算术与赋值运算

变量作为数据的容器。Julia程序经常需要使用这些值进行计算，并将结果存回变量中。算术和赋值运算是完成此操作的主要方式，它们是几乎所有Julia程序的基础。

算术运算：计算的基本组成部分

算术运算是在Julia中进行数学计算的方式。你可能在日常数学中遇到过这些运算。Julia对大多数这些运算使用标准符号。

• 加法 (+): 将两个数字相加。

  julia> 5 + 3
  8
  

• 减法 (-): 从第一个数字中减去第二个数字。

  julia> 10 - 4
  6
  

• 乘法 (*): 将两个数字相乘。

  julia> 7 * 6
  42
  

• 除法 (/): 将第一个数字除以第二个数字。除法总是得到一个浮点数，即使是精确除法也是如此。

  julia> 10 / 2
  5.0
  
  julia> 7 / 2
  3.5
  

Julia提供了一些更有用的特殊算术运算符：

• 整除 (÷ 或 div()): 执行除法并返回商的整数部分，舍弃任何余数。你可以在Julia REPL或许多支持Julia的编辑器中通过输入 \div 然后按Tab键来输入 ÷ 符号。

  julia> 10 ÷ 3  # \div<TAB>
  3
  
  julia> div(10, 3)
  3
  

• 取余 (% 或 rem()): 返回整除后的余数。这通常被称为模运算符。

  julia> 10 % 3
  1
  
  julia> rem(10, 3)
  1
  

  取余运算符对于检查数字是偶数还是奇数（例如，number % 2 == 0 表示偶数）等任务很有用。

• 幂运算 (^): 将第一个数字提高到第二个数字的幂。

  julia> 2^3  # 2 to the power of 3
  8
  
  julia> 5^2
  25
  

• 一元减号和加号 (-, +): 减号也可以用来对数字取反。加号可以用来表示正数，尽管它通常被省略。

  julia> x = 5
  5
  julia> -x
  -5
  julia> +x
  5
  

运算符优先级

当一个表达式包含多个运算符时，Julia遵循标准的运算顺序，这通常可以通过像PEMDAS/BODMAS（括号/方括号、指数/阶、乘法和除法、加法和减法）这样的缩写词来记住。这意味着 * 和 / 在 + 和 - 之前执行。

例如：

julia> 2 + 3 * 4
14

这里，3 * 4（即12）首先被计算，然后将2加到结果上，得到14。如果你想改变顺序，可以使用括号 ():

julia> (2 + 3) * 4
20

在这种情况下，由于括号的存在，2 + 3（即5）首先被计算，然后结果乘以4，得到20。

如果你不确定运算顺序，或者想让表达式更清晰易读，使用括号是一个好习惯。

下面是常见算术运算符及其典型优先级（优先级越高表示越早执行）的总结：

运算符	描述	示例	结果	优先级
^	幂运算	2 ^ 3	8	最高
- (一元)	取反	-5	-5	高
*, /, ÷, %	乘法、除法、整除、取余	6 * 2, 6 / 2, 7 ÷ 2, 7 % 2	12, 3.0, 3, 1	中
+, - (二元)	加法、减法	5 + 2, 5 - 2	7, 3	低

下图演示了表达式 value = 10 + 4 * 2 的计算顺序。乘法在加法之前执行，然后是赋值。

赋值运算：存储和更新值

在第2章中，你学习了变量以及如何使用等号 = 为它们赋值。这是最基本的赋值运算。

julia> width = 10    # Assigns the value 10 to the variable width
10

julia> height = 5     # Assigns the value 5 to the variable height
5

julia> area = width * height  # Calculates width * height (50) and assigns it to area
50

= 右侧的表达式首先被求值，然后其结果存储在左侧的变量中。

复合赋值运算符

通常，你会希望根据变量的当前值来修改其值。例如，你可能想将一个数字加到现有变量上。你可以这样写：

julia> score = 100
100

julia> score = score + 10
110

这是完全有效的。然而，Julia与许多其他编程语言一样，提供了一种使用复合赋值运算符（也称为增广赋值运算符）来编写此类操作的更简洁方式。

这些运算符将算术运算与赋值结合起来。以下是常用的：

• += (加法并赋值): x += y 是 x = x + y 的简写。

  julia> count = 5
  5
  julia> count += 3  # Same as count = count + 3
  8
  

• -= (减法并赋值): x -= y 是 x = x - y 的简写。

  julia> balance = 50.0
  50.0
  julia> balance -= 10.5 # Same as balance = balance - 10.5
  39.5
  

• *= (乘法并赋值): x *= y 是 x = x * y 的简写。

  julia> quantity = 3
  3
  julia> quantity *= 4   # Same as quantity = quantity * 4
  12
  

• /= (除法并赋值): x /= y 是 x = x / y 的简写。

  julia> total_value = 100.0
  100.0
  julia> total_value /= 4 # Same as total_value = total_value / 4
  25.0
  

• %= (取余并赋值): x %= y 是 x = x % y 的简写。

  julia> items = 27
  27
  julia> items_per_box = 5
  5
  julia> items %= items_per_box # Same as items = items % items_per_box (remainder)
  2
  

• ^= (幂运算并赋值): x ^= y 是 x = x ^ y 的简写。

  julia> num = 2
  2
  julia> num ^= 3 # Same as num = num ^ 3
  8
  

使用这些复合运算符可以使你的代码更短，有时也更易读，特别是在变量名较长时。

下面是这些赋值运算符的汇总表：

运算符	示例	等同于	描述
=	x = 5	x = 5	基本赋值
+=	x += 2	x = x + 2	加法并赋值
-=	x -= 2	x = x - 2	减法并赋值
*=	x *= 2	x = x * 2	乘法并赋值
/=	x /= 2	x = x / 2	除法并赋值
%=	x %= 2	x = x % 2	取余（模）并赋值
÷=	x ÷= 2	x = x ÷ 2	整除并赋值
^=	x ^= 2	x = x ^ 2	幂运算并赋值

关于运算中类型的一个说明

当你对不同类型的数字（例如整数和浮点数）执行算术运算时，Julia通常会自动将结果“提升”为可以准确表示这两个值的类型。例如，将 Int 类型与 Float64 类型相加通常会得到一个 Float64 类型：

julia> 10 + 5.5
15.5

julia> typeof(10)
Int64

julia> typeof(5.5)
Float64

julia> typeof(10 + 5.5)
Float64

这通常是你想要的结果，因为它防止了精度损失。我们在第2章中讨论了数据类型，并且当你编写更复杂的程序时，了解它们在运算过程中如何交互是很重要的。目前，请注意Julia会尝试合理地处理以保留你的数据。

算术和赋值运算是Julia中计算的主力。通过结合它们，你可以在程序中执行各种计算并有效地管理数据。当我们转向控制流时，你将看到这些运算如何融入到做出决策和重复任务的更大结构中。