Python系列（17）—— 位运算符

Python中的位运算符（Bitwise Operator）

一、引言

位运算符是直接对整数的二进制位进行操作的运算符。在Python中，位运算符可以对整数进行位级别的运算，如按位与（AND）、按位或（OR）、按位异或（XOR）、按位取反（NOT）等。这些运算符在底层系统编程、算法优化、网络通信等领域有广泛的应用。

二、位运算符介绍

1. 按位与（&）：对应位都为1时，结果位才为1，否则为0。
2. 按位或（|）：对应位只要有1，结果位就为1，否则为0。
3. 按位异或（^）：对应位不同时为1，相同时为0。
4. 按位取反（~）：对整数的二进制位取反，即0变为1，1变为0。
5. 左移（<<）：将数字的二进制表示向左移动指定的位数，右边用0填充。
6. 右移（>>）：将数字的二进制表示向右移动指定的位数，左边根据符号位填充（正数填充0，负数填充1）。

三、代码实例

下面通过几个示例来展示Python中位运算符的使用。

1. 按位与（&）

a = 60  # 二进制表示：0011 1100
b = 13  # 二进制表示：0000 1101

# 使用按位与运算
result = a & b
print(result)  # 输出：12，二进制表示：0000 1100

2. 按位或（|）

a = 60  # 二进制表示：0011 1100
b = 13  # 二进制表示：0000 1101

# 使用按位或运算
result = a | b
print(result)  # 输出：61，二进制表示：0011 1101

3. 按位异或（^）

a = 60  # 二进制表示：0011 1100
b = 13  # 二进制表示：0000 1101

# 使用按位异或运算
result = a ^ b
print(result)  # 输出：49，二进制表示：0011 0001

4. 按位取反（~）

a = 60  # 二进制表示：0011 1100

# 使用按位取反运算
result = ~a
print(result)  # 输出：-61，二进制表示：1100 0011（补码表示）

5. 左移（<<）

a = 6  # 二进制表示：0000 0110

# 使用左移运算，将a的二进制表示向左移动2位
result = a << 2
print(result)  # 输出：24，二进制表示：0001 1000

6. 右移（>>）

a = 10  # 二进制表示：0000 1010

# 使用右移运算，将a的二进制表示向右移动1位
result = a >> 1
print(result)  # 输出：5，二进制表示：0000 0101

四、总结

位运算符在Python编程中不常用，但在某些特定场景下（如底层系统编程、算法优化等）非常有用。通过掌握位运算符，可以更深入地理解计算机底层的数据表示和操作方式，提高编程能力和算法效率。