Python如何高效使用位運算符

Python位運算符

按位運算符是把數字看作二進制來進行計算的，使用正確將會大大優化程序，如進制轉化。Python中的按位運算法則如下：

變量 a 爲 60，b 爲 13，二進制格式如下：

• a = 0011 1100;
• b = 0000 1101;

運算符	描述	實例
&	按位與運算符：參與運算的兩個值,如果兩個相應位都爲1,則該位的結果爲1,否則爲0	(a & b) 輸出結果 12 ，二進制解釋： 0000 1100
\	按位或運算符：只要對應的二個二進位有一個爲1時，結果位就爲1	(a | b) 輸出結果 61 ，二進制解釋： 0011 1101
^	按位異或運算符：當兩對應的二進位相異時，結果爲1	(a ^ b) 輸出結果 49 ，二進制解釋： 0011 0001
~	按位取反運算符：對數據的每個二進制位取反,即把1變爲0,把0變爲1 , ~x 類似於 -x-1	(~a ) 輸出結果 -61 ，二進制解釋： 1100 0011，在一個有符號二進制數的補碼形式
<<	左移動運算符：運算數的各二進位全部左移若干位，由 << 右邊的數字指定了移動的位數，高位丟棄，低位補0	a << 2 輸出結果 240 ，二進制解釋： 1111 0000
>>	右移動運算符：把">>"左邊的運算數的各二進位全部右移若干位，>> 右邊的數字指定了移動的位數	a >> 2 輸出結果 15 ，二進制解釋： 0000 1111

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
a = 60            # 60 = 0011 1100 
b = 13            # 13 = 0000 1101 
c = 0

c = a & b;        # 12 = 0000 1100
print ("1 - c 的值爲：",c)
 
c = a | b;        # 61 = 0011 1101 
print ("2 - c 的值爲：", c)
 
c = a ^ b;        # 49 = 0011 0001
print ("3 - c 的值爲：", c)
 
c = ~a;           # -61 = 1100 0011
print ("4 - c 的值爲：", c)
 
c = a << 2;       # 240 = 1111 0000
print ("5 - c 的值爲：", c)
 
c = a >> 2;       # 15 = 0000 1111
print ("6 - c 的值爲：", c)

1)<<按位左移
各二進位全部左移n位,高位丟棄,低位補0
x << n 左移 x 的所有二進制位向左移動n位,移出位刪掉,移進的位補零

a. 左移1位相當於乘以2
用途:快速計算一個數乘以2的n次方 (8<<3 等同於8*2^3)
b.左移可能會改變一個數的正負性
2)>>按位右移
各二進位全部右移n位,保持符號位不變
x >> n, x的所有二進制位向右移動n位,移出的位刪掉,移進的位補符號位, 右移不會改變一個數的符

右移1位相當於除以2
x 右移 n 位就相當於除以2的n次方
用途:

• 快速計算一個數除以2的n次方 (8>>3 等同於8/2^3)
• 可以使用右移代替二分查找和堆的插入操作。

3）使用舉例：
使用**>>**右移運算計算一個數的二進制表示：

a = 13            # 13 = 0000 1101 
c = []
for i in range(4):#這裏4，因爲2^4>13
    b = a >> i &1# 每次右移一位，相當於原數除2取整，和1取&與運算
    c.append(b)
print ("c 的二進制表示爲：",c[::-1])
# c 的二進制表示爲： [1, 1, 0, 1]