В повседневной работе приходится сталкиваться с довольно однотипными ошибками при написании запросов.

В этой статье хотелось бы привести примеры того, как НЕ надо писать запросы.

• Выборка всех полей
  SELECT * FROM table

  При написании запросов не используйте выборку всех полей - "*". Перечислите только те поля, которые вам действительно нужны. Это сократит количество выбираемых и пересылаемых данных. Кроме этого, не забывайте про покрывающие индексы. Даже если вам на самом деле необходимы все поля в таблице, лучше их перечислить. Во-первых, это повышает читабельность кода. При использовании звездочки невозможно узнать какие поля есть в таблице без заглядывания в нее. Во-вторых, со временем количество столбцов в вашей таблице может изменяться, и если сегодня это пять INT столбцов, то через месяц могут добавиться TEXT и BLOB поля, которые будут замедлять выборку.

• Запросы в цикле.
  Нужно четко представлять себе, что SQL - язык, оперирующий множествами. Порой программистам, привыкшим думать терминами процедурных языков, трудно перестроить мышление на язык множеств. Это можно сделать довольно просто, взяв на вооружение простое правило - «никогда не выполнять запросы в цикле». Примеры того, как это можно сделать:

  1. Выборки
  $news_ids = get_list("SELECT news_id FROM today_news ");
  while($news_id = get_next($news_ids))
  $news = get_row("SELECT title, body FROM news WHERE news_id = ". $news_id);

  Правило очень простое - чем меньше запросов, тем лучше (хотя из этого, как и из любого правила, есть исключения). Не забывайте про конструкцию IN(). Приведенный код можно написать одним запросом:
  SELECT title, body FROM today_news INNER JOIN news USING(news_id)

  2. Вставки
  $log = parse_log();
  while($record = next($log))
  query("INSERT INTO logs SET value = ". $log["value"]);

  Гораздо более эффективно склеить и выполнить один запрос:
  INSERT INTO logs (value) VALUES (...), (...)

  3. Обновления
  Иногда бывает нужно обновить несколько строк в одной таблице. Если обновляемое значение одинаковое, то все просто:
  UPDATE news SET title="test" WHERE id IN (1, 2, 3).

  Если изменяемое значение для каждой записи разное, то это можно сделать таким запросом:
  UPDATE news SET
  title = CASE
  WHEN news_id = 1 THEN "aa"
  WHEN news_id = 2 THEN "bb" END
  WHERE news_id IN (1, 2)

  Наши тесты показывают, что такой запрос выполняется в 2-3 раза быстрее, чем несколько отдельных запросов.

• Выполнение операций над проиндексированными полями
  SELECT user_id FROM users WHERE blogs_count * 2 = $value

  В таком запросе индекс использоваться не будет, даже если столбец blogs_count проиндексирован. Для того, чтобы индекс использовался, над проиндексированным полем в запросе не должно выполняться преобразований. Для подобных запросов выносите функции преобразования в другую часть:
  SELECT user_id FROM users WHERE blogs_count = $value / 2;

  Аналогичный пример:
  SELECT user_id FROM users WHERE TO_DAYS(CURRENT_DATE) - TO_DAYS(registered) <= 10;

  Не будет использовать индекс по полю registered, тогда как
  SELECT user_id FROM users WHERE registered >= DATE_SUB(CURRENT_DATE, INTERVAL 10 DAY);
  будет.

• Выборка строк только для подсчета их количества
  $result = mysql_query(«SELECT * FROM table», $link);
  $num_rows = mysql_num_rows($result);
  Если вам нужно выбрать количество строк, удовлетворяющих определенному условию, используйте запрос SELECT COUNT(*) FROM table, а не выбирайте все строки лишь для того, чтобы подсчитать их количество.
• Выборка лишних строк
  $result = mysql_query(«SELECT * FROM table1», $link);
  while($row = mysql_fetch_assoc($result) && $i < 20) {
  …
  }
  Если вам нужны только n строк выборки, используйте LIMIT, вместо того, чтобы отбрасывать лишние строки в приложении.
• Использование ORDER BY RAND()
  SELECT * FROM table ORDER BY RAND() LIMIT 1;

  Если в таблице больше, чем 4-5 тысяч строк, то ORDER BY RAND() будет работать очень медленно. Гораздо более эффективно будет выполнить два запроса:

  Если в таблице auto_increment"ный первичный ключ и нет пропусков:
  $rnd = rand(1, query("SELECT MAX(id) FROM table"));
  $row = query("SELECT * FROM table WHERE id = ".$rnd);

  Либо:
  $cnt = query("SELECT COUNT(*) FROM table");
  $row = query("SELECT * FROM table LIMIT ".$cnt.", 1");
  что, однако, так же может быть медленным при очень большом количестве строк в таблице.

• Использование большого количества JOIN"ов
  SELECT
  v.video_id
  a.name,
  g.genre
  FROM
  videos AS v
  LEFT JOIN
  link_actors_videos AS la ON la.video_id = v.video_id
  LEFT JOIN
  actors AS a ON a.actor_id = la.actor_id
  LEFT JOIN
  link_genre_video AS lg ON lg.video_id = v.video_id
  LEFT JOIN
  genres AS g ON g.genre_id = lg.genre_id

  Нужно помнить, что при связи таблиц один-ко многим количество строк в выборке будет расти при каждом очередном JOIN"е. Для подобных случаев более быстрым бывает разбить подобный запрос на несколько простых.

• Использование LIMIT
  SELECT… FROM table LIMIT $start, $per_page

  Многие думают, что подобный запрос вернет $per_page записей (обычно 10-20) и поэтому сработает быстро. Он и сработает быстро для нескольких первых страниц. Но если количество записей велико, и нужно выполнить запрос SELECT… FROM table LIMIT 1000000, 1000020, то для выполнения такого запроса MySQL сначала выберет 1000020 записей, отбросит первый миллион и вернет 20. Это может быть совсем не быстро. Тривиальных путей решения проблемы нет. Многие просто ограничивают количество доступных страниц разумным числом. Также можно ускорить подобные запросы использованием покрывающих индексов или сторонних решений (например sphinx).

• Неиспользование ON DUPLICATE KEY UPDATE
  $row = query("SELECT * FROM table WHERE id=1");

  If($row)
  query("UPDATE table SET column = column + 1 WHERE id=1")
  else
  query("INSERT INTO table SET column = 1, id=1");

  Подобную конструкцию можно заменить одним запросом, при условии наличия первичного или уникального ключа по полю id:
  INSERT INTO table SET column = 1, id=1 ON DUPLICATE KEY UPDATE column = column + 1

Читайте 9 октября 2008 в 23:37

Оптимизация MySQL запросов

• MySQL

В повседневной работе приходится сталкиваться с довольно однотипными ошибками при написании запросов.

В этой статье хотелось бы привести примеры того, как НЕ надо писать запросы.

• Выборка всех полей
  SELECT * FROM table

  При написании запросов не используйте выборку всех полей - "*". Перечислите только те поля, которые вам действительно нужны. Это сократит количество выбираемых и пересылаемых данных. Кроме этого, не забывайте про покрывающие индексы. Даже если вам на самом деле необходимы все поля в таблице, лучше их перечислить. Во-первых, это повышает читабельность кода. При использовании звездочки невозможно узнать какие поля есть в таблице без заглядывания в нее. Во-вторых, со временем количество столбцов в вашей таблице может изменяться, и если сегодня это пять INT столбцов, то через месяц могут добавиться TEXT и BLOB поля, которые будут замедлять выборку.

• Запросы в цикле.
  Нужно четко представлять себе, что SQL - язык, оперирующий множествами. Порой программистам, привыкшим думать терминами процедурных языков, трудно перестроить мышление на язык множеств. Это можно сделать довольно просто, взяв на вооружение простое правило - «никогда не выполнять запросы в цикле». Примеры того, как это можно сделать:

  1. Выборки
  $news_ids = get_list("SELECT news_id FROM today_news ");
  while($news_id = get_next($news_ids))
  $news = get_row("SELECT title, body FROM news WHERE news_id = ". $news_id);

  Правило очень простое - чем меньше запросов, тем лучше (хотя из этого, как и из любого правила, есть исключения). Не забывайте про конструкцию IN(). Приведенный код можно написать одним запросом:
  SELECT title, body FROM today_news INNER JOIN news USING(news_id)

  2. Вставки
  $log = parse_log();
  while($record = next($log))
  query("INSERT INTO logs SET value = ". $log["value"]);

  Гораздо более эффективно склеить и выполнить один запрос:
  INSERT INTO logs (value) VALUES (...), (...)

  3. Обновления
  Иногда бывает нужно обновить несколько строк в одной таблице. Если обновляемое значение одинаковое, то все просто:
  UPDATE news SET title="test" WHERE id IN (1, 2, 3).

  Если изменяемое значение для каждой записи разное, то это можно сделать таким запросом:
  UPDATE news SET
  title = CASE
  WHEN news_id = 1 THEN "aa"
  WHEN news_id = 2 THEN "bb" END
  WHERE news_id IN (1, 2)

  Наши тесты показывают, что такой запрос выполняется в 2-3 раза быстрее, чем несколько отдельных запросов.

• Выполнение операций над проиндексированными полями
  SELECT user_id FROM users WHERE blogs_count * 2 = $value

  В таком запросе индекс использоваться не будет, даже если столбец blogs_count проиндексирован. Для того, чтобы индекс использовался, над проиндексированным полем в запросе не должно выполняться преобразований. Для подобных запросов выносите функции преобразования в другую часть:
  SELECT user_id FROM users WHERE blogs_count = $value / 2;

  Аналогичный пример:
  SELECT user_id FROM users WHERE TO_DAYS(CURRENT_DATE) - TO_DAYS(registered) <= 10;

  Не будет использовать индекс по полю registered, тогда как
  SELECT user_id FROM users WHERE registered >= DATE_SUB(CURRENT_DATE, INTERVAL 10 DAY);
  будет.

• Выборка строк только для подсчета их количества
  $result = mysql_query(«SELECT * FROM table», $link);
  $num_rows = mysql_num_rows($result);
  Если вам нужно выбрать количество строк, удовлетворяющих определенному условию, используйте запрос SELECT COUNT(*) FROM table, а не выбирайте все строки лишь для того, чтобы подсчитать их количество.
• Выборка лишних строк
  $result = mysql_query(«SELECT * FROM table1», $link);
  while($row = mysql_fetch_assoc($result) && $i < 20) {
  …
  }
  Если вам нужны только n строк выборки, используйте LIMIT, вместо того, чтобы отбрасывать лишние строки в приложении.
• Использование ORDER BY RAND()
  SELECT * FROM table ORDER BY RAND() LIMIT 1;

  Если в таблице больше, чем 4-5 тысяч строк, то ORDER BY RAND() будет работать очень медленно. Гораздо более эффективно будет выполнить два запроса:

  Если в таблице auto_increment"ный первичный ключ и нет пропусков:
  $rnd = rand(1, query("SELECT MAX(id) FROM table"));
  $row = query("SELECT * FROM table WHERE id = ".$rnd);

  Либо:
  $cnt = query("SELECT COUNT(*) FROM table");
  $row = query("SELECT * FROM table LIMIT ".$cnt.", 1");
  что, однако, так же может быть медленным при очень большом количестве строк в таблице.

• Использование большого количества JOIN"ов
  SELECT
  v.video_id
  a.name,
  g.genre
  FROM
  videos AS v
  LEFT JOIN
  link_actors_videos AS la ON la.video_id = v.video_id
  LEFT JOIN
  actors AS a ON a.actor_id = la.actor_id
  LEFT JOIN
  link_genre_video AS lg ON lg.video_id = v.video_id
  LEFT JOIN
  genres AS g ON g.genre_id = lg.genre_id

  Нужно помнить, что при связи таблиц один-ко многим количество строк в выборке будет расти при каждом очередном JOIN"е. Для подобных случаев более быстрым бывает разбить подобный запрос на несколько простых.

• Использование LIMIT
  SELECT… FROM table LIMIT $start, $per_page

  Многие думают, что подобный запрос вернет $per_page записей (обычно 10-20) и поэтому сработает быстро. Он и сработает быстро для нескольких первых страниц. Но если количество записей велико, и нужно выполнить запрос SELECT… FROM table LIMIT 1000000, 1000020, то для выполнения такого запроса MySQL сначала выберет 1000020 записей, отбросит первый миллион и вернет 20. Это может быть совсем не быстро. Тривиальных путей решения проблемы нет. Многие просто ограничивают количество доступных страниц разумным числом. Также можно ускорить подобные запросы использованием покрывающих индексов или сторонних решений (например sphinx).

• Неиспользование ON DUPLICATE KEY UPDATE
  $row = query("SELECT * FROM table WHERE id=1");

  If($row)
  query("UPDATE table SET column = column + 1 WHERE id=1")
  else
  query("INSERT INTO table SET column = 1, id=1");

  Подобную конструкцию можно заменить одним запросом, при условии наличия первичного или уникального ключа по полю id:
  INSERT INTO table SET column = 1, id=1 ON DUPLICATE KEY UPDATE column = column + 1

Читайте

• Перевод

В этой части статьи рассматриваются уловки для выбора одного из двух значений на основе логического условия, передача и получение произвольного числа аргументов функций, а также распространенный источник ошибок - тот факт, что дефолтные значения аргументов функции вычисляются только один раз.

4. Выбор значений

4.1. Правильный путь

Начиная с версии 2.5, Python поддерживает синтаксис «value_if_true if test else value_if_false». Таким образом, вы можете выбрать одно из двух значений, не прибегая к странному синтаксису и подробным пояснениям:
test = True # test = False result = "Test is True" if test else "Test is False" # result = "Test is True"
Увы, это всё еще немного некрасиво. Вы также можете использовать несколько таких конструкций в одной строке:
test1 = False test2 = True result = "Test1 is True" if test1 else "Test1 is False, test2 is True" if test2 else "Test1 and Test2 are both False"
Сначала выполняется первый if/else, а если test1 = false, выполняется второй if/else. Вы можете делать и более сложные вещи, особенно если воспользуетесь скобками.

Этот способ весьма новый, и я испытываю к нему смешанные чувства. Это правильная, понятная конструкция, она мне нравится… но она всё еще уродлива, особенно при использовании нескольких вложенных конструкций. Конечно, синтаксис всех уловок для выбора значений некрасив. У меня слабость к описанному ниже способу с and/or, сейчас я нахожу его интуитивным, сейчас я понимаю, как он работает. К тому же он ничуть не менее эффективен, чем «правильный» способ.

Хотя инлайновый if/else - новый, более правильный способ, вам всё же стоит ознакомиться со следующими пунктами. Даже если вы планируете использовать Python 2.5, вы встретите эти способы в старом коде. Разумеется, если вам нужна обратная совместимость, будет действительно лучше просмотреть их.

4.2. Уловка and/or

«and» и «or» в Python - сложные создания. Применение and к нескольким выражениям не просто возвращает True или False. Оно возвращает первое false-выражение, либо последнее из выражений, если все они true. Результат ожидаем: если все выражения верны, возвращается последнее, являющееся true; если одно из них false, оно и возвращается и преобразуется к False при проверке логического значения.

Аналогично, операция or возвращает первое true-значение, либо последнее, если ни одно из них не true.

Это вам не поможет, если вы просто проверяете логическое значение выражения. Но можно использовать and и or в других целях. Мой любимый способ - выбор значения в стиле, аналогичном тернарному оператору языка C «test? value_if_true: value_if_false»:
test = True # test = False result = test and "Test is True" or "Test is False" # теперь result = "Test is True"
Как это работает? Если test=true, оператор and пропускает его и возвращает второе (последнее) из данных ему значений: "Test is True" or "Test is False" . Далее, or вернет первое true выражение, т. е. "Test is True".

Если test=false, and вернет test, останется test or "Test is False" . Т. к. test=false, or его пропустит и вернет второе выражение, "Test is False".

Внимание, будьте осторожны со средним значением («if_true»). Если оно окажется false, выражение с or будет всегда пропускать его и возвращать последнее значение («if_false»), независимо от значения test.

После использования этого метода правильный способ (п. 4.1) кажется мне менее интуитивным. Если вам не нужна обратная совместимость, попробуйте оба способа и посмотрите, какой вам больше нравится. Если не можете определиться, используйте правильный.

Конечно, если вам нужна совместимость с предыдущими версиями Python, «правильный» способ не будет работать. В этом случае and/or - лучший выбор в большинстве ситуаций.

4.3. True/False в качестве индексов

Другой способ выбора из двух значений - использование True и False как индексов списка с учетом того факта, что False == 0 и True == 1:
test = True # test = False result = ["Test is False","Test is True"] # теперь result = "Test is True"
Этот способ более честный, и value_if_true не обязано быть true. Однако у него есть существенный недостаток: оба элемента списка вычисляются перед проверкой. Для строк и других простых элементов это не проблема. Но если каждый из них требует больших вычислений или операций ввода-вывода, вычисление обоих выражений недопустимо. Поэтому я предпочитаю обычную конструкцию или and/or.

Также заметьте, что этот способ работает только тогда, когда вы уверены, что test - булево значение, а не какой-то объект. Иначе придется писать bool(test) вместо test, чтобы он работал правильно.

5. Функции

5.1. Значения по умолчанию для аргументов вычисляются только один раз

Начнем этот раздел с предупреждения. Эта проблема много раз смущала многих программистов, включая меня, даже после того, как я разобрался в проблеме. Легко ошибиться, используя значения по умолчанию:
def function(item, stuff = ): stuff.append(item) print stuff function(1) # выводит "" function(2) # выводит "" !!!
Значения по умолчанию для аргументов вычисляются только один раз, в момент определения функции. Python просто присваивает это значение нужной переменной при каждом вызове функции. При этом он не проверяет, изменилось ли это значение. Поэтому, если вы изменили его, изменение будет в силе при следующих вызовах функции. В предыдущем примере, когда мы добавили значение к списку stuff, мы изменили его значение по умолчанию навсегда. Когда мы вызываем функцию снова, ожидая дефолтное значение, мы получаем измененное.

Решение проблемы: не используйте изменяемые объекты в качестве значений по умолчанию. Вы можете оставить всё как есть, если не изменяете их, но это плохая идея. Вот как следовало написать предыдущий пример:
def function(item, stuff = None): if stuff is None: stuff = stuff.append(item) print stuff function(1) # выводит "" function(2) # выводит "", как и ожидалось
None неизменяем (в любом случае, мы не пытаемся его изменить), так что мы обезопасили себя от внезапного изменения дефолтного значения.

С другой стороны, умный программист, возможно, превратит это в уловку для использования статических переменных, как в языке C.

5.1.1. Заставляем дефолтные значения вычисляться каждый раз

Если вы не хотите вносить в код функции лишний беспорядок, можно заставить интерпретатор заново вычислять значения аргументов перед каждым вызовом. Следующий декоратор делает это:
from copy import deepcopy def resetDefaults(f): defaults = f.func_defaults def resetter(*args, **kwds): f.func_defaults = deepcopy(defaults) return f(*args, **kwds) resetter.__name__ = f.__name__ return resetter
Просто примените этот декоратор к функции, чтобы получить ожидаемые результаты:
@resetDefaults # так мы применяем декоратор def function(item, stuff = ): stuff.append(item) print stuff function(1) # выводит "" function(2) # выводит "", как и ожидалось

5.2. Переменное число аргументов

Python позволяет использовать произвольное число аргументов в функциях. Сначала определяются обязательные аргументы (если они есть), затем нужно указать переменную со звездочкой. Python присвоит ей значение списка остальных (не именованных) аргументов:
def do_something(a, b, c, *args): print a, b, c, args do_something(1,2,3,4,5,6,7,8,9) # выводит "1, 2, 3, (4, 5, 6, 7, 8, 9)"
Зачем это нужно? Например, функция должна принимать несколько элементов и делать с ними одно и то же (например, складывать). Можно заставить пользователя передавать функции список: sum_all(). А можно позволить передавать произвольное число аргументов, тогда получится более чистый код: sum_all(1,2,3).

Функция также может иметь переменное число именованных аргументов. После определения всех остальных аргументов укажите переменную с "**" в начале. Python присвоит этой переменной словарь полученных именованных аргументов, кроме обязательных:
def do_something_else(a, b, c, *args, **kwargs): print a, b, c, args, kwargs do_something_else(1,2,3,4,5,6,7,8,9, timeout=1.5) # выводит "1, 2, 3, (4, 5, 6, 7, 8, 9), {"timeout": 1.5}"
Зачем так делать? Я считаю, самая распространенная причина - функция является оберткой другой функции (или функций), и неиспользуемые именованные аргументы могут быть переданы другой функции (см. п. 5.3).

5.2.1. Уточнение

Использование именованных аргументов и произвольного числа обычных аргументов после них, по-видимому, невозможно, потому что именованные аргументы должны быть определены до "*"-параметра. Например, представим функцию:
def do_something(a, b, c, actually_print = True, *args): if actually_print: print a, b, c, args
У нас проблема: не получится передать actually_print как именованный аргумент, если при этом нужно передать несколько неименованных. Оба следующих варианта вызовут ошибку:
do_something(1, 2, 3, 4, 5, actually_print = True) # actually_print сначала приравнивается к 4 (понятно, почему?), а затем # переопределяется, вызывая TypeError ("got multiple values for keyword argument") do_something(1, 2, 3, actually_print = True, 4, 5, 6) # Именованные аргументы не могут предшествовать обычным. Происходит SyntaxError. Единственный способ задать actually_print в этой ситуации - передать его как обычный аргумент: do_something(1, 2, 3, True, 4, 5, 6) # результат: "1, 2, 3, (4, 5, 6)"
Единственный способ задать actually_print в этой ситуации - передать его как обычный аргумент:
do_something(1, 2, 3, True, 4, 5, 6) # результат: "1, 2, 3, (4, 5, 6)"

5.3. Передача списка или словаря в качестве нескольких аргументов

Поскольку можно получить переданные аргументы в виде списка или словаря, нет ничего удивительного в том, что передавать аргументы функции тоже можно из списка или словаря. Синтаксис совершенно такой же, как в предыдущем пункте, нужно поставить перед списком звездочку:
args = pow(*args) # возвращает pow(5,2), т. е. 25
А для словаря (что используется чаще) нужно поставить две звездочки:
def do_something(actually_do_something=True, print_a_bunch_of_numbers=False): if actually_do_something: print "Something has been done" # if print_a_bunch_of_numbers: print range(10) kwargs = {"actually_do_something": True, "print_a_bunch_of_numbers": True} do_something(**kwargs) # печатает "Something has been done", затем ""
Историческая справка: в Python до версии 2.3 для этих целей использовалась встроенная функция apply (function, arg_list, keyword_arg_dict)".

У каждой операции есть свои операторы. В унарных и бинарных операциях применяются базовые операторы (сложение, вычитание, отрицание, унарный плюс, унарный минус, присваивание). Тернарный имеет три аргумента: условие if, выражение, если условие == true, и выражение, если условие == false.

Понять, что такое оператор, поможет следующий пример.

A = b + c

К переменной b прибавляется c, результат присваивается переменной a. Весь пример в целом a = b + c - это выражение. Переменные, которые в нем фигурируют, - это операнды. Производимая операция - сложение, а используемый для этого оператор - “+”.

Арифметические операторы Python

Пайтон предоставляет огромное количество библиотек для решения вычислительных задач. Большой набор методов ставит Python на один уровень с Matlab и Octave. Арифметические операции применяются относительно к целым числам типа int, вещественным типа float, комплексным complex.

Если в качестве аргументов операции используются только целые числа, результат тоже будет целым. Операции между числами с плавающей точкой в результате дадут целое и дробное. Единственная операция, при которой взаимодействие целых чисел дает дробное, - это деление.

Все возможные арифметические операции приведены в таблице.

Добавление одного числа к другому выполняет оператор additional. Вычитание осуществляется с помощью subtraction. Умножение одного числа на другое происходит с multiplication. Возведение в степень осуществляется с помощью exponenta. Для деления используется division.

Оператор modulus (%) возвращает остаток от деления левого операнда на правый. Если переменная a = 10, переменная b = 20, то b%a == 0. Что такое оператор деления с остатком, легко понять на следующем примере. Если 9/2 == 4.5, то 9//2 возвращает результат, равный 4. Деление с floor division (//) возвращает целое число от операции деления левого операнда на правый.

Выполнение любых операций осуществляется непосредственно самими числами или перемеными, которым присвоены числовые значения. Результатом может являться другая переменная либо одна из существующих.

Наряду с целыми и вещественными числами в Python существуют комплексные числа. Они состоят из действительной и мнимой части. Записываются в виде c = a+bj, где а - действительная часть,

C.real() #a

b - мнимая.

C.imag() #b

Арифметические операции c комплексными числами имеют те же свойства, что и с вещественными. Использование complex numbers можно представить на плоскости с прямоугольной системой координат. Точка a пересечения оси X и оси Y соответствует комплексному числу x + yi. Таким образом, на оси X располагаются вещественные числа, а на вертикальной оси Y - мнимые.

Сравнение

Операторы в Python используется для сравнения переменных. Кроме стандартных, известных из математических задач, существует проверка по значению и по типу, а также проверка неравенства.

Операции сравнения осуществляются в виде a x b, где x - это оператор сравнения.

В программировании оператор “=” работает не так, как в математике. Соответствие значений каждого аргумента определяется оператором “==”, но “=” только присваивает значение. С помощью!= проверяется неравенство переменных. Этот оператор можно заменить как “<>”, что не является стандартным оператором в других языках, как Си, Джава или Джаваскрипт.

Присваивание

Операторы Python присваивают значение переменной.

Присваивание является одной из центральных конструкций в программировании. С его помощью переменным задаются некоторые значения, они могут изменяться в ходе программы.

Алгоритм работы:

• вычисление левостороннего значения;
• вычисление правостороннего значения;
• присвоение одного значения другому - при конфликте типов должно быть осуществлено их приведение;
• возврат результата операции - true или false.

И математической операции работают по такому принципу:

a x b, где x - это оператор, означает что a = a x b. Таким образом, a += b говорит о том, что значение переменной a прибавляется к значению переменной b, а их результат присваивается переменной a. То же самое происходит с другими примерами. Например, a **= b расшифровывается как a = a ** b, то есть a возводится в степень b, результат в итоге присваивается a.

Условия

Проверка условий выполняется с помощью тернарного оператора Python.

Он состоит из двух или трех частей:

• if - проверяемое выражение;
• elif - необязательная инструкция (аналогичная if else или elseif);
• else - основная инструкция.

a = int(input()) if X: A = Y else: A = Z

Выражение можно задать в одной строке.

A = Y if X else Z

Части else и elseif можно отбрасывать, выражение выглядит так:

If 1: print("hello 1")

В Пайтоне существуют операторы break и continue. Break прерывает выполнение кода на всех уровнях. Continue прекращает текущую итерацию, продолжает выполнение со следующей точки.

Побитовые

Такие операторы Python интерпретируют операнды как последовательность нулей и единиц.

Они используют числа в двоичном представлении, возвращают результат в виде 32-битного числа.

a = 0 #a = 1 #a = 2 #a = 3 #a = 255 #

Отрицательное число в двоичном формате получается методом замены бита на противоположное и прибавления 1.

314 #-314 #+ 1 =

Отличие a >> b от a >>> b в том, что при сдвиге и отбрасывании правых значений слева добавляются копии первых битов.

9 #9 >> 2 #-9 #-9 >> 2 #

Но при a >>> b левые значение будут заполнены нулями.

9 #-9 >>> 2 #

Логические

Всего существует три логических оператора.

• and - возвращает true, если a == b == x;
• or - возвращает true есть a == x или b == x;
• not - возвращает false, если a == b == x.

Принадлежность

Оператор принадлежности проверяет, является ли переменная частью некоторой последовательности.

• a in b возвращает true, если находит переменную a в последовательности b;
• a not in b возвращает true, если не находит переменную а в последовательности b.

Тождественность

• a is b возвращает true, если переменные справа и слева указывают на один объект;
• a is not b возвращает true, если переменные не указывают на один объект.

Приоритеты

В списке приведены операторы и выражения, отсортированные по приоритету выполнения от меньшего к большему.

Операторы в Python и их приоритет выполнения:

• Лямбда выражения.
• Python.
• Булевое ИЛИ.
• Булевое И.
• Булевое НЕ.
• Операторы тождественности, принадлежности, операторы присваивания.
• Битовый ИЛИ.
• Битовый НЕ.
• Битовый И.
• Битовый оператор сдвига битов.
• Сложение и вычитание.
• Умножение и деление, включая операцию получения остатка деления и целого числа.
• Битовое НЕ.
• Возведение в степень.
• Обращение к элементу массива по индексу, слайсинг, обращение к объекту класса, вызов функции с аргументами.

Первый пункт в списке - лямбда-выражение. Lambda expression используется для создания анонимных функций. Лямбда ведет себя как обычная функция, и объявляется в виде

Def (arguments): return expression

После лямбда-выражения следуют операции, выполняемые тернарным оператором Python.

В конце списка располагаются методы манипуляции массивом и функциями. Обращение к элементу массива по индексу выглядит так:

В рассматриваемом случае а - это массив, i - это индекс элемента.

Слайсинг означает передачу полной копии массива или выборочную последовательность из членов списка. Диапазон желаемых значения указывается в . В качестве аргументов x представляется начало отсчета, y - конец, а z - шаг прохождения по элементам массива при каждой итерации. X по умолчанию обозначает начало списка, y - конец, z равняется единице. Если указать z как отрицательное число, значения списка передаются в обратном порядке с конца к началу.

Оператор	Описание	Примеры
+	Сложение - Суммирует значения слева и справа от оператора	15 + 5 в результате будет 20 20 + -3 в результате будет 17 13.4 + 7 в результате будет 20.4
-	Вычитание - Вычитает правый операнд из левого	15 - 5 в результате будет 10 20 - -3 в результате будет 23 13.4 - 7 в результате будет 6.4
*	Умножение - Перемножает операнды	5 * 5 в результате будет 25 7 * 3.2 в результате будет 22.4 -3 * 12 в результате будет -36
/	Деление - Делит левый операнд на правый	15 / 5 в результате будет 3 5 / 2 в результате будет 2 (В Python 2.x версии при делении двух целых чисел результат будет целое число) 5.0 / 2 в результате будет 2.5 (Чтобы получить "правильный" результат хотя бы один операнд должен быть float)
%	Деление по модулю - Делит левый операнд на правый и возвращает остаток.	6 % 2 в результате будет 0 7 % 2 в результате будет 1 13.2 % 5 в результате 3.2
**	Возведение в степень - возводит левый операнд в степень правого	5 ** 2 в результате будет 25 2 ** 3 в результате будет 8 -3 ** 2 в результате будет -9
//	Целочисленное деление - Деление в котором возвращается только целая часть результата. Часть после запятой отбрасывается.	12 // 5 в результате будет 2 4 // 3 в результате будет 1 25 // 6 в результате будет 4

Операторы сравнения в Python:

Оператор	Описание	Примеры
==	Проверяет равны ли оба операнда. Если да, то условие становится истинным.	5 == 5 в результате будет True True == False в результате будет False "hello" == "hello" в результате будет True
!=		12 != 5 в результате будет True False != False в результате будет False "hi" != "Hi" в результате будет True
<>	Проверяет равны ли оба операнда. Если нет, то условие становится истинным.	12 <> 5 в результате будет True. Похоже на оператор!=
>	Проверяет больше ли значение левого операнда, чем значение правого. Если да, то условие становится истинным.	5 > 2 в результате будет True. True > False в результате будет True. "A" > "B" в результате будет False.
<	Проверяет меньше ли значение левого операнда, чем значение правого. Если да, то условие становится истинным.	3 < 5 в результате будет True. True < False в результате будет False. "A" < "B" в результате будет True.
>=	Проверяет больше или равно значение левого операнда, чем значение правого. Если да, то условие становится истинным.	1 >= 1 в результате будет True. 23 >= 3.2 в результате будет True. "C" >= "D" в результате будет False.
<=	Проверяет меньше или равно значение левого операнда, чем значение правого. Если да, то условие становится истинным.	4 <= 5 в результате будет True. 0 <= 0.0 в результате будет True. -0.001 <= -36 в результате будет False.

Операторы присваивания в Python:

Оператор	Описание	Примеры
=	Присваивает значение правого операнда левому.	c = 23 присвоит переменной с значение 23
+=	Прибавит значение правого операнда к левому и присвоит эту сумму левому операнду.	с = 5 а = 2 с += а равносильно: с = с + а. с будет равно 7
-=	Отнимает значение правого операнда от левого и присваивает результат левому операнду.	с = 5 а = 2 с -= а равносильно: с = с - а. с будет равно 3
*=	Умножает правый операнд с левым и присваивает результат левому операнду.	с = 5 а = 2 с *= а равносильно: с = с * а. c будет равно 10
/=	Делит левый операнд на правый и присваивает результат левому операнду.	с = 10 а = 2 с /= а равносильно: с = с / а. c будет равно 5
%=	Делит по модулю операнды и присваивает результат левому.	с = 5 а = 2 с %= а равносильно: с = с % а. c будет равно 1
**=	Возводит в левый операнд в степень правого и присваивает результат левому операнду.	с = 3 а = 2 с **= а равносильно: с = с ** а. c будет равно 9
//=	Производит целочисленное деление левого операнда на правый и присваивает результат левому операнду.	с = 11 а = 2 с //= а равносильно: с = с // а. c будет равно 5

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:

Оператор	Описание	Примеры
&	Бинарный "И" оператор, копирует бит в результат только если бит присутствует в обоих операндах.	(a & b) даст нам 12, которое в двоичном формате выглядит так 0000 1100
|	Бинарный "ИЛИ" оператор копирует бит, если тот присутствует в хотя бы в одном операнде.	(a | b) даст нам 61, в двоичном формате 0011 1101
^	Бинарный "Исключительное ИЛИ" оператор копирует бит только если бит присутствует в одном из операндов, но не в обоих сразу.	(a ^ b) даст нам 49, в двоичном формате 0011 0001
~	Бинарный комплиментарный оператор. Является унарным (то есть ему нужен только один операнд) меняет биты на обратные, там где была единица становиться ноль и наоборот.	(~a) даст в результате -61, в двоичном формате выглядит 1100 0011.
<<	Побитовый сдвиг влево. Значение левого операнда "сдвигается" влево на количество бит указанных в правом операнде.	a << 2 в результате даст 240, в двоичном формате 1111 0000
>>	Побитовый сдвиг вправо. Значение левого операнда "сдвигается" вправо на количество бит указанных в правом операнде.	a >> 2 даст 15, в двоичном формате 0000 1111

Логические операторы в Python:

Оператор	Описание	Примеры
and	Логический оператор "И". Условие будет истинным если оба операнда истина.	True and True равно True. True and False равно False. False and True равно False. False and False равно False.
or	Логический оператор "ИЛИ". Если хотя бы один из операндов истинный, то и все выражение будет истинным.	True or True равно True. True or False равно True. False or True равно True. False or False равно False.
not	Логический оператор "НЕ". Изменяет логическое значение операнда на противоположное.	not True равно False. not False равно True.

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 :

Операторы тождественности в Python:

Операторы тождественности сравнивают размещение двух объектов в памяти компьютера.

Приоритет операторов в Python

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

Оператор	Описание
**	Возведение в степень
~ + -	Комплиментарный оператор
* / % //	Умножение, деление, деление по модулю, целочисленное деление.
+ -	Сложение и вычитание.
>> <<	Побитовый сдвиг вправо и побитовый сдвиг влево.
&	Бинарный "И".
^ |	Бинарный "Исключительное ИЛИ" и бинарный "ИЛИ"
<= < > >=	Операторы сравнения
<> == !=	Операторы равенства
= %= /= //= -= += *= **=	Операторы присваивания
is is not	Тождественные операторы
in not in	Операторы членства
not or and	Логические операторы