Python3位运算符

前言

本文介绍的是位运算符，位运算可以理解成对二进制数字上的每一个位进行操作的运算，位运算分为 布尔位运算符 和 移位位运算符。

一、位运算概览

1、布尔位运算符

1）按位与运算符 ( & )

定义描述：参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0。
两个数 按位与 操作如下：

a = 60           # 60 = 0011 1100 
b = 13           # 13 = 0000 1101 
c = 0

c = a & b        # 12 = 0000 1100 
print ("1 - c 的值为：", c)

输出结果如下：

1 - c 的值为： 12

2）按位或运算符 ( | )

定义描述：只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。
两个数 按位或 操作如下：

a = 60          # 60 = 0011 1100
b = 13          # 13 = 0000 1101
c = 0

c = a | b       # 61 = 0011 1101 
print ("2 - c 的值为：", c)

输出结果如下：

2 - c 的值为： 61

3）按位异或运算符( ^ )

定义描述：当两对应的二进位相异时，结果为1。
两个数 按位异或 操作如下：

a = 60     # 60 = 0011 1100
b = 13     # 13 = 0000 1101
c = 0

c = a ^ b      # 49 = 0011 0001 
print ("3 - c 的值为：", c)

输出结果如下：

3 - c 的值为： 49

4）按位取反运算符( ~ )

定义描述：对数据的每个二进制位取反,即把1变为0,把0变为1。~x 类似于 -x-1
两个数 按位取反 操作如下：

a = 60     # 60 = 0011 1100
c = 0

c = ~a       # -61 = 1100 0011 
print ("4 - c 的值为：", c)

输出结果如下：

4 - c 的值为： -61

注意：这里 ~a 代表是对二进制数 00111100 取反，直观感受应该是 11000011 ，即 -67。但实际输出的却是 -61, 这是为什么呢？是因为计算机中，二进制编码是采用补码的形式表示的，补码定义如下：
正数的补码是它本身，符号位为 0；负数的补码为正数数值二进制位取反后加一，符号位为一；
我们对 a求反的过程如下：（这里的过程可能有误，有问题欢迎讨论）

  0011 1100     # a的初始值
---------------
  0011 1100     # a初始值的补码，正数的补码是它本身
---------------
~  1100 0011     # 对a的每一位取反
---------------
  1011 1100     # a取反后的数值的补码表示 11 1100  = 60， 符号位为1，即 -60。
---------------
  1011 1101     # 负数的补码为正数数值二进制位取反后加一，所以11 1101= 61,符号位为1，即 -61。

所以我们的-61就是这么来的。

2、移位运算符

1）左移动运算符( << )

    定义描述：运算数的各二进位全部左移若干位，由"<<"右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。

一个数 左移动运算 操作如下：

a = 60       # 60 = 0011 1100
c = 0

c = a << 2     # 240 = 1111 0000 print ("5 - c 的值为：", c)

输出结果如下：

5 - c 的值为： 240

2）右移动运算符( >> )

定义描述：把">>“左边的运算数的各二进位全部右移若干位，”>>"右边的数指定移动的位数。低位丢弃，高位补0。
一个数 右移动运算 操作如下：

a = 60       # 60 = 0011 1100
c = 0

c = a >> 2     # 15 = 0000 1111 print ("6 - c 的值为：", c)

输出结果如下：

6 - c 的值为： 15