运算,运算位,三目运算符

本文详细介绍了Python中二进制、八进制和十六进制的表示及转换方法,包括bin()、oct()和hex()函数。同时,讲解了负数的二进制表示以及位运算符如与(&)、或(|)、非(~)、异或(^)和位移(<<、>>)的操作。还探讨了位运算在计算和逻辑判断中的应用,并举例说明了三目运算符的使用。此外,提到了类型转换函数如int()、float()和str(),以及如何检查变量类型和进行类型转换。

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进制

0b:二进制
bin(number),将十进制数字number转成二进制显示

0o八进制
oct(number),将十进制数字number转成八进制显示

0x十六进制 10-15:abcdef
hex(number),将十进制数字number转成十六进制显示

“负数的二进制表示:正数转二进制取反码 最后位数+1
-5 —> 5:101—>取反码010—>最后位数+1 011
则-5的二进制表示为011”
在python中由于没有位数的概念,判断二进制的正负也是通过正负号来分辨

print(bin(-5))
print(bin(5))

# 输出结果:
-0b101
0b101

十六进制转二进制时,可以将十六进制数字的每一位数字分别转成四位数的二进制数字,然后拼接起来就是二进制的表示
ex: 1ac —> 0001 1010 1100 ----> 000110101100
即十六进制数字1ac用二进制表示为:0b110101100

print(bin(0x1ac))

# 输出结果:
0b110101100

位运算符:
& 与
| 或
~ 非
^ 异或
<< 、>>位移

& 与:(3&2) 将3 和 2的二进制数字对比,0表示false,1表示True,根据and规则判断对应位是1或0,则结果为0011&0010---->0010---->结果为2

| 或:(5|3) 将5 和 3的二进制数字对比,0表示false,1表示True,则结果为0101&0011---->0111---->结果为7

~ 非:取反 将十进制的数字对应的二进制进行反码操作
~5 ----> -6
5的二进制表示: 0000 0101
5取反: 1111 1010 取反后首位为1,所以为负数
补码: 1111 1001 将取反后的结果进行减一
取反: 0000 0110---->6 进而得到^5为-6
取反运算可以理解为~x = -x-1

print(~5)

# 输出结果:
-6

^ 异或 相同的是0 不同的是1
左右数字分别转成二进制后对比,取得出的结果
ex:
(3^5)
3—> 0000 0011
5—> 0000 0101
—> 0000 0110 —>6

print(3^5)

# 输出结果:
6

<</>>位移:
16>>2: 将16转为二进制之后整体右移两位,左边补0
0001 0000 ----> 0000 0100 ---->4
16<<2: 将16转为二进制之后整体左移两位,右边补0
0001 0000 ----> 0100 0000 ---->64
位移时若为付数则是补1

三目运算符

result = (a+b) if a>b else (b-a)
如果a>b 则计算a+b的结果赋值给result,否则计算b-a的结果赋值给result

a = 5
b = 9

result = ((a + b) if a > b else (b - a))
print(result)
输出结果:4  # 此时a>b不成立,执行b-a=4

a = 19
b = 9

result = ((a + b) if a > b else (b - a))
print(result)
输出结果:28  # 此时a>b成立,执行a+b=28

运算符小结

int(变量名),float(变量名), str(变量名),–变量类型转换
type(变量名)–查看类型,
isinstance(变量名,数据类型)–判断类型
算术运算符:*,**,//,%
比较运算符:==,!= 返回值是bool类型
三目运算符:value = 执行语句1 if 判断条件 else 执行语句2
赋值运算符:+=,-=,*=,/=
位运算符:与或非、二进制运算
逻辑运算符:and,or,not
成员运算符:in,not in
身份运算符:is, is not

运算符优先级:

优先级从上往下递减
** 乘方
~ 取反
+ -(符号运算符)
* / // %
+ -
<< >> 位移
&
^
|
== != > >= < <=
= %= /= //= -= += * **=
is is not
not
and
or

### 使用运算实现三目运算符 在某些情况下,可以通过运算模拟三目运算符的行为。假设有一个简单的三目运算表达式 `condition ? a : b`,其含义是:如果条件为真,则返回 `a`;否则返回 `b`。 #### 方法原理 为了用运算替代三目运算符的功能,可以利用布尔值的特性以及按操作的特点。具体来说: - 假设 `condition` 是一个布尔值(0 或 1),则可以用它作为掩码。 - 利用 `(~condition & a) | (condition & b)` 的形式来计算结果[^2]。 这里的逻辑如下: 1. 如果 `condition` 为 1,则 `(~condition & a)` 部分为 0,而 `(condition & b)` 部分等于 `b`。 2. 如果 `condition` 为 0,则相反,`(condition & b)` 部分为 0,而 `(~condition & a)` 部分等于 `a`。 最终的结果就是实现了类似于三目运算的效果。 #### 实现代码示例 以下是基于上述原理的一个简单实现: ```c #include <stdio.h> int main() { int condition = 1; // 条件变量 int a = 10, b = 20; // 使用运算代替三目运算符 int result = (~condition & a) | (condition & b); printf("Result is %d\n", result); // 输出结果应为 20 当 condition=1 return 0; } ``` 需要注意的是,在这种实现方式下,`a` 和 `b` 应该具有相同的类型或者能够兼容的数据宽度,以避免潜在的溢出或其他未定义行为。 #### 数据类型的注意事项 正如所提到的那样,当涉及复杂表达式的处理时,尤其是混合不同类型的操作数时,务必注意数据的一致性问题。这不仅适用于普通的三目运算场景,也扩展到了使用运算的方式上。 另外值得注意的是,尽管这种方法理论上可行,但在实际编程实践中并不推荐频繁采用这种方式替换标准语法结构如真正的三元表达式或if语句,因为这样可能会降低程序的可读性和维护便利度[^4]。 ### 总结 虽然通过运算可以模仿三目运算符的作用机制,但由于可能带来的理解困难和错误风险增加等问题,在日常编码过程中还是建议优先考虑更直观易懂的传统写法。
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