Bitweise Python-Operatoren [mit Beispielen]

Bitweise Operatoren werden von der Programmiersprache Python bereitgestellt, damit Programmierer Daten auf der grundlegendsten Ebene manipulieren können – was ihnen viel mehr Kontrolle über alle Variablen gibt.

Python ist eine der beliebtesten Programmiersprachen der heutigen Welt. Die Vielseitigkeit von Python und die Anzahl der Funktionen, die es bietet, sind einige Gründe für seine zunehmende Popularität. In diesem Artikel werden bitweise Operatoren in Python, verschiedene Arten von bitweisen Operatoren, ihre Verwendung und vieles mehr untersucht.

Überblick über die bitweisen Operatoren von Python

Bitweise Operatoren sehen in verschiedenen Programmiersprachen gleich aus. Python enthält verschiedene Arten von Operatoren wie arithmetische, logische und Vergleichsoperatoren.

Die meisten bitweisen Operatoren sind binär, was bedeutet, dass sie zwei Operanden benötigen, mit denen sie arbeiten können, die normalerweise als linker und rechter Operand bezeichnet werden. Bitwise NOT (~) ist der einzige unäre bitweise Operator, da er nur einen Operanden benötigt.

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Was sind bitweise Operatoren?

Bitweise Operatoren sind eine der Arten von Operatoren, die verwendet werden, um bitweise Berechnungen mit ganzen Zahlen durchzuführen. Die ganzen Zahlen werden zuerst in Binärzahlen umgewandelt und dann werden die Operationen Bit für Bit ausgeführt, daher der Name bitweise Operatoren. Das Ergebnis wird dann ins Dezimalformat umgewandelt. Diese Operatoren können Berechnungen nur mit ganzen Zahlen durchführen.

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Die Bedeutung bitweiser Operatoren

Sie haben wahrscheinlich verstanden, was bitweise Operatoren sind. Konzentrieren wir uns nun auf die Bedeutung bitweiser Operatoren. Sie sind besser als arithmetische Operatoren und deshalb müssen Sie sie verwenden:

• Ausführungsgeschwindigkeit

Bitweise Operatoren sind schneller als die Durchführung von Multiplikationen oder Divisionen. Wenn Sie eine Variable x beispielsweise mit 9 multiplizieren müssen, können Sie (x<<3 + x) tun, was ein paar Zyklen schneller wäre als (x*9).

• Fehlerüberprüfung

Bitweise Operatoren werden häufig zum Überprüfen von Fehlern verwendet. Wenn Sie einige Bits an einen anderen Computer auf einem anderen Server senden, treten zwangsläufig einige Fehler auf. Sie können diese Fehler mithilfe bitweiser Operatoren identifizieren.

Sie verstehen wahrscheinlich die Verwendung und Bedeutung von bitweisen Operatoren, also fahren wir fort, um die verschiedenen Arten von bitweisen Operatoren zu verstehen.

Verschiedene Arten von bitweisen Operatoren

Bitweise logische Operatoren

Die bitweisen Operatoren and, or und xor sind binäre Operatoren mit einem linken und einem rechten Operanden. Der bitweise Operator ist kein unärer Operand, der nur einen rechten Operanden hat. Der Ergebnistyp aller vier bitweisen Operatoren ist ganze Zahlen. Die bitweisen logischen Operatoren untersuchen jeweils ein Bit in ihrem Operanden zuvor und berechnen den entsprechenden Wert im Ergebnis.

Bitweises UND

Der Operator AND (&) wird verwendet, um ein UND zwischen zwei Bits auszuführen. In diesem Fall müssen beide Bits wahr sein, damit der Ausgang wahr ist. Wenn eines der Bits falsch ist, ist die Ausgabe falsch. Mit anderen Worten, wenn beide Bits 1 sind, wird 1 zurückgegeben, sonst 0.

1&1 = 1

1&0 = 0

0&0 = 0

0&1 = 0

Beispiel:

a = 10 = 1010 (Binär)

b = 4 = 0100 (binär)

a & b = 1010

&

0100

= 0000

= 0 (Dezimal)

Bitweises ODER

Der OR-Operator (|) wird verwendet, um die OR-Operation zwischen zwei Bits auszuführen. Damit die Ausgabe wahr ist, muss eines der Bits wahr sein. Im Gegensatz zum Operator (&) müssen nicht beide Bits wahr sein, damit das Ergebnis wahr ist. Mit anderen Worten, das resultierende Bit ist 0, wenn und nur wenn beide Bits in Betrachtungen 0 sind, sonst ist das Ergebnis 1.

1 | 1 = 1

1 | 0 = 1

0 | 1 = 1

0 | 0 = 0

Beispiel:

a = 10 = 1010 (Binär)

b = 4 = 0100 (binär)

ein | b = 1010

|

0100

= 1110

= 14 (Dezimal)

Bitweise NICHT

Der bitweise Operator NOT (~) wird verwendet, um das Komplement der Zahl in Python zurückzugeben. Der Not-Operator ist jedoch ein sehr einfacher Operator und wird verwendet, um das Bit von 0 auf 1 und von 1 auf 0 zu kippen.

~13 (0b01101) = -14

~16 (0b010000) = -17

~31 (0b011111) = -32

Beispiel:

a = 10 = 1010 (Binär)

~a = ~1010

= -(1010 + 1)

= -(1011)

= -11 (Dezimal) Bitweiser XOR-Operator

Der XOR-Operator (^) wird für XOR zwischen zwei Bits verwendet, die in Bearbeitung sind. Die XOR-Operation ist sehr einfach. Wenn zwei Bits gleich sind, ist das resultierende Bit 0, sonst 1. Es wird häufig in logischen Berechnungen verwendet, um den Prozess zu beschleunigen.

1 ^ 1 = 0

1 ^ 0 = 1

0 ^ 1 = 1

0 ^ 0 = 0

Beispiel:

a = 10 = 1010 (Binär)

b = 4 = 0100 (binär)

a & b = 1010

^

0100

= 1110

= 14 (Dezimal)

Schichtoperatoren

Diese bitweisen Operatoren werden verwendet, um die Bits einer Zahl von links nach rechts zu verschieben, indem die Zahl jeweils durch zwei multipliziert oder dividiert wird. Sie können verwendet werden, wenn wir die Zahl durch zwei teilen oder multiplizieren müssen.

Bitweise Rechtsverschiebung

Der Rechtsoperator (>>) verschiebt, wie der Name schon sagt, die Bits nach rechts zu einer Zahl, die auf der rechten Seite des Operators dargestellt wird.

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Zum Beispiel – 10>>2 verschiebt (1010) um 2 nach rechts.

Beispiel 1:

a = 10 = 0000 1010 (binär)

a >> 1 = 0000 0101 = 5

Beispiel 2:

a = -10 = 1111 0110 (Binär)

a >> 1 = 1111 1011 = -5

Bitweise Linksverschiebung

Der linke (<<) Operator verschiebt, wie der Name schon sagt, die Bits nach links zu einer Zahl, die auf der rechten Seite des Operators dargestellt wird.

Zum Beispiel – 1<< 2 verschiebt 1 um 2 Werte nach links.

Beispiel 1:

a = 5 = 0000 0101 (Binär)

a << 1 = 0000 1010 = 10

a << 2 = 0001 0100 = 20

Beispiel 2:

b = -10 = 1111 0110 (Binär)

b << 1 = 1110 1100 = -20

b << 2 = 1101 1000 = -40

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Fazit

Ein gutes Verständnis der bitweisen Python-Operatoren wird Ihnen helfen, binäre Daten in Ihren Projekten zu manipulieren. Sie verstehen jetzt die Grundlagen bitweiser Operatoren und ihre Syntax sowie die Datentypen, die sie unterstützen. Sie können ihr Verhalten auch an Ihre eigenen Bedürfnisse anpassen.

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