Python中的位运算

Python中的位运算是程序设计中对位模式或二进制的一元和二元操作。

按位运算就是把数字转换为机器语言---以二进制形式表示


Python中的位运算有哪些?

在Python中,按位运算符有左移运算符(<<)、右移运算符(>>)、按位与运算(&)、按位或运算(|)、按位取反运算(~)、异或运算符,其中按位取反运算符为单目运算符


按位左移运算符(<<)

在机器语言中,任何形式均以二进制的形式进行表示:
举例:7<<2
二进制为:111 左移两位:11100 最后结果为:28

左移

按位右移运算符(>>)

具体的使用形式和左移一样。
举例:7>>2 
   28>>2
二进制:7的二进制为:111,右移两位后为001,结果即为1
     28的二进制为:11100,右移两位后为00111,结果为7

右移

由于正数和负数的二进制形式不同,所以此处特别说下以下两个运算。在计算机中,负数的二进制形式是其正数的补码形式,此处不做特别的说明,需要知道的以下给出一个链接:http://www.cnblogs.com/junsky/archive/2009/08/06/1540727.html

按位与运算(&)

  • 正数和正数的与运算:
    举例: 7&9
    二进制:7的二进制为:0111,9的二进制为:1001
    说明:根据(1&1=1、1&0=0、0&1=0、0&0=0)即相同位置同为1结果即为1,否者为0,由此可见7&9的二进制形式为:0111&1001 == 0001
  • 正数与负数的与运算:
    举例:-7&5
    二进制:-7:1001,5:0101,结果为1
    说明:此处你可能要问-7的二进制和9的二进制不是相同吗?答案是不相同,在机器中-7的二进制为:11111111 11111111 11111111 11111001,9的二进制为:00000000 00000000 00000000 00001001。同样根据上文的同为1既为1,所以结果为1。运算最后结果的二进制形式从最左侧的第一个0前的1开始,直至右侧结尾,将此数转换为10进制,重点是,此处不是依次相加,而是依次相减,得到的结果最后加上负号即为最后运算的结果。
  • 负数与负数的与运算:
    举例:-5&-8
    二进制:-5:11111011,-8:11111000结果为-8
    说明:你可能会很疑惑,此处的结果明明是11111000,结果怎么是-8.原因是-5&-8的二进制形式为:11111011&11111000 == 11111000,从最左侧的第一个0前的1开始,直至右侧结尾,将此数转换为10进制,重点是,此处不是依次相加,而是依次相减,得到的结果最后加上负号即为最后运算的结果。
与运算

按位或运算(|)

或运算和与运算十分相似,只是依据的逻辑运算不同,或运算的依据逻辑是相同位置有个为1结果即为1

  • 正数与正数的或运算:
    举例:7|9
    二进制:7:0111,9:1001
    说明:根据(1|0=1、1|1=1、0|1=1、0|0=0)可知,7|9的二进制形式为:0111|1001,结果为:15
  • 负数与正数的或运算:
    举例:-7|9
    二进制:-7:11111001,9:00001001
    说明:从最左侧的第一个0前的1开始的数,转化为十进制,需要进行的是依次相减运算。
  • 负数与负数的或运算:
    举例:-5|-8
    二进制:-5:11111011,-8:11111000结果为-5
    说明:运算最后结果的二进制形式从最左侧的第一个0前的1开始,直至右侧结尾,将此数转换为10进制,重点是,此处不是依次相加,而是依次相减,得到的结果最后加上负号即为最后运算的结果。
或运算

按位取反运算符(~)

将二进制数+1之后乘以-1,假如x的二进制数是y,x的按位翻转是-(y+1)
举例:-3
去反后:2
二进制:-3:11111101 取反操作:-(11111101+1)== -(11111110)==2


异或运算符(^)

二进制对应位相加,不进位。依据逻辑为:(1^1=0、1^0=1、0^1=1、0^0=0),同样依照,如果两个数中一正一负,则最后的二进制转十进制时依次相减,如果同正同负,则相加

  • 正数和正数的异或运算:
    举例:7^9
    二进制:7:0111,9:1001
    说明:7^9的二进制形式为:0111^1001 == 1110,十进制为:14
  • 负数和正数的异或运算:
    举例:-3^4
    二进制:-3:11111101,4:00000100
    说明:-3^4的二进制形式为:11111101^00000100 == 11111001,根据说明可以知道结果为-(222-1)== -7
  • 负数和负数的异或运算:
    举例:-7^-9
    二进制:-7:11111001,-9:11110111
    说明;-7^-9的二进制形式为:11111001^11110111 == 00001110,根据说明可以知道结果为222+2*2+2=14
异或运算
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