Python位运算符详解 |
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Python 位运算按照数据在内存中的二进制位(Bit)进行操作,它一般用于底层开发(算法设计、驱动、图像处理、单片机等),在应用层开发(Web 开发、Linux 运维等)中并不常见。 Python 位运算符只能用来操作整数类型,它按照整数在内存中的二进制形式进行计算。Python 支持的位运算符如下表所示。 Python 位运算符一览表 位运算符说明使用形式举 例&按位与a & b4 & 5|按位或a | b4 | 5^按位异或a ^ b4 ^ 5~按位取反~a~4 b4 >> 2,表示整数 4 按位右移 2 位 & 按位与运算符按位与运算符&的运算规则是:只有参与&运算的两个位都为 1 时,结果才为 1,否则为 0。例如1&1为 1,0&0为 0,1&0也为 0,这和逻辑运算符&&非常类似。 Python & 运算符的规则 第一个Bit位第二个Bit位结果000010100111例如,9&5可以转换成如下的运算: 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 1001 (9 在内存中的存储) & 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0101 (5 在内存中的存储) ----------------------------------------------------------------------------------- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0001 (1 在内存中的存储)&运算符会对参与运算的两个整数的所有二进制位进行&运算,9&5的结果为 1。 又如,-9&5可以转换成如下的运算: 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 0111 (-9 在内存中的存储) & 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0101 (5 在内存中的存储) ----------------------------------------------------------------------------------- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0101 (5 在内存中的存储)-9&5的结果是 5。 再强调一遍,&运算符操作的是数据在内存中存储的原始二进制位,而不是数据本身的二进制形式;其他位运算符也一样。以-9&5为例,-9 的在内存中的存储和 -9 的二进制形式截然不同: 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 0111 (-9 在内存中的存储) -0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 1001 (-9 的二进制形式,前面多余的0可以抹掉)按位与运算通常用来对某些位清 0,或者保留某些位。例如要把 n 的高 16 位清 0 ,保留低 16 位,可以进行n & 0XFFFF运算(0XFFFF 在内存中的存储形式为 0000 0000 -- 0000 0000 -- 1111 1111 -- 1111 1111)。 使用 Python 代码对上面的分析进行验证: n = 0X8FA6002D print("%X" % (9&5) ) print("%X" % (-9&5) ) print("%X" % (n&0XFFFF) )运行结果: 1 5 2D | 按位或运算符按位或运算符|的运算规则是:两个二进制位有一个为 1 时,结果就为 1,两个都为 0 时结果才为 0。例如1|1为 1,0|0为0,1|0 为1,这和逻辑运算中的||非常类似。 Python | 运算符的规则 第一个Bit位第二个Bit位结果000011101111例如,9 | 5可以转换成如下的运算: 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 1001 (9 在内存中的存储) | 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0101 (5 在内存中的存储) ----------------------------------------------------------------------------------- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 1101 (13 在内存中的存储)9 | 5的结果为 13。 又如,-9 | 5可以转换成如下的运算: 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 0111 (-9 在内存中的存储) | 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0101 (5 在内存中的存储) ----------------------------------------------------------------------------------- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 0111 (-9 在内存中的存储)-9 | 5 的结果是 -9。 按位或运算可以用来将某些位置 1,或者保留某些位。例如要把 n 的高 16 位置 1,保留低 16 位,可以进行n | 0XFFFF0000运算(0XFFFF0000 在内存中的存储形式为 1111 1111 -- 1111 1111 -- 0000 0000 -- 0000 0000)。 使用 Python 代码对上面的分析进行验证: n = 0X2D print("%X" % (9|5) ) print("%X" % (-9|5) ) print("%X" % (n|0XFFFF0000) )运行结果: D -9 FFFF002D ^按位异或运算符按位异或运算^的运算规则是:参与运算的两个二进制位不同时,结果为 1,相同时结果为 0。例如0^1为 1,0^0为 0,1^1为 0。 Python ^ 运算符的规则 第一个Bit位第二个Bit位结果000011101110例如,9 ^ 5可以转换成如下的运算: 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 1001 (9 在内存中的存储) ^ 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0101 (5 在内存中的存储) ----------------------------------------------------------------------------------- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 1100 (12 在内存中的存储)9 ^ 5的结果为 12。 又如,-9 ^ 5可以转换成如下的运算: 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 0111 (-9 在内存中的存储) ^ 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0101 (5 在内存中的存储) ----------------------------------------------------------------------------------- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 0010 (-14 在内存中的存储)-9 ^ 5的结果是 -14。 按位异或运算可以用来将某些二进制位反转。例如要把 n 的高 16 位反转,保留低 16 位,可以进行n ^ 0XFFFF0000运算(0XFFFF0000 在内存中的存储形式为 1111 1111 -- 1111 1111 -- 0000 0000 -- 0000 0000)。 使用 Python 代码对上面的分析进行验证: n = 0X0A07002D print("%X" % (9^5) ) print("%X" % (-9^5) ) print("%X" % (n^0XFFFF0000) )运行结果: C -E F5F8002D ~按位取反运算符按位取反运算符~为单目运算符(只有一个操作数),右结合性,作用是对参与运算的二进制位取反。例如~1为0,~0为1,这和逻辑运算中的!非常类似。 例如,~9可以转换为如下的运算: ~ 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 1001 (9 在内存中的存储) ----------------------------------------------------------------------------------- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 0110 (-10 在内存中的存储)所以~9的结果为 -10。 例如,~-9可以转换为如下的运算: ~ 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 1111 -- 1111 0111 (-9 在内存中的存储) ----------------------------------------------------------------------------------- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 0000 -- 0000 1000 (8 在内存中的存储)所以~-9的结果为 8。 使用 Python 代码对上面的分析进行验证: print("%X" % (~9) ) print("%X" % (~-9) )运行结果: -A 8 3) ) print("%X" % ((-9)>>3) )运行结果: 1 -2 Python教程,8天python从入门到精通,学python看这套就够了 |
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