python布爾類型和邏輯運算

布爾類型

python中True表示真，False表示假，它們是布爾類型：

>>> type(True)
<class 'bool'>

在python中，bool的True和False是數值1和0的字元串表示格式，實際上bool類型是int類型的一個子類。

>>> bool.__bases__
(<class 'int'>,)

因為True/False是數值1和0的另一種表示方式，它們可以直接參与數值運算。

>>> True + 2
3
>>> False + 2 - 1
1

True/False的各種形式

雖然True代表1，False代表0。但實際上，python中的任何一個數據對象要麼是True，要麼是False，所以可以直接在布爾測試的表達式中使用，而並非一定要去大小比較、通過函數測試等等。比如：

if "a":
while 1:

可以通過bool()函數來測試數據對象、表達式是True還是False。例如：

>>> bool(0)
False
>>> bool(1)
True
>>> bool('a')
True
>>> bool('')
False

那麼，哪些類型的數據是True，哪些類型的數據是False？

• 整數值0、浮點數值0.0等、空字元串都為假
  
• None為假
  
• 空數據對象都是假，比如[]、{}、()等
  • 元組比較特殊，如果元組中有元素，但全是為假的元素，則也為假

以下是各種內置數據類型的一些真、假示例：

          True                 False
        ----------------------------------
number:   1、1.1               0、0.0
string:   'a'                  ''
None:                          None
list:     ['a']、[1]           []
       [0]、['']、[None]
Set/Dict: {'a'}                {}
tuple:    ('a')、(1)           ()、('')、(0)、(None)

看幾個示例：

>>> bool(1), bool(0)
(True, False)

>>> bool('a'), bool('')
(True, False)

>>> bool(None)
False

>>> bool(['a']), bool([1]), bool([]), bool(['']), bool([()])
(True, True, False, True, True)

>>> bool({'a'}), bool({}), bool({''})
(True, False, True)

>>> bool(('a')), bool(()), bool(('')), bool((0)), bool(({}))
(True, False, False, False, False)

None

None為假，它不是表示對象為空，也不是表示對象未定義。它自身就是一個實實在在的數據對象，在記憶體中有自己的記憶體地址。可以認為，None是一種特殊的數據對象，像數值1、字元串'a'一樣，只不過記憶體中這個數據對象裡面存儲的數據是我們不得而知的，但它永遠表示為False。

在Python中，沒有顯式定義return語句的函數、方法並不意味著沒有返回值，它們的預設返回值是None。比如print()函數：

>>> a=print("aa")
aa
>>> print(a)
None

None有時候有些小技巧。比如，訪問或設置超出列表長度的元素時會報錯：

>>> S = []
>>> S[1]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range
>>> S[1] = 2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list assignment index out of range

但是可以預先將某些數量的None對象填充到列表中去，這樣列表就具備了元素，儘管它們都是None對象。

例如，向列表中填充10個None元素：

>>> S = [None] * 10
>>> S
[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]
>>> S[1]
>>> S[1] = 2
>>> S
[None, 2, None, None, None, None, None, None, None, None]

當然，將None換成其它數據也一樣可以，比如0，但用None來填充，一看就知道是為了填充而填充的占位符，不是實際要操作的元素。

另外，預先填充並不能限制列表的長度，可以繼續向這個列表中append()新元素。

邏輯運算：and、or、not

python中只支持字元形式的and、or、not邏輯運算，不支持符號類型的&&、||、!。

• X and Y：X和Y都為真時，返回真
  
• X or Y：X或Y為真，返回真
  
• not X：X真假取反

需要註意，and和or會短路運算(即只要能確定真假關係，就立即停止運算)，並返回運算的結果(不是返回True/False，而是返回表達式的運算結果)。而not運算是返回True/False的。

例如，and的邏輯運算：

>>> 2 and 3, 3 and 2
(3, 2)
>>> [] and {}
[]
>>> 3 and []
[]

上面第一行and測試，因為and左邊的都是True，所以必須得評估and右邊的值，那麼不管and右邊是True還是False，都會返回and右邊的值，比如第一行and測試，第三行and測試。第二行and測試中，因為and左邊為False，所以直接能確定為False，所以直接短路返回[]。

再看or邏輯運算：

>>> 2 or 3,3 or 2
(2, 3)
>>> [] or 3
3
>>> [] or {}
{}

上面第一行or測試，因為or左邊已經能直接確定為True，所以直接短路返回or左邊的值。第二行和第三行or測試，因為or左邊都為False，所以必須測試右邊的，所以不管or右邊是True還是False，都返回or右邊的值。

再次說明，and、or返回的不是True/False的布爾值，而是邏輯表達式的運算結果。但因為python中只要是數據，要麼是True，要麼是False，所以and/or/not都可以用於真假測試，只不過and/or還可以在布爾測試的基礎上進行賦值操作。

例如，如果變數a為False，就賦值為某個值，否則採用a原有的值。

a = a or "hhhh"

更通用的，變數A取X、Y、Z等表達式中的一個。

A = X or Y
A = X or Y or Z

不僅如此，and/or還能實現if中選擇值的功能。例如，下麵是等價的：

A = (( X and Y) or Z)

if X:
  A = Y
else:
  A = Z

當然，這種用and/or實現邏輯的可讀性太差，能用if的當然用if。