Python 位元運算符

Python 位元運算符用於對整數執行位元計算。 整數被轉換為二進制格式，然後逐位進行操作，因此稱為位元運算符。 Python 位元運算符僅對整數起作用，最終輸出以十進制格式返回。 Python 位元運算符也被稱為二進制運算符。

Python 位元運算符

Python 中有 6 個位元運算符。 下表提供了關於它們的簡短詳細信息。

讓我們逐一查看這些運算符，並了解它們的工作原理。

1. 位元 AND 運算符

如果兩個位元都是 1，則 Python 位元 and 運算符返回 1，否則返回 0。

>>> 10&7
2
>>> 

2. 位元 OR 運算符

如果任何一個位元是 1，則 Python 位元 or 運算符返回 1。 如果兩個位元都是 0，則返回 0。

>>> 10|7
15
>>> 

3. 位元 XOR 運算子

Python 的位元 XOR 運算子在其中一個位元為 0 而另一個位元為 1 時返回 1。如果兩個位元都為 0 或 1，則返回 0。

>>> 10^7
13
>>> 

4. 位元 Ones’ 補數運算子

數字 ‘A’ 的 Ones’ 補數等於 -(A+1)。

>>> ~10
-11
>>> ~-10
9
>>> 

5. 位元左移運算子

Python 的位元左移運算子將左操作數的位元向左移動給定次數的右操作數。簡單來說，二進位數會在末尾添加 0。

>>> 10 << 2
40
>>> 

6. 位元右移運算子

Python 的右移運算子正好是左移運算子的相反。然後，左側操作數的位元將向右移動給定次數。簡單來說，右側的位元會被移除。

>>> 10 >> 2
2
>>>  

Python 位元運算子重載

Python 支援運算子重載。我們可以實現各種方法來支援我們自定義對象的位元運算子。

這是一個我們自定義對象的位元運算子重載的例子。

class Data:
    id = 0

    def __init__(self, i):
        self.id = i

    def __and__(self, other):
        print('Bitwise AND operator overloaded')
        if isinstance(other, Data):
            return Data(self.id & other.id)
        else:
            raise ValueError('Argument must be object of Data')

    def __or__(self, other):
        print('Bitwise OR operator overloaded')
        if isinstance(other, Data):
            return Data(self.id | other.id)
        else:
            raise ValueError('Argument must be object of Data')

    def __xor__(self, other):
        print('Bitwise XOR operator overloaded')
        if isinstance(other, Data):
            return Data(self.id ^ other.id)
        else:
            raise ValueError('Argument must be object of Data')

    def __lshift__(self, other):
        print('Bitwise Left Shift operator overloaded')
        if isinstance(other, int):
            return Data(self.id << other)
        else:
            raise ValueError('Argument must be integer')

    def __rshift__(self, other):
        print('Bitwise Right Shift operator overloaded')
        if isinstance(other, int):
            return Data(self.id >> other)
        else:
            raise ValueError('Argument must be integer')

    def __invert__(self):
        print('Bitwise Ones Complement operator overloaded')
        return Data(~self.id)

    def __str__(self):
        return f'Data[{self.id}]'


d1 = Data(10)
d2 = Data(7)

print(f'd1&d2 = {d1&d2}')
print(f'd1|d2 = {d1|d2}')
print(f'd1^d2 = {d1^d2}')
print(f'd1<<2 = {d1<<2}')
print(f'd1>>2 = {d1>>2}')
print(f'~d1 = {~d1}')

輸出：

Bitwise AND operator overloaded
d1&d2 = Data[2]
Bitwise OR operator overloaded
d1|d2 = Data[15]
Bitwise XOR operator overloaded
d1^d2 = Data[13]
Bitwise Left Shift operator overloaded
d1<<2 = Data[40]
Bitwise Right Shift operator overloaded
d1>>2 = Data[2]
Bitwise Ones Complement operator overloaded
~d1 = Data[-11]

如果您不熟悉新的字符串格式化，請閱讀 Python 中的 f-strings。

摘要

Python 位元運算子主要用於數學計算。我們也可以實現特定方法來支援自定義類實現的位元運算子。