Thế giới lập trình Python

Các toán tử logic trong Python: and, or, not — Hướng dẫn toàn diện

Cú pháp cơ bản và luồng điều khiển
目次

1. Giới thiệu

Python được yêu thích rộng rãi như một ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ đọc cao. Sự linh hoạt và cú pháp trực quan của nó làm cho nó phổ biến với mọi người từ người mới bắt đầu đến chuyên nghiệp. Trong số các tính năng của nó, các toán tử logic là không thể thiếu khi viết các câu lệnh điều kiện, vòng lặp và các biểu thức điều kiện phức tạp. Bài viết này giải thích chi tiết các toán tử logic của Python — and, or, và not — bao quát mọi thứ từ cách sử dụng cơ bản đến các kỹ thuật nâng cao. Nó cũng bao gồm thứ tự ưu tiên của toán tử, cách đánh giá các giá trị không phải boolean, và cơ chế đánh giá ngắn mạch. Cuối cùng, chúng tôi đã bao gồm các ví dụ thực tế và một FAQ. Bằng cách đọc bài viết này, ngay cả những người mới bắt đầu Python cũng có thể làm chủ các toán tử logic và thực hiện các câu lệnh điều kiện và thao tác dữ liệu hiệu quả hơn. Chúng tôi hy vọng bạn thấy nó hữu ích.

2. Các loại toán tử logic trong Python và các ví dụ cơ bản

Python có ba toán tử logic chính. Dưới đây chúng tôi sẽ giải thích hành vi và cách sử dụng của từng cái một cách chi tiết với các ví dụ cụ thể.

and (AND logic)

and được đánh giá là True chỉ khi tất cả các điều kiện là True. Nếu thậm chí một điều kiện là False, toàn bộ biểu thức là False. Cách sử dụng cơ bản

x = 10
y = 20

if x > 5 and y < 30:
    print("Both conditions are met")
# Output: Both conditions are met

Trong ví dụ này, cả x > 5 và y < 30 đều được đáp ứng, vì vậy mã bên trong câu lệnh if được thực thi.

or (OR logic)

or được đánh giá là True nếu bất kỳ một điều kiện nào là True. Sử dụng nó khi bạn muốn kiểm tra xem ít nhất một trong số các điều kiện được thỏa mãn. Cách sử dụng cơ bản

age = 65

if age < 18 or age > 60:
    print("You are eligible for a discount")
else:
    print("Regular price applies")
# Output: You are eligible for a discount

Trong ví dụ này, vì age trên 60 tuổi, điều kiện được đánh giá là True.

not (NOT logic)

not đảo ngược kết quả đánh giá của một điều kiện. Nó chuyển True thành False và False thành True. Cách sử dụng cơ bản

is_logged_in = False

if not is_logged_in:
    print("You need to log in")
# Output: You need to log in

Trong ví dụ này, vì is_logged_in là False, not làm cho điều kiện được đánh giá là True.

Các ví dụ thực tế

Bạn cũng có thể kết hợp nhiều toán tử khi thiết lập các điều kiện.

x = 15
y = 10
z = 5

if (x > y and z < y) or not (x == 15):
    print("The conditions are met")
else:
    print("The conditions are not met")
# Output: The conditions are met

Khi thiết lập các biểu thức điều kiện phức tạp như thế này, điều quan trọng là sử dụng dấu ngoặc để làm rõ thứ tự đánh giá.

3. Hướng dẫn chi tiết về Thứ tự ưu tiên của Toán tử Logic Python: Cách viết Các biểu thức điều kiện chính xác

Trong Python, khi kết hợp nhiều toán tử logic, chúng được đánh giá theo thứ tự ưu tiên tương ứng. Hiểu thứ tự ưu tiên này giúp ngăn chặn hành vi không mong muốn và cho phép bạn viết các biểu thức điều kiện chính xác.

Quy tắc cơ bản của thứ tự ưu tiên

Thứ tự ưu tiên của các toán tử logic trong Python là như sau.

  1. not (cao nhất)
  2. and
  3. or (thấp nhất)

Ví dụ:

a = True
b = False
c = True

result = a or b and c
print(result)  # Output: True

Trong ví dụ này, b and c được đánh giá trước, và kết quả của nó được kết hợp với a or. Đánh giá của b and c là False, và a or False trở thành True.

Chỉ định thứ tự ưu tiên một cách rõ ràng bằng cách sử dụng dấu ngoặc

Sử dụng dấu ngoặc là một cách hiệu quả để làm rõ thứ tự ưu tiên, và nó cũng cải thiện khả năng đọc mã. Ví dụ:

a = True
b = False
c = True

result = (a or b) and c
print(result)  # Output: True

Trong trường hợp này, a or b được đánh giá trước, và sau đó and c được áp dụng. Sử dụng dấu ngoặc làm rõ ý định của chương trình.

Điều gì xảy ra nếu bạn bỏ qua thứ tự ưu tiên

Bỏ qua thứ tự ưu tiên có thể dẫn đến kết quả bất ngờ. Ví dụ:

x = 10
y = 5
z = 20

# If you ignore precedence
if x > y or z < y and z > x:
    print("The condition is met")
else:
    print("The condition is not met")
# Output: The condition is met

Trong đoạn mã này, z < y and z > x được ưu tiên, vì vậy kết quả có thể không được đánh giá đúng. Việc sử dụng dấu ngoặc sẽ cho phép bạn đặt các điều kiện một cách rõ ràng.

4. Các ví dụ minh họa cách các toán tử logic của Python đánh giá các giá trị không phải boolean

Trong Python, các toán tử logic không chỉ áp dụng cho các giá trị boolean mà còn cho các kiểu dữ liệu khác. Hiểu được hành vi này giúp bạn viết mã linh hoạt hơn.

Quy tắc đánh giá cho các giá trị không phải boolean

Các giá trị sau được coi là ‘false’ trong Python.

  • 0 (các kiểu số)
  • "" (chuỗi rỗng)
  • [] (danh sách rỗng)
  • None
  • False

Tất cả các giá trị khác được xem là ‘true’. Ví dụ:

value = 0 or "default value"
print(value)  # Output: default value

Trong ví dụ này, 0 được đánh giá là ‘false’, vì vậy giá trị "default value" được trả về.

Các ví dụ thực tế

Đặt giá trị dự phòng khi một điều kiện không được đáp ứng

user_input = ""
default_value = user_input or "No input"

print(default_value)  # Output: No input

Vì user_input là một chuỗi rỗng (được coi là ‘false’), nên "No input" được chọn thay thế.

5. Cách hoạt động của Short-Circuit Evaluation với các toán tử logic của Python

Các toán tử logic của Python sử dụng một tính năng gọi là “short-circuit evaluation”. Với cơ chế này, nếu kết quả đã được xác định trong quá trình đánh giá một biểu thức điều kiện, các phần còn lại sẽ bị bỏ qua và không được đánh giá. Điều này tránh việc tính toán không cần thiết và phép xử lý hiệu quả hơn.

Short-Circuit Evaluation: Toán tử and

and dừng việc đánh giá các điều kiện tiếp theo ngay khi nó gặp một điều kiện đánh giá là False. Điều này dựa trên tính chất rằng and chỉ True khi tất cả các điều kiện đều True. Ví dụ:

def check_condition():
    print("This function was executed")
    return True

result = False and check_condition()
print(result)  # Output: False (the function is not executed)

Trong ví dụ này, vì điều kiện đầu tiên là False, hàm check_condition() không được thực thi và toàn bộ biểu thức đánh giá là False.

Short-Circuit Evaluation: Toán tử or

or dừng việc đánh giá các điều kiện tiếp theo ngay khi nó gặp một điều kiện là True. Điều này dựa trên tính chất rằng or là True nếu bất kỳ điều kiện nào là True. Ví dụ:

def check_condition():
    print("This function was executed")
    return True

result = True or check_condition()
print(result)  # Output: True (the function is not executed)

Trong ví dụ này, vì điều kiện đầu tiên là True, hàm check_condition() không được thực thi và toàn bộ biểu thức đánh giá là True.

Các ví dụ thực tế của Short-Circuit Evaluation

Short-circuit evaluation đặc biệt hữu ích để tránh lỗi và bỏ qua các xử lý không cần thiết. Ví dụ tránh lỗi

a = None

if a is not None and a.value > 10:
    print("Condition met")
else:
    print("Condition not met")

Trong ví dụ này, nếu a is not None là False, a.value sẽ không được truy cập và lỗi (AttributeError) có thể được tránh. Đây là một ví dụ tốt cho thấy cách short-circuit evaluation cải thiện độ an toàn của chương trình.

Cải thiện hiệu năng nhờ short-circuit evaluation

Ví dụ cải thiện hiệu năng

def expensive_computation():
    print("Running an expensive operation")
    return True

result = False and expensive_computation()
# Since the expensive operation is not executed, computational cost is reduced

Ở đây, vì điều kiện đầu tiên là False, expensive_computation() không được thực thi và kết quả đã được xác định. Điều này tránh việc tính toán không cần thiết và cho phép chương trình chạy hiệu quả hơn.

6. Các ví dụ thực tế về việc sử dụng các toán tử logic của Python cho các câu điều kiện và thao tác danh sách

Các toán tử logic của Python có thể được sử dụng trong nhiều tình huống, chẳng hạn như trong câu điều kiện, vòng lặp và list comprehension. Dưới đây là một số ví dụ cụ thể.

Sử dụng trong Nhánh Điều kiện

Trong các câu lệnh điều kiện (câu lệnh if), bạn có thể kết hợp nhiều điều kiện để kiểm soát linh hoạt.
Ví dụ:

temperature = 25
weather = "sunny"

if temperature > 20 and weather == "sunny":
    print("It's a great day to go out")
else:
    print("Please check the weather")

Trong ví dụ này, nó in ra “It’s a great day to go out” khi nhiệt độ từ 20 độ trở lên và thời tiết có nắng. Bằng cách kết hợp nhiều điều kiện, bạn có thể chỉ định các tiêu chí chi tiết.

Sử dụng trong List Comprehension

Bằng cách đưa các toán tử logic vào list comprehension, bạn có thể thực hiện các thao tác danh sách ngắn gọn và hiệu quả.
Ví dụ:

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
filtered = [num for num in numbers if num % 2 == 0 or num > 4]
print(filtered)
# Output: [2, 4, 5, 6]

Trong ví dụ này, danh sách được lọc để chỉ giữ lại các số chẵn hoặc lớn hơn 5. Ngay cả khi các điều kiện phức tạp, các toán tử logic vẫn cho phép bạn diễn đạt chúng một cách ngắn gọn.

Sử dụng trong Vòng lặp while

Trong vòng lặp while, bạn có thể dùng các toán tử logic để kiểm soát nhiều điều kiện.
Ví dụ:

x = 0
y = 10

while x < 5 and y > 5:
    print(f"x: {x}, y: {y}")
    x += 1
    y -= 1

Trong ví dụ này, vòng lặp chạy trong khi x nhỏ hơn 5 và y lớn hơn 5. Ngay cả khi có nhiều điều kiện, các toán tử logic vẫn cho phép diễn đạt ngắn gọn.

7. Phần Câu hỏi Thường gặp (FAQ)

Trả lời các câu hỏi phổ biến mà người đọc gặp phải khi sử dụng các toán tử logic của Python.

Những lỗi thường gặp khi dùng các toán tử logic của Python là gì?

  1. Hiểu sai thứ tự ưu tiên của toán tử
  • Hiểu sai thứ tự ưu tiên của các biểu thức điều kiện có thể dẫn đến kết quả không mong muốn. Giải pháp: Sử dụng dấu ngoặc để làm rõ thứ tự ưu tiên.
  1. Xử lý các giá trị không phải boolean
  • None và các danh sách rỗng được đánh giá là “false” — nếu bạn không nắm rõ quy tắc này, có thể gây ra hành vi bất ngờ.

Mẹo để xử lý các điều kiện phức tạp với các toán tử logic của Python?

  1. Tách các điều kiện thành các hàm
  • Nếu các điều kiện phức tạp, hãy tách các phần ra thành các hàm để cải thiện khả năng đọc. Ví dụ:

“` def is_adult(age): return age >= 18

def is_member(member_status): return member_status == “active”

if is_adult(25) and is_member(“active”): print(“The member meets the conditions”) “`

  1. Phân chia các điều kiện
  • Thay vì viết nhiều điều kiện cùng một lúc, hãy tách chúng ra để dễ hiểu hơn.

8. Tóm tắt

Các toán tử logic của Python là công cụ thiết yếu được sử dụng trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như nhánh điều kiện, thao tác danh sách và ngăn ngừa lỗi. Trong bài viết này, chúng tôi đã trình bày chi tiết các toán tử logic từ cơ bản đến cách sử dụng thực tế và cung cấp các ví dụ cụ thể cho thấy cách áp dụng chúng.
Bằng cách hiểu đúng các toán tử logic và tận dụng đánh giá ngắn mạch (short‑circuit) cùng các quy tắc ưu tiên, bạn có thể viết các chương trình hiệu quả và an toàn hơn. Hãy tham khảo bài viết này và áp dụng các kỹ thuật này một cách tích cực trong công việc lập trình hằng ngày.

RUNTEQ（ランテック）｜超実戦型エンジニア育成スクール