编程必备：位运算高效技巧解密

位运算是直接对二进制数的每一位进行操作的运算方式，通常用于底层编程、优化算法和处理紧凑数据。以下是常见的位运算符及其应用方法：

基本位运算符

按位与（AND）
符号：&
规则：两个对应位都为1时结果为1，否则为0。
示例：

5 & 3  # 0101 & 0011 = 0001（结果为1）

按位或（OR）
符号：|
规则：两个对应位中至少有一个为1时结果为1。
示例：

5 | 3  # 0101 | 0011 = 0111（结果为7）

按位异或（XOR）
符号：^
规则：两个对应位不同时结果为1，否则为0。
示例：

5 ^ 3  # 0101 ^ 0011 = 0110（结果为6）

按位取反（NOT）
符号：~
规则：对每一位取反（0变1，1变0）。
注意：结果与语言相关，可能涉及补码表示。
示例：

~5  # ~0101 = 1010（在补码系统中，结果为-6）

左移（Shift Left）
符号：<<
规则：将二进制数向左移动指定位数，低位补0。
示例：

5 << 1  # 0101 << 1 = 1010（结果为10）

右移（Shift Right）
符号：>>
规则：将二进制数向右移动指定位数，高位补符号位（算术右移）或补0（逻辑右移，取决于语言）。
示例：

5 >> 1  # 0101 >> 1 = 0010（结果为2）

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常见应用场景

奇偶判断
使用& 1快速判断奇偶性：

if num & 1:
    print("奇数")
else:
    print("偶数")

交换变量
利用异或性质交换两个变量的值（无需临时变量）：

a ^= b
b ^= a
a ^= b

快速乘除2的幂次
左移等效于乘以$2^n$，右移等效于除以$2^n$（向下取整）：

x * 8  # 等价于 x << 3
x // 16  # 等价于 x >> 4

掩码操作
提取或设置特定位：

# 提取低4位
low_bits = num & 0xF
# 设置第3位为1
num |= (1 << 2)