python之位运算,and , or

本文详细介绍了Python中的位运算符,包括按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、按位取反(~)、右移(>>)和左移(<<)的使用方法,并给出了具体的示例,帮助读者理解位运算的应用场景。

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python之位运算,and , or
位运算符号有:&(按位与),|(按位或),^(按位异或),~(按位取反),>>(右移运算),<<(左移运算)
优先级从高到低依次为:~, & , ^, |

“清零取反要用与,某位置一可用或。若要取反和交换,轻轻松松用异或。”

&(按位与) :真&真=真,真&假=假,假&假=假,假&真=假
|(按位或) :真|真=真,真|假=真,假|真=真,假|假=假
^(按位异或) :真^假=真 ,假^真=真 ,假^假=假,真^真=假
~(按位取反) :

奇数偶数的判断
整数类型(int) a:
A&1 == 0  偶数
A&1 == 1  奇数

移位运算

功能    示例    位运算      
去掉最后一位      101101->10110    x >> 1       
在最后加一个0     101101->1011010    x < < 1      
在最后加一个1    101101->1011011    x < < 1+1      
把最后一位变成1    101100->101101    x | 1      
把最后一位变成0     101101->101100    x | 1-1       
最后一位取反     101101->101100    x ^ 1      
把右数第k位变成1    101001->101101,k=3    x | (1 < < (k-1))       
把右数第k位变成0    101101->101001,k=3    x & ~ (1 < < (k-1))       
右数第k位取反     101001->101101,k=3    x ^ (1 < < (k-1))       
取末三位     1101101->101    x & 7      
取末k位    1101101->1101,k=5    x & ((1 < < k)-1)       
取右数第k位    1101101->1,k=4    x >> (k-1) & 1       
把末k位变成1    101001->101111,k=4    x | (1 < < k-1)      
末k位取反    101001->100110,k=4    x ^ (1 < < k-1)       
把右边连续的1变成0    100101111->100100000    x & (x+1)       
把右起第一个0变成1     100101111->100111111    x | (x+1)       
把右边连续的0变成1    11011000->11011111    x | (x-1)       
取右边连续的1    100101111->1111    (x ^ (x+1)) >> 1      
去掉右起第一个1的左边    100101000->1000    x & (x ^ (x-1))      

看看python中位运算的使用
E:\Python26\python.exe 2.6.4 (r264:75708, Oct 26 2009, 08:23:19) [MSC v.1500 32 bit (Intel)]
>>> 'a' and 'b'
'b'
>>> '' and 'b'
''
>>> 'a' and 'b' and 'c'
'c'
>>>

1.使用 and 时,在布尔环境中从左到右演算表达式的值。0、''、[]、()、{}、None 在布尔环境中为假;其它任何东西都为真。
2.如果布尔环境中的某个值为假,则 and 返回第一个假值。在这个例子中,'' 是第一个假值。
3.所有值都为真,所以 and 返回最后一个真值,'c'。

>>> '' or 'a' or 'b'
'a'
>>> '' or [] or {}
{}
>>>

1.使用 or 时,在布尔环境中从左到右演算值,就像 and  一样。如果有一个值为真,or 立刻返回该值。本例中,'a'  是第一个真值。
2.or 演算 '' 的值为假,然后演算 'a' 的值为真,于是返回 'a' ,对'b'就不做判断了
3.如果所有的值都为假,or 返回最后一个假值。or  演算 '' 的值为假,然后演算 [] 的值为假,依次演算 {} 的值为假,最终返回 {}  。

交换两个变量值
Python 2.6.4 (r264:75708, Oct 26 2009, 08:23:19) [MSC v.1500 32 bit (Intel)] on
win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> a = 1
>>> b = 2
>>> a = a^b
>>> b = b^a
>>> a = a^b
>>> print a
2
>>> print b
1
<think>好的,用户想了解如何在Python中执行位运算,特别是ANDOR、XOR和移操作的示例。首先,我需要回忆Python中的位运算符,并确保它们的用法正确。 首先,Python中的位运算符包括:按与(&)、按(|)、按(^)、按取反(~)、左移(<<)和右移(>>)。这些运算符直接对整数的二进制进行操作。需要注意的是,取反运算符~是按取反,结果会受到补码表示的影响,所以可能会有负数出现,这可能需要解释一下补码的概念。 接下来,我需要为每个运算符提供示例。例如,按与可以用在两个数字的二进制对应都为1时结果才为1。例如,5 & 3的结果是1,因为二进制101和011的按与是001。同样,按则是只要有一个为1就为1,所以5 | 3的结果是7(111)。 对于异操作,当对应不同时结果为1,相同则为0。例如,5 ^ 3的结果是6(110)。移操作方面,左移相当于乘以2的幂次,右移相当于除以2的幂次,但要注意符号的处理,Python中的右移是算术移,符号会被保留。 另外,用户可能对实际应用场景感兴趣,比如使用位运算进行标志操作、权限管理者优化算法。例如,判断奇偶可以用num & 1,交换两个数可以用异操作,而检查是否是2的幂可以用(n & (n-1)) == 0。这些例子能帮助用户理解位运算的实际用途。 需要注意的是,用户提供的引用中有提到numpy的位运算函数,比如numpy.left_shift()和numpy.invert(),可能也需要简要提及,但主要焦点应该放在Python内置的位运算符上。 还要考虑用户可能的误区,比如按位运算符和逻辑运算符(andor、not)的区别,特别是在优先级和运算结果类型上的不同。例如,&是位运算符,而and是逻辑运算符,返回布尔值。 最后,需要确保示例代码正确,并输出结果清晰,可能的话,用二进制表示来辅助说明。例如,用bin()函数显示二进制形式,者用numpy.binary_repr来处理负数的情况,这样用户能更直观地看到操作的效果。 总结一下,回答的结构应该是先介绍各个位运算符,给出示例代码和输出,然后讨论应用场景,最后提醒注意事项和常见误区。同时,引用相关的参考资料,比如用户提供的引用[1]-[5],以增强可信度。</think>### Python位运算教程:AND/OR/XOR/SHIFT操作详解 #### 一、Python位运算符概览 Python支持以下位运算符: - `&`(按与) - `|`(按) - `^`(按) - `~`(按取反) - `<<`(左移) - `>>`(右移) 这些运算符直接操作二进制,适用于整数类型[^3][^4]。 --- #### 二、基础操作示例 1. **按与(AND)** **规则**:两都为1时结果为1 ```python a = 5 # 二进制 0101 b = 3 # 二进制 0011 result = a & b # 0001(十进制1) print(f"5 & 3 = {result}") # 输出:5 & 3 = 1 ``` **应用**:判断奇偶(`num & 1 == 0`则为偶数)[^5] 2. **按OR)** **规则**:任意一为1时结果为1 ```python a = 5 # 0101 b = 3 # 0011 result = a | b # 0111(十进制7) print(f"5 | 3 = {result}") # 输出:5 | 3 = 7 ``` **应用**:设置特定标志[^4] 3. **按(XOR)** **规则**:两不同时结果为1 ```python a = 5 # 0101 b = 3 # 0011 result = a ^ b # 0110(十进制6) print(f"5 ^ 3 = {result}") # 输出:5 ^ 3 = 6 ``` **应用**:交换变量值(无需临时变量) ```python a ^= b # a = a ^ b b ^= a # b = b ^ a(原a的值) a ^= b # a = a ^ b(原b的值) ``` 4. **按取反(NOT)** **规则**:所有取反(注意补码表示) ```python a = 9 # 二进制 00001001 result = ~a # 11110110(十进制-10) print(f"~9 = {result}") # 输出:~9 = -10 ``` **说明**:Python使用补码表示负数,`~x = -x-1`[^2] 5. **移操作** - **左移**:低补0,相当于乘以$2^n$ ```python a = 5 # 0101 result = a << 2 # 010100(十进制20) print(f"5 << 2 = {result}") # 输出:5 << 2 = 20 ``` - **右移**:高补符号,相当于除以$2^n$取整 ```python a = 20 # 010100 result = a >> 2 # 000101(十进制5) print(f"20 >> 2 = {result}") # 输出:20 >> 2 = 5 ``` --- #### 三、进阶应用场景 1. **权限系统** 用掩码管理权限: ```python READ = 0b001 WRITE = 0b010 EXECUTE = 0b100 user_permission = READ | WRITE # 0b011(可读可写) if user_permission & EXECUTE: print("有执行权限") ``` 2. **高效算法** - **判断是否为2的幂**:`(n & (n-1)) == 0` - **统计二进制中1的个数**: ```python def count_ones(n): count = 0 while n: n &= n-1 count +=1 return count ``` --- #### 四、注意事项 1. 运算符优先级:位运算符优先级低于算术运算符,建议用括号明确优先级 2. 逻辑运算符与位运算符区别:`&`和`and`结果不同(前者返回整数,后者返回布尔值) 3. 处理负数时注意补码规则,可用`numpy.binary_repr()`查看完整二进制表示 ---
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