условием:

Оператор pass очень полезен, когда нужно ничего не делать. Если его не поставить, то будет синтаксическая ошибка. А так, код считается правильным!

Кстати, not (b < 0) можно было бы и заменить на b >= 0 и код бы работал точно так же.

Конструкция elif

Иногда писать конструкции if-else долго и утомительно, особенно если приходится проверять много условий разом. В этом случае на помощь придет elif (сокращение от else if). По сути elif позволяет существенно упростить конструкцию ниже:

И сделать ее вот такой:

Обратите внимание, мы избавились от одного уровня вложенности. То есть, сам код стал более читаемым, но при этом нисколько не проиграл в функциональности. Разумеется, конструкции типа if-elif могут завершиться и блоком else , например так:

Задача: знак числа

В математике есть функция sgn, показывающая знак числа. Она определяется так: если число больше 0, то функция возвращает 1. Если число меньше нуля, то функция возвращает -1. Если число равно 0, то функция возвращает 0. Реализуйте данную функцию — для введенного числа выведите число, определяющее его знак. Используйте операторы сравнения и конструкцию if-elif-else .

Задача: високосный год

Дано натуральное число. Требуется определить, является ли год с данным номером високосным. Если год является високосным, то выведите YES, иначе выведите NO. Напомним, что в соответствии с григорианским календарем, год является високосным, если его номер кратен 4, но не кратен 100, а также если он кратен 400.

Ссылки по теме

Домашнее задание

Вам надо написать на питоне 6 программ, каждая из которых будет спрашивать у пользователя 3 числа (a, b, c) и печатать на экран удовлетворяют ли введенные числа перечисленным свойствам:

Python comparison operators

Comparison operators help us to compare variables and output a boolean value.

To know more about booleans in python, read the article here.

Below shown is a table demonstrating the different operators along with their role and example.

Equality

Using two equal signs is necessary because if you use a single equal sign, it will give an error. This happens because a single equal sign is used to assign values to variables.

While comparing strings, capitalization also counts.

While comparing, the data type is also taken into account.

In the case of comparing floating-point and integers, the data type is not taken into account.

Inequality

Greater than

Lesser than

Greater than or equal to

Lesser than or equal to

Chaining comparison operators

Logical operators can be used to combine comparisons. The keywords used for chaining are as follows:

‘and’ keyword

Suppose you want to check two conditions and make sure both are true, ‘and’ is used.

‘or’ keyword

Suppose you want to check two conditions and make sure at least one is true, ‘or’ is used.

Как сравнить числа в питоне

Введение в Python

Что такое оператор?

Говоря простым языком, в выражении 2 + 3, числа «2» и «3» называются операндами, знак «+» оператором. В языке программирования Python существуют следующие типы операторов:

Рассмотрим их по порядку.

Арифметические операторы в Python:

15 + 5 в результате будет 20
20 + -3 в результате будет 17
13.4 + 7 в результате будет 20.4

Операторы сравнения в Python:

12 <> 5 в результате будет True. Похоже на оператор !=

Операторы присваивания в Python:

с = 5
а = 2
с += а равносильно: с = с + а. с будет равно 7

с = 5
а = 2
с -= а равносильно: с = с — а. с будет равно 3

с = 5
а = 2
с *= а равносильно: с = с * а. c будет равно 10

Побитовые операторы в Python:

Побитовые операторы предназначены для работы с данными в битовом (двоичном) формате. Предположим, что у нас есть два числа a = 60; и b = 13. В двоичном формате они будут иметь следующий вид:

Логические операторы в Python:

True and True равно True.
True and False равно False.
False and True равно False.
False and False равно False.

Операторы членства в Python:

В добавок к перечисленным операторам, в Python присутствуют, так называмые, операторы членства, предназначенные для проверки на наличие элемента в составных типах данных, таких, как строки, списки, кортежи или словари:

Оператор	Описание	Примеры
in	Возвращает истину, если элемент присутствует в последовательности, иначе возвращает ложь.	«cad» in «cadillac» вернет True. 1 in [2,3,1,6] вернет True. «hi» in <"hi":2,"bye":1>вернет True. 2 in <"hi":2,"bye":1>вернет False (в словарях проверяется наличие в ключах, а не в значениях).
not in	Возвращает истину если элемента нет в последовательности.	Результаты противоположны результатам оператора in.

Операторы тождественности в Python:

Операторы тождественности сравнивают размещение двух объектов в памяти компьютера.

Оператор	Описание	Примеры
is	Возвращает истину, если оба операнда указывают на один объект.	x is y вернет истину, если id(x) будет равно id(y).
is not	Возврашает ложь если оба операнда указывают на один объект.	x is not y, вернет истину если id(x) не равно id(y).

Приоритет операторов в Python

В следующей таблице описан приоритет выполнения операторов в Python от наивысшего (выполняется в первую очередь) до наинизшего.

Операторы в Python

В этой статье мы поговорим про различные операторы в Python. Мы на примерах разберем арифметические, битовые и логические операторы, а также операторы присваивания и сравнения. Кроме того, мы рассмотрим операторы принадлежности и идентичности, такие как is , is not и in , not in .

Содержание

Арифметические операторы

Python реализует семь основных бинарных арифметических операторов, два из которых могут использоваться как унарные операторы. Они приведены в следующей таблице:

Оператор	Название	Описание
a + b	Сложение	Сумма a и b
a — b	Вычитание	Разность a и b
a * b	Умножение	Произведение a и b
a / b	Деление	Частное a и b
a // b	Целочисленное деление	Деление a на b без остатка (дробная часть отбрасывается)
a % b	Взятие модуля	Целый остаток от деления a на b
a ** b	Возведение в степень	a , возведенное в степень b
-a	Отрицание	Отрицательное значение a
+a	Унарный плюс	а без изменений (используется редко)

Эти операторы можно использовать и комбинировать интуитивно понятным образом, используя стандартные круглые скобки для группировки операций. К примеру, это может выглядеть так:

Целочисленное деление — это обычное деление, только с усечённой дробной частью:

Оператор целочисленного деления был добавлен в Python 3. Если вы работаете в Python 2, вы должны знать, что стандартный оператор деления ( / ) действует как оператор целочисленного деления для целых чисел и как обычный оператор деления для чисел с плавающей запятой.

Наконец, упомянем ещё один арифметический оператор, который был добавлен в Python 3.5. Это оператор a @ b , предназначенный для указания матричного произведения a и b для использования в различных пакетах линейной алгебры.

Битовые операторы

В дополнение к стандартным числовым операциям в Python есть операторы для выполнения побитовых логических операций над целыми числами. Они используются гораздо реже стандартных арифметических операций, но знать их полезно. Шесть побитовых операторов сведены в следующую таблицу:

Эти побитовые операторы имеют смысл только с точки зрения двоичного представления чисел. Это можно увидеть, используя встроенную функцию bin :

Результат имеет префикс 0b , что указывает на двоичное представление. Остальные цифры означают, что число 10 выражается как сумма 1⋅2 3 +0⋅2 2 +1⋅2 1 +0⋅2 0 . Точно так же мы можем написать:

Теперь, используя логическое ИЛИ, мы можем найти число, которое объединяет биты 4 и 10:

Эти побитовые операторы не так полезны, как стандартные арифметические операторы, но стоит увидеть их хотя бы раз, чтобы понять, какой класс операций они выполняют. В частности, у пользователей других языков иногда возникает соблазн использовать исключающее ИЛИ (т. е. a ^ b ), на самом деле имея в виду возведение в степень (т. е. a ** b ).

Операторы присваивания

Мы видели, что переменным можно присваивать значение с помощью оператора = . Например, следующим образом:

Мы можем использовать эти переменные в выражениях с любым из упомянутых ранее операторов. Например, чтобы добавить 2 к a , мы пишем:

Мы можем захотеть обновить переменную a новым значением. В этом случае мы могли бы объединить сложение и присваивание и написать a = a + 2 . Поскольку этот тип комбинированной операции и присваивания очень распространен, Python включает встроенные операторы обновления для всех арифметических операций:

Расширенный оператор присваивания есть для каждого из бинарных операторов, перечисленных ранее. Они выглядят следующим образом:

Каждый из этих операторов эквивалентен применению соответствующего оператора с последующим присваиванием. То есть для любого оператора ■ выражение a ■= b эквивалентно a = a ■ b с небольшой оговоркой.

Для изменяемых объектов, таких как списки, массивы или датафреймы, эти расширенные операции присваивания на самом деле немного отличаются от своих более подробных аналогов. Они изменяют содержимое исходного объекта, а не создают новый объект для хранения результата. Но это тонкости, в целом же укороченная версия работает так же, как и полная, но экономит кучу вашего времени.

Операторы сравнения

Другой тип операций, который может быть очень полезным, — это сравнение различных переменных. Для этого в Python реализованы стандартные операторы сравнения, которые возвращают логические значения True или False . Операции сравнения представлены в следующей таблице:

Оператор	Описание
a == b	a равняется b
a < b	a строго меньше чем b
a <= b	a меньше либо равно b
a != b	a не равняется b
a > b	a строго больше чем b
a >= b	a больше либо равно b

Эти операторы сравнения можно комбинировать с арифметическими и побитовыми операторами, чтобы осуществлять самые разнообразные операции над числами. Например, мы можем проверить, является ли число нечетным, проверив, что остаток от деления на 2 возвращает 1:

Мы можем объединить несколько сравнений, чтобы проверить более сложные отношения:

И, чтобы у вас немного закружилась голова, взгляните на это сравнение:

— это оператор инвертирования битов, и, очевидно, когда вы инвертируете все биты нуля, вы получите -1. Если вам интересно, почему это так, посмотрите схему кодирования целых чисел с дополнением до двух, которую Python использует для кодирования целых чисел со знаком, и подумайте, что происходит, когда вы начинаете переворачивать все биты целых чисел, закодированных таким образом.

От редакции Pythonist: об операторе != можно почитать в статье «Оператор неравенства != в Python».

Логические операторы

При работе с логическими значениями Python предоставляет операторы для объединения значений с использованием стандартных понятий «и», «или» и «не». Эти операторы ожидаемо представлены словами and , or и not :

Поклонники булевой алгебры могут заметить, что оператор исключающего ИЛИ не включен. Он, конечно, может быть построен несколькими способами путем составления других операторов. Или же вы можете использовать хитрый трюк:

Иногда в языке возникает путаница: когда использовать логические операторы ( and , or , not ), а когда побитовые ( & , | ,

). Ответ кроется в их названиях: логические операторы следует использовать, когда вы хотите вычислить логические значения (т.е. истинность или ложность) утверждений. Побитовые операции следует использовать, когда вы хотите работать с отдельными битами или компонентами рассматриваемых объектов.

Операторы принадлежности и идентичности

Помимо and , or и not , Python также имеет операторы для проверки принадлежности и идентичности. Они следующие:

Оператор	Описание
a is b	Возвращает True, если a и b — идентичные объекты
a is not b	Возвращает True, если a и b — не идентичные объекты
a in b	Возвращает True, если a содержится в b
a not in b	Возвращает True, если a не содержится в b

Операторы is и is not проверяют идентичность объекта. Идентичность объекта отличается от равенства, как мы видим здесь:

Как выглядят одинаковые объекты? Вот пример:

Разница между этими двумя случаями в том, что в первом a и b указывают на разные объекты, а во втором они указывают на один и тот же объект. Оператор is проверяет, указывают ли две переменные на один и тот же контейнер (объект), а не на то, что содержит контейнер.

Новички часто испытывают искушение использовать is , хотя на самом деле имеют в виду == . Подробнее о разнице между == и is можно почитать в статье «Чем == отличается от is?«.

Операторы принадлежности проверяют принадлежность к составным объектам. Так, например, мы можем написать:

Эти операции членства являются примером простоты Python по сравнению с языками более низкого уровня, такими как C. В языке C членство обычно определяется путем ручного построения цикла по списку и проверки равенства каждого значения. В Python вы просто печатаете то, что хотите узнать, в манере, напоминающей простой текст.

Заключение

Итак, сегодня мы разобрали на примерах различные операторы в Python. Надеемся вам было полезно! Успехов в написании кода!