Perl学习笔记（4）-运算符

发表于 | 分类于
| 字数统计: 3,472 | 阅读时长 ≈ 13

（0）前言

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号，例如3+2=5这个表达式中，加号（+）就是一个数学运算符，Perl中的运算答有以下这些：

①算术运算符；②比较运算符；③逻辑运算符；④赋值运算符；⑤位运算符；⑥引号运算符；⑦其他运算符。

（1）算术运算符

假设有两个变量，即$a=10，$b=20，那么使用下表中的算术运算符计算的结果就是第3列的结果：

运算符 描述 实例
+ 加法运算 $a + $b 结果为 30
- 减法运算 $a - $b 结果为 -10
* 乘法运算 $a * $b 结果为 200
/ 除法运算 $b / $a 结果为 2
% 求余运算，整除后的余数 $b % $a 结果为 0
** 乘幂 $a**$b 结果为 10 的 20 次方

算术运算符比较简单，使用案例就略过。

（2）比较运算符

比较运算符有时候常常用于条件语句的判断中，还a和b这两个变量为例说明，如下所示：

运算符 描述 实例
== 检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为 true，否则为 false。 ($a == $b) 为 false
!= 检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为 true，否则为 false。 ($a != $b) 为 true。
<=> 检查两个操作数的值是否相等, 如果左边的数小于右边的数返回 -1，如果相等返回 0, 如果左边的数大于右边的数返回 1 。 ($a <=> $b) 返回 -1。
> 检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是则条件为 true，否则为 false。 ($a > $b) 返回 false。
< 检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是则条件为 true，否则返回 false。 ($a < $b) 返回 true。
>= 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是则条件为 true，否则返回 false。 ($a >= $b) 返回 false。
<= 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是则条件为 true，否则返回 false。 ($a <= $b) 返回 true。

如果是文字，也可以用于比较，只是需要另外一套的运算符，例如$a="abc",$b="xyz"，我猜测Perl在比较字符串时，有可能是按照ASCII码来进行比较的，它们的运算结果如下所示：

运算符 意义 描述 实例
lt 小于，即less than 检查左边的字符串是否小于右边的字符串，如果是返回 true，否则返回 false。 ($a lt $b) 返回 true。
gt 大于，即greater 检查左边的字符串是否大于右边的字符串，如果是返回 true，否则返回 false。 ($a gt $b) 返回 false。
le 小于等于，即less equal 检查左边的字符串是否小于或等于右边的字符串，如果是返回 true，否则返回 false。 ($a le $b) 返回 true
ge 大于等于，即greater equal 检查左边的字符串是否大于或等于右边的字符串，如果是返回 true，否则返回 false。 ($a ge $b) 返回 false。
eq 等于，即equal 检查左边的字符串是否等于右边的字符串，如果是返回 true，否则返回 false。 ($a eq $b) 返回 false。
ne 不等于，即no equal 检查左边的字符串是否不等于右边的字符串，如果是返回 true，否则返回 false。 ($a ne $b) 返回 true
cmp 比较，compare，大于返回1，等于返回0，小于返回-1 如果左边的字符串大于右边的字符串返回 1，如果相等返回 0，如果左边的字符串小于右边的字符串返回 -1。 ($a cmp $b) 返回 -1。

（3）赋值运算符

表格实例中我们设置变量$a为10，$b为20，这里的赋值其实就是一些运算符的缩写，例如$c=$a+$c，就可以缩写为$c+=$a，如下所示：

运算符 描述 实例
= 简单的赋值运算符，把右边操作数的值赋给左边操作数 $c = $a + $b 将把 $a + $b的值赋给 $c
+= 加且赋值运算符，把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数 $c += $a 相等于 $c = $c + $a
-= 减且赋值运算符，把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数 $c -= $a 相等于 $c = $c - $a
*= 乘且赋值运算符，把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数 $c *= $a 相等于 $c = $c * $a
/= 除且赋值运算符，把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数 $c /= $a 相等于 $c = $c / $a
%= 求模且赋值运算符，求两个操作数的模赋值给左边操作数 $c %= $a 相等于 $c = $c % a
**= 乘幂且赋值运算符，求两个操作数的乘幂赋值给左边操作数 $c **= $a 相等于 $c = $c ** $a

（4）位运算

位运算符作用于位，并逐位执行操作。现在设置$a = 60，$b = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：

运算符 描述 实例
& 如果同时存在于两个操作数中，二进制 AND 运算符复制一位到结果中。 ($a & $b) 将得到 12，二进制为 0000 1100
\ 如果存在于任一操作数中，二进制 OR 运算符复制一位到结果中。 `($a $b)` 将得到 61 ，二进制为 0011 1101
^ 如果存在于其中一个操作数中但不同时存在于两个操作数中，二进制异或运算符复制一位到结果中。 ($a ^ $b) 将得到 49，二进制为 0011 0001
~ 二进制补码运算符是一元运算符，具有”翻转”位效果，即0变成1，1变成0。 (~$a ) 将得到 -61 ，二进制为 1100 0011 ，一个有符号二进制数的补码形式。
<< 二进制左移运算符。左操作数的值向左移动右操作数指定的位数。 $a << 2 将得到 240 ，二进制为 1111 0000
>> 二进制右移运算符。左操作数的值向右移动右操作数指定的位数。 $a >> 2将得到 15 ，二进制为 0000 1111

对于位运算，我不是特别了解，经检索，弄清楚了，现在画图说明一下：

(4.1) AND运算（&）

&这个运算是AND（也叫“与”运算），两个二进制的数字，经过&运算时，如果同一个位数上都是1，结果就是1，如果同一个位数上都是0，或者说是一个是0，一个是1，那么结果就是0，如下图所示：黄色表示同一位上都是0，蓝色表示，一个是0，一个是1，绿色则是所有位上都是1，那么($a & $b)得到的二进制结果就是00001100，转换为十进制就是12。

mark

(4.2)OR运算（|）

|这个运算是OR（也可以叫“或”运算），例如a是60，二进制是00111100，b是13，二进制是00001101，那么a与b经过|运算，只要它们两个相同位上的数字都不为0，也就是说，至少有一个位上是1，那么新生成的这个结果同一位上就是1，结果就是00111101，转换为10进制就是61，如下图所示，在绿色的方框中，1和1的结果是1，0和1，或者是1和1的结果是1，只有0和0的结果是0。

mark

(4.3)异或运算（^）

比较两个数，然后返回一个结果，当两个输入数的同一位不同时就是1，如果相同就设为0，还是以下图为例说明，例如a是60，二进制是00111100，b是13，二进制是00001101，那么a与b经过^运算，只要它们两个相同位上的数字相同就是0，不同就是1，结果就是00110001，转换为10进制就是49，如下图所示：
mark

(4.4)按位取反（~）

取反（~）这个操作理解起来有点麻烦，还是以a=60为例说明一下，60对应的二进制是00111100，取反表示对一个数的每一位都取反，0变成1，1变成0，例如a是60，二进制是00111100，经过~操作，结果就成了11000011，它的最高位是1（最高位表示正负，0表示正数，1表示负数），取反后的最高位是1，因此是负数，也就是说，a这个变量经过取反后的结果是一个负数。

而负数在计算机内是以反码形式储存的（不要纠结什么是反码，总之是一种编码形式），因此60的二进制取反后的二进制是11000011，这个东西是反码，它不能直接转换为10进制，需要把反码再转换成原码的形式，反码转换为原码的公式为：反码=原码的二进制取反+1，因此原码的二进制取反为11000011-1=11000010，由于11000010的最高位是1，因此把1000010再取反（最高位的1不要动），即0111101，转换为10进制就是61，最高位是1，是负数，因此就是-61，后文的代码运算中就能够看出来：

因此，总结一下取反的操作：

  1. 第一步：对所有位取后，1变0，0变1；
  2. 第二步：观察最高倍数是否为1，如果是1，则这个数是负数，负数在计算机中是以反码的形式储存的；
  3. 第三步：运用公式，即反码减去1，此时是原码的取反后的值；
  4. 第四步：最高位的1不要动，对剩余的7个数字取反，得到原码。

(4.5)按位左移（<<）

将一个数的所有位向左移动指定的位数，例如a是60，它的进制是00111100，向左移2位，就成了0011110000，位数不够，用0来补充，转换为2进制就变成了240，如下所示：

mark

(4.5)按位右移（>>）

将一个数的所有位向右移动指定的位数，例如a是60，它的进制是00111100，向右移2位，就成了001111，超出的部分直接舍弃，转换为2进制就变成了15，如下所示：
mark

看下面的案例

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
biotest@ubuntu:~/perl/03condition$ cat bit.pl 
#!/usr/bin/perl
use integer;
$a=60;
$b=13;
print "\$a=$a,\$b=$b\n";
$c=$a&$b;
print"\$a&\$b=$c\n";
$c=$a|$b;
print "\$a|\$b=$c\n";
$c=$a^$b;
print "\$a^\$b=$c\n";
$c= ~$a;
# 在这里需要注意一下，~符号与等号之间有一个空格
print "~\$a=$c\n";
$c=$a<<2;
print "\$a<<2=$c\n";
$c=$a>>2;
print "\$a>>2=$c\n";
biotest@ubuntu:~/perl/03condition$ perl bit.pl 
$a=60,$b=13
$a&$b=12
$a|$b=61
$a^$b=49
~$a=-61
$a<<2=240
$a>>2=15

（5）逻辑运算符

Perl的逻辑运算符如下表所示，例如我们设置变量$a为true,$b为false，下表的运算结果为：

运算符 描述 实例
and 逻辑与运算符符。如果两个操作数都为 true，则条件为 true。 ($a and $b) 为 false。
&& C 风格的逻辑与运算符符。如果两个操作数都为 true，则条件为 true ($a && $b) 为 false。
or 逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零，则条件为 true。 ($a or $b) 为 true。
\ \ C 风格逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零，则条件为 true。 `($a $b)` 为 true。
not 逻辑非运算符。用来反转操作数的逻辑状态。如果条件为 true，则逻辑非运算符将使其为 false。 not($a and $b) 为 true。

（6）引号运算

Perl引号运算符如下表所示：

运算符 描述 实例
q{ } 为字符串添加单引号 q{abcd} 结果为 ‘abcd’
qq{ } 为字符串添加双引号 qq{abcd} 结果为 “abcd”
qx{ } 为字符串添加反引号 qx{abcd} 结果为 abcd

看一些案例，如下所示：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
biotest@ubuntu:~/perl/03condition$ cat quote.pl 
#!/usr/bin/perl
$a=10;
$b=q{a=$a};
print "q{a=\$a}=$b\n";
$b=qq{a=$a};
print "qq{a=\$a}=$b\n";
$t=qx{date};
# 这里其实就相当于调用了Linux的外部命令，即date这个命令
print "qx{date}=$t\n";
biotest@ubuntu:~/perl/03condition$ perl quote.pl 
q{a=$a}=a=$a
qq{a=$a}=a=10
qx{date}=Fri May 18 05:08:41 PDT 2018

（7）其他运算符

除了以上我们提到的运算符外，Perl 还支持以下运算符：

运算符 描述 实例
. 点号 (.) 用于连接两个字符串。 如果 $a="run", $b="oob"， $a.$b 结果为 “runoob”
x x 运算符返回字符串重复的次数。 ('-' x 3) 输出为 ---。
.. .. 为范围运算符。 (2..5) 输出结果为 (2, 3, 4, 5)
++ 自增运算符，整数值增加 1 $a =10, $a++ 输出为 11
— 自减运算符，整数值减少 1 $a =10, $a-- 输出为 9
-> 箭号用于指定一个类的方法 $obj->$a 表示对象 $obj 的 $a 方法。

（8）运算符的优先级

在Perl中，可以使用圆括号来改变执行优秀级，括号里面的运算都比括号外的优先，这与小学数学中的四则运算法则类似。但是还有一些操作很难判断优先级，例如字符串的连接和乘幂运算，下表是操作符的结合性与优先级，如下所示：

运算符符 结合性
++, — 无
-, ~, ! 从右到左
** 从右到左
=~, !~ 从左到右
*, /, %, x 从左到右
+, -, . 从左到右
<<, >> 从左到右
-e, -r, 无
<, <=, >, >=, lt, le, gt, ge 从左到右
==, !=, <=>, eq, ne, cmp 从左到右
& 从左到右
\ , ^ 从左到右
&& 从左到右
\ \ 从左到右
.. 从左到右
? and : 从右到左
=, +=, -=, *=, 从右到左
其他
, 从左到右
not 从左到右
and 从左到右
or, xor 从左到右

在这个表格里，任何操作符的优先级都高于列在它下方的所有操作符，低于列在它上方的所有操作符。|

参考资料

Perl教程|菜鸟教程