Python - 按位运算符

Python 按位运算符

Python 按位运算符（Python Bitwise Operators）通常用于对整数类型对象执行按位运算。但是，它不是将对象视为一个整体，而是将其视为一串位。对字符串中的每个位执行不同的操作。

Python 有六个按位运算符 - &、|、^、~、<< 和 >>。所有这些运算符（除了 ~）本质上都是二进制的，因为它们对两个操作数进行操作。每个操作数都是一个二进制数字 （bit） 1 或 0。

以下是 Python 中的按位运算符 -

• 按位 AND 运算符
• 按位 OR 运算符
• 按位 XOR 运算符
• 按位 NOT 运算符
• 按位 左移 运算符
• 按位 右移 运算符

Python 按位 AND 运算符 （&）

按位 AND 运算符有点类似于逻辑 AND 运算符。仅当两个位操作数均为 1 （即 True） 时，它才返回 True 。所有组合均为 −

当你使用整数作为操作数时，两者都被转换为等效的二进制，&操作在每个数字的相应位上完成，从最低有效位开始，一直到最高有效位。

Python 按位 AND 运算符示例

让我们取两个整数 60 和 13，并将它们分别分配给变量 a 和 b。

a=60
b=13
print ("a:",a, "b:",b, "a&b:",a&b)

它将产生以下输出 -

要了解 Python 如何执行该操作，请获取每个变量的二进制等效项。

print ("a:", bin(a))
print ("b:", bin(b))

它将产生以下输出 -

为方便起见，请为每个数字使用标准的 8 位格式，以便00111100“a”，00001101“b”。让我们对这两个数字的每个对应位手动执行和操作。

将生成的 binary 转换回整数。你会得到 12，这是之前获得的结果。

>>> int('00001100',2)
12

Python 按位 OR 运算符 （|）

“|” 符号（称为竖线）是按位 OR 运算符。如果任何位操作数为 1，则结果为 1，否则为 0。

Python 按位 OR 运算符示例

取 a=60、b=13 的相同值。“|” 操作的结果为 61。获取它们的二进制等效项。

a=60
b=13
print ("a:",a, "b:",b, "a|b:",a|b)
print ("a:", bin(a))
print ("b:", bin(b))

它将产生以下输出 -

要手动执行 “|” 操作，请使用 8 位格式。

将二进制数转换回整数以计算结果 -

>>> int('00111101',2)
61

Python 按位 XOR 运算符 （^）

术语 XOR 代表排他 OR。这意味着如果只有一个位是 1，则对两个位进行 OR 运算的结果将为 1。

0 ^ 0 is 0
0 ^ 1 is 1
1 ^ 0 is 1
1 ^ 1 is 0

Python 按位 XOR 运算符示例

让我们对 a=60 和 b=13 进行 XOR 运算。

a=60
b=13
print ("a:",a, "b:",b, "a^b:",a^b)

它将产生以下输出 -

现在，我们手动执行按位 XOR。

int（） 函数显示 00110001 为 49。

>>> int('00110001',2)
49

Python 按位 NOT 运算符 （~）

此运算符是逻辑 NOT 运算符的二进制等效项。它翻转每个位，以便 1 替换为 0，将 0 替换为 1，并返回原始数字的补码。Python 使用 2 的补码方法。对于正整数，只需反转位即可获得。对于负数 -x，使用 （x-1） 的位模式写入，所有位都补码（从 1 切换到 0 或从 0 切换到 1）。因此：（对于 8 位表示）

-1 is complement(1 - 1) = complement(0) = "11111111"
-10 is complement(10 - 1) = complement(9) = complement("00001001") = "11110110".

Python 按位 NOT 运算符示例

对于 a=60，其补数为 −

a=60
print ("a:",a, "~a:", ~a)

它将产生以下输出 -

Python 按位左移运算符 （<<）

左移运算符将最高有效位右移 “<<”符号。因此，“x << 2” 会导致 的二进制表示的两位右。

Python 按位左移运算符示例

让我们在 60 上执行左移。

a=60
print ("a:",a, "a<<2:", a<<2)

它将产生以下输出 -

这是如何发生的？让我们使用等效的二进制 60，并执行 2 的左移。

0011 1100
<<
	 	 2
-------------
1111 0000

将 binary 转换为 integer。是 240 人。

>>> int('11110000',2)
240

Python 按位右移运算符 （>>）

右移运算符将最低有效位向左移动 “>>” 符号右侧的数字。因此，“x >> 2” 会导致 的二进制表示为 left 的两位。

Python 按位右移运算符示例

让我们在 60 上执行右移。

a=60
print ("a:",a, "a>>2:", a>>2)

它将产生以下输出 -

60 上的手动右移操作如下所示 -

0011 1100
>>
2
-------------
0000 1111

使用 int（） 函数将上述二进制数转换为整数。现在是 15 岁。

>>> int('00001111',2)
15