一文搞懂 Python 3 中的布尔类型

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介绍

布尔数据类型可以是两个值之一，即True（真）或False（假）。在编程中，我们使用布尔值进行比较，并确定给定程序的控制流程。

布尔值表示与数学逻辑分支相关的真值，这影响计算机科学中的算法。布尔值以数学家乔治·布尔（George Boole）的名字命名，布尔值始终以大写B开头。在Python中，值True和False也始终使用大写的T和F，因为它们在Python中是特殊值。

在本教程中，我们将介绍在Python中了解布尔值的所需内容，并探讨比较运算符、逻辑运算符和真值表。

比较运算符

在编程中，比较运算符用于比较值并将其评估为单个布尔值，即 True 或 False。

下表列出了布尔比较运算符。

运算符	含义
==	等于
!=	不等于
<	小于
>	大于
<=	小于或等于
>=	大于或等于

为了理解这些运算符的工作原理，让我们在Python程序中将两个整数分配给两个变量：

x = 5
y = 8

在这个例子中，由于x的值是5，它小于y的值是8。

使用这两个变量及其关联的值，让我们遍历上表中的运算符。在我们的程序中，我们将要求Python打印出每个比较运算符是否评估为 True 或 False。为了帮助我们和其他人更好地理解这个输出，我们还将要求Python打印一个字符串，以显示它正在评估什么。

x = 5
y = 8

print("x == y:", x == y)
print("x != y:", x != y)
print("x < y:", x < y)
print("x > y:", x > y)
print("x <= y:", x <= y)
print("x >= y:", x >= y)

当我们运行这个程序时，我们将收到以下输出。

x == y: False
x != y: True
x < y: True
x > y: False
x <= y: True
x >= y: False

按照数学逻辑，Python 在上述每个表达式中评估：

• 5（x）是否等于8（y）？False
• 5是否不等于8？True
• 5是否小于8？True
• 5是否大于8？False
• 5是否小于或等于8？True
• 5是否不小于或等于8？False

尽管我们在这里使用的是整数，但我们可以用浮点数值替换它们。

字符串也可以与布尔运算符一起使用。它们是区分大小写的，除非您使用附加的字符串方法。

以下是在实践中如何使用布尔运算符比较字符串的方式：

Sammy = "Sammy"
sammy = "sammy"

print("Sammy == sammy: ", Sammy == sammy)

上述程序的输出返回如下。

Sammy == sammy:  False

上面的程序中，字符串"Sammy"不等于字符串"sammy"，因为它们不完全相同；一个以大写字母"S"开头，另一个以小写字母 "s" 开头。但是，如果我们添加另一个变量，该变量被赋予值"Sammy"，那么它们将被评估为相等：

Sammy = "Sammy"
sammy = "sammy"
also_Sammy = "Sammy"

print("Sammy == sammy: ", Sammy == sammy)
print("Sammy == also_Sammy", Sammy == also_Sammy)

运行上面的程序后，我们将得到以下输出。这表明只要字符串是绝对相同的（包括大小写），它们将从布尔逻辑的角度评估为相等。

Sammy == sammy:  False
Sammy == also_Sammy:  True

您还可以使用其他比较运算符，包括>和<，来比较两个字符串。Python将使用字符的ASCII值字典顺序来比较这些字符串。

我们还可以使用比较运算符评估布尔值：

t = True
f = False

print("t != f: ", t != f)

上面的程序将返回以下结果。

t != f:  True

如上面的输出所示，我们编写的代码评估了True是否等于False。

请注意等号=和==之间的差异。

x = y     # 将x设置为y的值
x == y    # 评估x是否等于y

第一个=是赋值运算符，将一个值设置为另一个值。第二个==是比较运算符，它将评估两个值是否相等。

逻辑运算符

有三个逻辑运算符用于比较值。它们将表达式评估为布尔值，返回True或False。这些运算符是and、or和not，在下表中定义了它们。

运算符	含义	示例
and	如果两个都为真，则为真	x and y
or	如果至少有一个为真，则为真	x or y
not	仅当为假时为真	not x

逻辑运算符通常用于评估两个或多个表达式是否为真或不为真。例如，它们可用于确定成绩是否合格且学生是否注册了该课程。如果这两种情况都为真，则学生将被分配一个等级。另一个例子是根据用户是否是在线商店的有效活跃客户来确定，这取决于他们是否有商店信用或在过去的6个月内是否购物。

为了理解逻辑运算符的工作原理，让我们评估三个表达式：

print((9 > 7) and (2 < 4))    # 两个原始表达式都为真
print((8 == 8) or (6 != 6))    # 一个原始表达式为真
print(not(3 <= 1))              # 原始表达式为假

True
True
True

在第一个例子中，print((9 > 7) and (2 < 4))，因为9 > 7和2 < 4都为真，所以and运算符被使用。

在第二个例子中，print((8 == 8) or (6 != 6))，由于8 == 8评估为真，所以6 != 6的评估为假并不重要，因为使用了or运算符。如果我们使用and运算符，这将评估为假。

在第三个例子中，print(not(3 <= 1))，not运算符否定了3 <=1返回的假值。让我们将浮点数替换为整数，并朝着False的方向进行评估：

print((-0.2 > 1.4) and (0.8 < 3.1))    # 一个原始表达式为假
print((7.5 == 8.9) or (9.2 != 9.2))    # 两个原始表达式都为假
print(not(-5.7 <= 0.3))                # 原始表达式为真

在上面的例子中：

• and必须至少有一个为False的表达式，评估为False，
• or必须使两个表达式都评估为False，
• not必须使其内部表达式为True，新表达式才能评估为False。

如果上面的结果对您来说不够清晰，我们将在下面通过一些真值表来让您迅速掌握。

您还可以使用and、or和not编写复合语句：

not((-0.2 > 1.4) and ((0.8 < 3.1) or (0.1 == 0.1)))

让我们首先看最内层的表达式：(0.8 < 3.1) or (0.1 == 0.1)。这个表达式评估为True，因为两个数学语句都为True。

现在，我们可以取得返回的值True，并将其与下一个内部表达式组合在一起：(-0.2 > 1.4) and (True)。这个示例返回False，因为数学语句-0.2 > 1.4为False，(False) and (True)返回False。

最后，我们有外部表达式：not(False)，它评估为True，因此如果我们打印此语句，最终的返回值将是：

True

逻辑运算符and、or和not评估表达式并返回布尔值。

真值表

有很多关于数学逻辑的知识，但我们可以选择性地学习其中一些，以提高我们在编程时的算法思维。

下面是比较运算符==的真值表，以及逻辑运算符and、or和not的真值表。虽然您可能能够通过推理出它们，但在构建计算机编程中的算法（指令）时，将它们记住也是有帮助的。

== 真值表

x	==	y	返回值
True	==	True	True
True	==	False	False
False	==	True	False
False	==	False	True

AND 真值表

x	and	y	返回值
True	and	True	True
True	and	False	False
False	and	True	False
False	and	False	False

OR 真值表

x	or	y	返回值
True	or	True	True
True	or	False	True
False	or	True	True
False	or	False	False

NOT 真值表

not	x	返回值
not	True	False
not	False	True

真值表是在逻辑中常见的数学表，对于在计算机编程中构建算法（指令）时，记住或牢记这些表是有用的。

使用布尔运算符进行流程控制

要通过流程控制语句控制程序的流程和结果，我们可以使用条件后跟子句。

条件评估为True或False的布尔值，表示在程序中做出决定的地方。也就是说，条件会告诉我们某事是否为True或False。

子句是跟随条件的代码块，并决定程序的结果。也就是说，它是构造“如果x为True，则执行此操作”形式的决策的做这个部分。

以下代码块展示了比较运算符与条件语句一起工作，以控制Python程序的流程：

if grade >= 65:                    # 条件
    print("Passing grade")         # 子句
else:
    print("Failing grade")

这个程序将评估每个学生的成绩是否及格。对于成绩为83的学生，第一个语句将评估为True，并触发Passing grade的打印语句。对于成绩为59的学生，第一个语句将评估为False，因此程序将继续执行与else表达式关联的打印语句：Failing grade。

因为Python中的每个对象都可以评估为True或False，PEP 8样式指南建议不要将值与True或False进行比较，因为这样做会降低可读性，并且经常会返回意外的布尔值。也就是说，您应该避免在程序中使用 if sammy == True:。相反，比较sammy与另一个非布尔值，该值将返回布尔值。

布尔运算符通过流程控制语句提供条件，可用于决定程序的最终结果。

结论

本教程讨论了属于布尔类型的比较和逻辑运算符，以及真值表和如何在程序流程控制中使用布尔值。

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