Python中的位运算符及其应用

小蓝 • 2024-11-30 09:05 • 编程

Python中的位运算符主要有：按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、按位取反(~)、左移位(<>)，下面将详细介绍这些运算符的使用及应用。

按位与(&)的运算规则是将两个数的二进制相同位上的数字进行”与”操作，即都为1，结果才为1，否则为0。例如：

a = 60    # 60的二进制为 0011 1100
b = 13    # 13的二进制为 0000 1101
c = a & b # 12的二进制为 0000 1100
print("c的值为：", c)

上述代码中，结果为12，是因为60的二进制为0011 1100，13的二进制为0000 1101，对应位置上的数字都为1的只有第4个和第5个，因此得到的结果为0000 1100，即十进制的12。

按位与的应用场景：通过按位与的操作，可以将一个数的某些位设为0，例如通过将0b11110000进行按位与0b00111111的操作可以将前四位清零。

按位或(|)的运算规则是将两个数的二进制相同位上的数字进行”或”操作，即有一个为1，结果为1，否则为0。例如：

a = 60    # 60的二进制为 0011 1100
b = 13    # 13的二进制为 0000 1101
c = a | b # 61的二进制为 0011 1101
print("c的值为：", c)

上述代码中，结果为61，是因为60的二进制为0011 1100，13的二进制为0000 1101，对应位置上的数字都为0的只有第6个，因此得到的结果为0011 1101，即十进制的61。

按位或的应用场景：通过按位或的操作，可以将一个数的某些位设为1，例如通过将0b00001111进行按位或0b11000000的操作可以将后四位设为1。

按位异或(^)的运算规则是将两个数的二进制相同位上的数字进行”异或”操作，即相同为0，不同为1。例如：

a = 60    # 60的二进制为 0011 1100
b = 13    # 13的二进制为 0000 1101
c = a ^ b # 49的二进制为 0011 0001
print("c的值为：", c)

上述代码中，结果为49，是因为60的二进制为0011 1100，13的二进制为0000 1101，对应位置上的数字都不同的只有第1个、第2个、第3个、第4个和第5个，因此得到的结果为0011 0001，即十进制的49。

按位异或的应用场景：通过按位异或的操作，可以将一个数的某些位取反，例如将0b10011010进行按位异或0b11111111的操作可以将这个数字中的所有位取反。

按位取反(~)的运算规则是将一个数的二进制码按位取反，即0变1，1变0。例如：

a = 60    # 60的二进制为 0011 1100
b = ~a     # -61
print("b的值为：", b)

上述代码中，结果为-61，是因为60的二进制为0011 1100，按位取反后变为1100 0011，再转换成十进制表示为-61。

按位取反的应用场景：按位取反一般用于补码的运算。在计算机中，负数是以补码的形式存储的。按位取反后再加上1，即可得到负数的原码。

左移位(<<)的运算规则是将一个数的二进制码向左移动指定的位数，移动后空出的位补0。例如：

a = 15    # 15的二进制为 0000 1111
b = a << 2 # 60的二进制为 0011 1100
print("b的值为：", b)

上述代码中，结果为60，是因为15的二进制为0000 1111，向左移动两位后变为0011 1100，即十进制的60。

左移位的应用场景：通过左移位的操作，可以将一个数乘以2的整数次方，例如将0b00001111进行左移位2位的操作可以将这个数字乘以4。

右移位(>>)的运算规则是将一个数的二进制码向右移动指定的位数，移动后空出的位补0。例如：

a = 60    # 60的二进制为 0011 1100
b = a >> 2 # 15的二进制为 0000 1111
print("b的值为：", b)

上述代码中，结果为15，是因为60的二进制为0011 1100，向右移动两位后变为0000 1111，即十进制的15。

右移位的应用场景：通过右移位的操作，可以将一个数除以2的整数次方，例如将0b11110000进行右移位2位的操作可以将这个数字除以4。

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