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Python 基础语法与数据类型(四) - 布尔类型 (bool) 与逻辑运算符 (and, or, not) 和类型转换

news 来源：原创 2025/9/20 22:36:35

文章目录

- - 布尔类型 (bool)
  - 逻辑运算符 (and, or, not)
  - 布尔值的“真值”判断 (Truthiness / Falsiness)
  - 类型转换 (Type Casting)
  - 总结

在前面的文章中，我们学习了数字类型（整型、浮点型）和字符串。今天，我们要介绍另一种非常基础且极其重要的数据类型：布尔类型 (bool)。布尔类型是编程中进行逻辑判断和控制程序流程的基础。我们还会学习如何使用逻辑运算符组合布尔值，以及如何在不同数据类型之间进行转换。

布尔类型 (bool)

布尔类型只有两个可能的值：True 和 False。它们是 Python 内置的关键字，注意首字母大写。

布尔值通常是比较表达式的结果。在 Python 中，可以使用各种比较运算符来生成布尔值：

==：等于
!=：不等于
>：大于
<：小于
>=：大于或等于
<=：小于或等于

让我们看一些例子：

# 比较数字
print(10 == 10) # 输出: True
print(5 > 10)   # 输出: False
print(20 <= 20) # 输出: True
print(100 != 50) # 输出: True# 比较字符串 (按字典顺序)
print("apple" == "apple") # 输出: True
print("apple" > "banana") # 输出: False
print("Python" != "python") # 输出: True (区分大小写)# 比较其他类型
print(True == 1) # 输出: True (在数值语境下，True 被视为 1，False 被视为 0)
print(False == 0) # 输出: True
print("Hello" == "hello") # 输出: False# 获取变量的布尔值
is_equal = (10 == 10)
is_greater = (5 > 10)
print(is_equal)  # 输出: True
print(is_greater) # 输出: Falseprint(type(is_equal)) # 输出: <class 'bool'>

布尔值是程序做出决策的基石。例如，在条件语句（如 if 语句，我们后面会学到）中，程序会根据布尔值的真假来决定执行哪部分代码。

逻辑运算符 (and, or, not)

逻辑运算符用于组合或修改布尔表达式。Python 中有三个主要的逻辑运算符：and、or 和 not。

and (逻辑与):
如果 and 两边的布尔值都为 True，则结果为 True；否则，结果为 False。

A	B	A and B
True	True	True
True	False	False
False	True	False
False	False	False

print(True and True)   # 输出: True
print(True and False)  # 输出: False
print(False and True)  # 输出: False
print(False and False) # 输出: False# 结合比较表达式
age = 25
has_ticket = True
is_allowed = (age >= 18) and has_ticket
print(is_allowed) # 输出: True (因为 age >= 18 是 True，has_ticket 是 True)age = 16
is_allowed = (age >= 18) and has_ticket
print(is_allowed) # 输出: False (因为 age >= 18 是 False)

短路求值 (Short-circuit Evaluation): and 运算符有一个特性叫做短路求值。如果 and 左边的表达式已经为 False，那么 Python 就不会再计算右边的表达式了，因为无论右边是什么，整个 and 表达式的结果都一定是 False。

# 示例: 如果第一个条件是 False，第二个条件（可能导致错误）就不会执行
# def might_raise_error():
#    print("Executing second part...")
#    # ... 这里的代码可能出错 ...
#    return True# print(False and might_raise_error()) # might_raise_error() 不会执行，直接输出 False

or (逻辑或):
如果 or 两边的布尔值至少有一个为 True，则结果为 True；只有当两者都为 False 时，结果才为 False。

A	B	A or B
True	True	True
True	False	True
False	True	True
False	False	False

print(True or True)   # 输出: True
print(True or False)  # 输出: True
print(False or True)  # 输出: True
print(False or False) # 输出: False# 结合比较表达式
is_weekend = False
is_holiday = True
is_day_off = is_weekend or is_holiday
print(is_day_off) # 输出: True (因为 is_holiday 是 True)is_weekend = False
is_holiday = False
is_day_off = is_weekend or is_holiday
print(is_day_off) # 输出: False

短路求值 (Short-circuit Evaluation): or 运算符也有短路求值特性。如果 or 左边的表达式已经为 True，那么 Python 就不会再计算右边的表达式了，因为无论右边是什么，整个 or 表达式的结果都一定是 True。

# 示例: 如果第一个条件是 True，第二个条件就不会执行
# def might_raise_error():
#    print("Executing second part...")
#    return False# print(True or might_raise_error()) # might_raise_error() 不会执行，直接输出 True

not (逻辑非):
not 运算符是一元运算符（只作用于一个布尔值），它会颠倒布尔值的结果。not True 是 False，not False 是 True。

A	not A
True	False
False	True

print(not True)  # 输出: False
print(not False) # 输出: True# 结合比较表达式
is_adult = (age >= 18)
is_child = not is_adult
print(is_child) # 输出: True (如果 age 是 16)

运算符优先级： 逻辑运算符也有优先级。not > and > or。这意味着在一个表达式中，not 会最先计算，然后是 and，最后是 or。为了避免混淆和确保逻辑正确，强烈建议在需要的地方使用圆括号 () 来明确运算顺序。

# 示例：使用圆括号提高可读性和控制顺序
is_eligible = (age >= 18 and has_ticket) or is_vip

布尔值的“真值”判断 (Truthiness / Falsiness)

这是 Python 中一个非常重要的概念。在需要布尔值的上下文（比如 if 语句、while 循环条件）中，Python 不仅仅接受显式的 True 或 False。任何值都可以被解释为一个布尔值。Python 会判断这个值是“像真值”还是“像假值”。

以下是 Python 中被视为“假值 (Falsy)” 的常见情况：

None
False
数字类型的零：0 (整型), 0.0 (浮点型), 0j (复数)
空序列：'' 或 "" (空字符串), [] (空列表), () (空元组), {} (空字典), set() (空集合)
空范围对象：range(0)

所有其他值都被视为“真值 (Truthy)”。

你可以使用内置的 bool() 函数来显式地查看一个值的布尔解释：

# 假值示例
print(bool(None))     # 输出: False
print(bool(False))    # 输出: False
print(bool(0))        # 输出: False
print(bool(0.0))      # 输出: False
print(bool(""))       # 输出: False
print(bool(''))       # 输出: False
print(bool([]))       # 输出: False
print(bool(()))       # 输出: False
print(bool({}))       # 输出: False
print(bool(set()))    # 输出: False
print(bool(range(0))) # 输出: False# 真值示例
print(bool(True))       # 输出: True
print(bool(1))          # 输出: True (任何非零数字)
print(bool(-5))         # 输出: True
print(bool(3.14))       # 输出: True
print(bool("Hello"))    # 输出: True (非空字符串)
print(bool([1, 2]))     # 输出: True (非空列表)
print(bool((1,)))       # 输出: True (非空元组)
print(bool({"a": 1}))   # 输出: True (非空字典)

理解真值判断对于编写简洁的 Python 代码非常重要。例如，检查一个列表是否为空，可以直接写 if my_list: 而不是 if len(my_list) > 0:。

类型转换 (Type Casting)

在编程中，我们经常需要在不同数据类型之间进行转换。Python 提供了内置函数来执行这些转换。我们已经看到了 bool() 函数，现在我们看看其他常用的转换函数：

int(x): 将 x 转换为整数。
float(x): 将 x 转换为浮点数。
str(x): 将 x 转换为字符串。

1. 转换为整数 (int())

从浮点数转换：截断小数部分，只保留整数部分（不是四舍五入）。
从字符串转换：字符串必须是有效的整数表示（可选带正负号）。如果字符串不是有效的整数，会引发 ValueError。
从布尔值转换：True 转换为 1，False 转换为 0。

print(int(10.8))    # 输出: 10
print(int(-3.9))    # 输出: -3
print(int("123"))   # 输出: 123
print(int("-45"))   # 输出: -45
# print(int("12.3")) # 引发 ValueError
# print(int("abc"))  # 引发 ValueError
print(int(True))    # 输出: 1
print(int(False))   # 输出: 0

2. 转换为浮点数 (float())

从整数转换：在整数后添加 .0。
从字符串转换：字符串必须是有效的数字表示（整数或浮点数，可选带正负号，可选指数）。如果字符串不是有效的数字，会引发 ValueError。
从布尔值转换：True 转换为 1.0，False 转换为 0.0。

print(float(10))      # 输出: 10.0
print(float("12.34")) # 输出: 12.34
print(float("-5"))    # 输出: -5.0
print(float("1e-3"))  # 输出: 0.001 (科学计数法)
# print(float("abc")) # 引发 ValueError
print(float(True))    # 输出: 1.0
print(float(False))   # 输出: 0.0

3. 转换为字符串 (str())

这是最通用的转换函数。它可以将几乎任何类型的值转换为其字符串表示形式。

print(str(123))     # 输出: "123"
print(str(3.14))    # 输出: "3.14"
print(str(True))    # 输出: "True"
print(str([1, 2, 3])) # 输出: "[1, 2, 3]" (列表的字符串表示)
print(str({"a": 1}))  # 输出: "{'a': 1}" (字典的字符串表示)

4. 转换为布尔值 (bool())

正如我们上面讨论的，bool() 函数会根据一个值的“真值”规则返回 True 或 False。

print(bool(100))      # 输出: True
print(bool(0))        # 输出: False
print(bool("Python")) # 输出: True
print(bool(""))       # 输出: False
print(bool([1, 2]))   # 输出: True
print(bool([]))       # 输出: False

总结

在本文中，我们深入学习了：

布尔类型 (bool)，它只有 True 和 False 两个值，通常由比较运算产生。
逻辑运算符 (and, or, not)，用于组合和修改布尔表达式，并了解了它们的短路求值特性。
真值判断 (Truthiness/Falsiness)，理解了在布尔上下文中，Python 如何将不同类型的值解释为 True 或 False。
常用的类型转换函数 (int(), float(), str(), bool())，掌握了如何在基本数据类型之间进行转换。

文章目录

布尔类型 (bool)

逻辑运算符 (and, or, not)

布尔值的“真值”判断 (Truthiness / Falsiness)

类型转换 (Type Casting)

总结

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